应力腐蚀破坏与防护

1.概念

 材料在腐蚀介质和应力共同作用下，在远低于材料屈服强度下，引起的脆性裂纹破坏&断裂，危害性极大。

2.产生条件

• 拉应力¹（可以是外加应力，也可以是残余应力）

  [1]    为什么是拉应力？只有拉应力可以使裂尖张开，让腐蚀介质不断进入。

• 腐蚀介质

• 合金材料²

  [2]    为什么是合金材料？因为纯金属晶格比较单一、成分均匀，腐蚀反应相对均匀，不容易形成“局部阳极-阴极”电化学差别。

3.常见机理解释

• 阳极溶解机制

  • 裂纹尖端，应力集中 → 材料表面持续被拉裂。

  • 裸露金属与介质反应 → 局部溶解 → 裂纹逐步扩展。

• 氢致脆化机制

  • 腐蚀反应生成氢原子进入晶格 → 塑性下降、脆化 → 裂纹沿晶界扩展。

• 拉裂-修复循环机制

  • 表面反复被破坏 → 腐蚀 → 修复 → 再破坏 → 裂纹扩展。

4.防护措施

• 降低或消除拉应力

• 改善环境条件

•  材料选型优化

•  定期检测与监测

• 表面处理