上接《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(1)》
4、影响应力腐蚀的因素
金属的应力腐蚀是脆性断裂过程,裂纹在拉应力和介质的综合作用下扩散。产生应力腐蚀的应力值一般低于材料的屈服点。在大多数情况下存在一个临界应力值。对一些工业不锈钢应力腐蚀性能的影响结果表明,在外加拉应力较小时,应力对破裂时间影响不大,说明主要是腐蚀因素在起作用,随着外加应力的增加,构件的破裂时间显著缩短。
(1)应力腐蚀对介质具有选择性,只在特定的“合金—环境”中发生,如“黄铜—氨溶液”、“奥氏体不锈钢—C1—溶液”等。研究表明,随着氯化物浓度的增加,不锈钢的应力腐蚀破坏所需时间缩短。一般认为,MgCl2最易引起应力腐蚀,不同氯化物的腐蚀作用,是按Mg2+Fe2+、Ca2+、Na+、Li+等离子的顺序递减的。
(2)介质温度的影响 不同金属在一定介质中,引起应力腐蚀所需的温度并不相同。镁合金通常在室温下便产生应力腐蚀;软钢一般要在介质的沸腾温度下才破裂。但大多数金属都是在低于100℃的温度下产生应力腐蚀的。一些体系存在一个应力腐蚀破裂临界温度。高于此温度值材料才破裂,低于此值,材料不会破裂。一般认为温度升高,易发生应力腐蚀,但温度过高由于全面腐蚀而抑制了应力腐蚀。
(3)材料成分与组织
只有特定的合金在特定的体系中才发生应力腐蚀,合金成分、结构与表面膜之间有着密切的关系,它们又受到热处理过程的影响,因此表现出复杂的关系。纯度极高的金属,虽然也发现存在应力腐蚀现象,但其敏感性远低于二元及多元合金。应力腐蚀的敏感性也与合金的成分有关。例如,碳钢的应力腐蚀敏感性通常随着碳含量的增加而提高,碳含量为 0.12%时达到最大值,进一步增加碳含量,敏感性反而下降。不锈钢中加入适量的Ni、Al、Si有利于提高钢的抗应力腐蚀能力。对同一成分的合金,因其微观组织不同,其应力腐蚀敏感性差别很大。例如,经固溶处理的硬铝合金,可以完全消除晶间腐蚀倾向,但却有十分严重的应力腐蚀倾向,其主要原因是合金中存在着很大的内应力。当该合金经过人工时效处理后,MgZn呈断续的聚集状质点分布,合金便具有良好的抗腐蚀性能。