分析金属应力腐蚀试验

金属的应力腐蚀

近年来，我国的基础建设事业蓬勃发展，更加成熟的新技术不断应用于新各种项目中。金属材料是最重要的工程材料之一，在材料使用过程中，不难发现应力腐蚀在其中扮演着非常重要的角色。

应力腐蚀是指材料、机械零件或构件在静应力（主要是拉应力）和腐蚀的共同作用下产生的失效现象，一般认为有阳极溶解和氢致开裂两种。应力腐蚀一般均穿过晶粒，即所谓穿晶腐蚀，是由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。

发生机理

常见应力腐蚀的机理是：零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏，破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极，阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大，进一步腐蚀已破坏的表面。加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展，而且还能穿过晶粒发展。

条件因素

应力腐蚀形成一般主要有以下三大因素：

1、一定拉应力的存在；

2、金属本身对应力腐蚀的敏感性；

3、处于应力腐蚀环境之中（包含温度、腐蚀性介质等）。

此外，还会有一些其他方面的因素，多种因素共同促成应力腐蚀现象的发生。

破坏特征

应力腐蚀裂纹首先产生在与腐蚀介质接触的金属表面，然后会由表面逐渐向内部延伸。应力腐蚀裂纹首先产生在与腐蚀介质接触的金属表面，然后会由表面逐渐向内部延伸，但并不会导致明显的塑性变形。应力腐蚀裂纹走向与所受拉应力垂直，从表面看呈直线状、树枝状及放射状等多种形态，而深入金属内部的应力腐蚀裂纹成干枯的树根状，裂纹断口为典型的脆性断口。

应力腐蚀具有非常大的危害性。金属材料在特定的腐蚀环境中，应力水平越高，破裂时间就越短，由应力腐蚀引起的断裂会在没有明显宏观变形，也没有任何征兆的情况下发生，其破坏具有突发性。不仅如此，应力腐蚀还往往深入到金属内部，一旦有应力腐蚀现象发生，很难修复，甚至会导致工程整体结构遭受致命的破坏。

应力腐蚀试验涉及标准

GB/T 25996-2010 绝热材料对奥氏体不锈钢外部应力腐蚀开裂的试验方法

ASTM G35-1998(2010) 测定不锈钢及有关镍铬铁合金对于连多硫酸应力腐蚀破裂敏感性的规程

ASTM G38-2001(2013) C-环形应力腐蚀试样的制作和使用的标准实施规程

ASTM G41-1990(2013) 测定金属在热盐环境下应力断裂敏感性

ASTM G44-1999(2013) 在3.5%氯化钠溶液中用交替浸渍法评定金属及合金的抗应力腐蚀破裂

ASTM G49-1985(2011) 直接张力应力腐蚀试验样品的制备及使用规程

涉及测试

金属应力腐蚀试验