金屬的應力腐蝕斷裂和氫脆是兩種既經常相關而又不同的現象
2017-11-19
lijun
金屬的應力腐蝕斷裂和氫脆是兩種既經常相關而又不同的現象。在高溫高壓氫氣中結構件的開裂,既是HE,又是SCC;水溶液中應力腐蝕時,若陰極過程析出的氫對斷裂起了決定性作用,則這種破壞既是SCC,也是HE;這兩個實例便位于圖1所示的重疊區內。
應力腐蝕斷裂(SCC) 是應力與腐蝕介質協同作用下引起的金屬斷裂現象(見金屬腐蝕)。它有三個主要特征:①應力腐蝕斷裂是時間的函數。拉伸應力越大,則斷裂所需時間越短;斷裂所需應力一般都低于材料的屈服強度。這種應力包括外加載荷產生的應力、殘余應力、腐蝕產物的楔形應力等。②腐蝕介質是特定的,只有某些金屬-介質的組合(見表)情況下,才會發生應力腐蝕斷裂。若無應力,金屬在其特定腐蝕介質中的腐蝕速度是微小的。③斷裂速度在純腐蝕及純力學破壞之間,斷口一般為脆斷型。
氫脆(HE) 又稱氫致開裂或氫損傷,是一種由于金屬材料中氫引起的材料塑性下降、開裂或損傷的現象。所謂“損傷”,是指材料的力學性能下降。在氫脆情況下會發生“滯后破壞”,因為這種破壞需要經歷一定時間才發生。氫的來源有“內含”的及“外來”的兩種:前者指材料在冶煉及隨后的機械制造(如焊接、酸洗、電鍍等)過程中所吸收的氫;而后者是指材料在致氫環境的使用過程中所吸收的氫(見金屬中氫)。致氫環境既包括含有氫的氣體,如H2、H2S;也包括金屬在水溶液中腐蝕時陰極過程所放出的氫。