1、应力腐蚀的定义
处于腐蚀性溶液和气氛下工作的金属或合金，在机械应力和腐蚀介质共同作用下，在远低于屈服强度的条件下，发生突然的、没有形变预兆的破裂现象称为应力腐蚀，也称为低应力脆断或应力腐蚀破裂。
应力腐蚀的特征是形成腐蚀—机械裂纹，这种裂纹不仅可以沿着晶间发展，而且也可以穿过晶粒。由于裂纹向金属内部发展，使金属或合金结构的强度大大降低，严重时能使金属设备突然损坏。所以，应力腐蚀是所有腐蚀类型中破坏性和危害性最大的一种。
2、应力腐蚀的特征
（1）产生应力腐蚀必须同时具备下列三项条件：特定的合金成分、特定的腐蚀介质，以及足够大的拉应力。即只有特定金属与特定介质的组合，才会发生应力腐蚀破裂。只有拉应力能产生应力腐蚀。纯金属不发生应力腐蚀。
（2）应力腐蚀通常有一个潜伏期，破裂过程一般可分为三个阶段。第一阶段为孕育期，因腐蚀过程的局部化和拉应力的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀裂纹发展期，使裂纹扩展；在第三阶段中，由于拉应力的局部集中，裂纹急剧生长导致材料的破坏。
（3）应力腐蚀的断裂速度约为10—3cm／h~10—1cm／h数量级的范围内，远大于没有应力时的腐蚀速度，又远小于单纯的力学因素引起的断裂速度，断口一般为脆性断裂。
（4）应力腐蚀破裂断口呈现脆性断裂形貌。裂纹的形态有晶间型、穿晶型和混合型。裂纹的特点是在主干裂纹延伸的同时，还有若干分支同时扩展。
3、应力腐蚀机理
应力腐蚀破裂是电化学腐蚀和应力的机械破坏互相促进的结果。
金属和合金表面的缺陷部位或薄弱点由于电位比其他部位低，成为活性点，为应力腐蚀提供了裂纹核心。如果材料表面已经有划痕、小孔或缝隙存在，它们就是现成的裂纹核心。
材料表面的裂纹核心，在特定介质（含活性阴离子，尤其是氯离子）和拉应力的联合作用下，将产生塑性变形，导致表面钝化膜破裂，新裸露的金属表面相对于钝化表面的电位变负，形成一个面积特别小的阳极，以较大的腐蚀电流迅速溶解成为蚀坑。腐蚀电流流向坑外，即流向阴极，在阴极上发生如下反应：
2H＋＋2e→H2
O2＋4H＋＋4e→2H2O
如蚀坑沿着滑移线和拉应力垂直的方向发展为微观裂纹。这就是完成裂纹的孕育阶段。
微观裂纹形成后，裂纹尖端产生应力集中，高的集中应力使裂纹尖端及附近区域屈服变形，微观滑移再次破坏尖端表面膜，使尖端又一次加速溶解。这些步骤连续交替进行，裂纹便不断向深处扩展。这就是裂纹的扩展阶段。
随着裂纹扩展阶段的进行，拉应力逐渐增大，应力集中就愈大，导致裂纹的迅速扩展，最后导致了材料的破坏。
由上述过程可以看出，裂纹尖端微区具有动力阳极的特征，这就是为什么微观裂纹一旦形成，就加快扩展的原因。裂纹两侧的金属表面在裂纹扩展过程中也有溶解，但破坏了的表面膜仍有一定的修复能力，其溶解速度比尖端慢得多。实验表明，尖端微区的溶解速度是两侧稳定阳极区的
上述理论称为阳极溶解理论，它可以说明应力腐蚀的许多特征，但对某些现象仍然未能作出满意的解释。例如金属或合金在气体介质、液态金属或熔融盐中的应力腐蚀过程等。因此，许多学者又提出吸附机理等，但都有各自的局限性，未能完整地阐明所有应力腐蚀规律。
未完下接《表面科学与工程表面中金属的常见腐蚀形态之六——应力腐蚀（2）》
