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災(zāi)難的腐蝕性

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2018-08-10  作者:上海安格利斯材料科技有限公司
核心提示:核心提示:應(yīng)力在我們生活工作中是非常常見(jiàn)的,相信每一位都不陌生,腐蝕更是隨處可見(jiàn),但是當(dāng)這兩者疊加到一起時(shí),帶來(lái)的事故都是破壞性的
災(zāi)難性的應(yīng)力腐蝕
                         上海安格利斯材料科技有限公司
       應(yīng)力在我們生活工作中是非常常見(jiàn)的,相信每一位都不陌生,腐蝕更是隨處可見(jiàn),但是當(dāng)這兩者疊加到一起時(shí),帶來(lái)的事故都是破壞性的,不可修復(fù)的。如果是在模具上,常常會(huì)引起模具開(kāi)裂報(bào)廢,如果是在橋梁、飛機(jī)、容器管道則會(huì)導(dǎo)致橋梁坍塌,飛機(jī)失事,容器管道泄漏等巨大的財(cái)產(chǎn)和生命的損失。應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致失效之所以不起眼,是因?yàn)樵谑r(shí),應(yīng)力(一般是靜應(yīng)力、拉應(yīng)力)也是非常低的,腐蝕也是極輕微的,兩者在特定的條件下就導(dǎo)致裂紋很快產(chǎn)生并擴(kuò)展,所以往往導(dǎo)致意外發(fā)生。
每種不同的材質(zhì)其特定的應(yīng)力腐蝕介質(zhì)是不一樣的。碳鋼和低合金的特定介質(zhì)有NaOH溶液,含有硝酸根,硫化氫水溶液,海水,海洋大氣和工業(yè)大氣,硫酸—硝酸混合液,三氯化鐵溶液,濕的CO—CO2,空氣;高強(qiáng)度鋼的特定的介質(zhì)有蒸餾水,濕大氣,氯化物溶液,硫化氫,從這個(gè)特定介質(zhì)可以看出來(lái),氯化物正是高強(qiáng)度鋼的特定的腐蝕介質(zhì),濕大氣也比較常見(jiàn),這個(gè)特定介質(zhì)我們的模具在使用的過(guò)程中很容易就滿足了。
應(yīng)力腐蝕是危害最大的腐蝕,經(jīng)統(tǒng)計(jì),各種腐蝕所占的比例如下,可見(jiàn)應(yīng)力腐蝕的比例是非常大的

靜態(tài)的拉應(yīng)力則主要來(lái)自于以下幾個(gè)方面:
1. 工作狀態(tài)下構(gòu)件所承受的外加載荷形成的抗力;
2. 加工,制造,熱處理引起的內(nèi)應(yīng)力;
3. 裝配,安裝形成的內(nèi)應(yīng)力;
4. 溫差引起的熱應(yīng)力;
5. 裂紋內(nèi)因腐蝕產(chǎn)物的體積效應(yīng)造成楔入作用也能產(chǎn)生裂紋擴(kuò)展所需要的應(yīng)力
整個(gè)應(yīng)力腐蝕裂紋的過(guò)程如下,特點(diǎn)如下:


a. 裂紋的形成時(shí)間約占整個(gè)時(shí)間的90%
b. 裂紋達(dá)到臨界尺寸后,由純力學(xué)作用裂紋失穩(wěn)瞬間斷裂,整個(gè)過(guò)程時(shí)間與材質(zhì)、應(yīng)力大小、腐蝕速率有關(guān)
c. 裂紋起源于表面腐蝕處,裂紋擴(kuò)展方向垂直于拉應(yīng)力方向,裂紋一般呈樹(shù)枝狀(見(jiàn)d項(xiàng)所示圖)
d. 裂紋的途徑一般有沿晶型、穿晶型和混合型(見(jiàn)下圖所示)

e. 裂紋擴(kuò)展速度快,裂紋尖端的腐蝕會(huì)加快裂紋的擴(kuò)展
f. 應(yīng)力腐蝕破壞的斷口,其顏色灰暗,表面常有腐蝕產(chǎn)物
g. 一般是脆性斷裂,不會(huì)有明顯的塑性變形
h. 純金屬一般不發(fā)生應(yīng)力腐蝕,含雜質(zhì)或者合金的才會(huì)發(fā)生

總結(jié):
1. 綜合應(yīng)力及腐蝕的機(jī)理,產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕主要有4個(gè)方面的因素:環(huán)境、電化學(xué)、力學(xué)、冶金,各因素影響的關(guān)系大致見(jiàn)下圖

2. 預(yù)防措施
a)選材:選用雜質(zhì)少,材質(zhì)均勻,且根據(jù)所使用的環(huán)境和腐蝕介質(zhì)對(duì)材質(zhì)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整
b)消除應(yīng)力:改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減小應(yīng)力集中和避免腐蝕介質(zhì)的積存,通過(guò)熱處理、表面噴丸等方法消除殘余應(yīng)力,加工、制造和裝配過(guò)程中盡量避免產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,例如冷卻水路的堵塞處的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是模具使用中最為常見(jiàn)的
c)改善介質(zhì)環(huán)境:控制或降低有害的成分;在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑;或者通過(guò)改變電位、促進(jìn)成膜、阻止氫或有害物質(zhì)的吸附等,影響電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)而起到緩蝕作用;改變環(huán)境的敏感

 
 

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