金属开裂

金属开裂知识总结，包括氢致开裂的定义、特征、分类、控制措施，应力腐蚀开裂的定义、特征、影响因素，腐蚀疲劳的定义、破坏特点等内容。

• 应力腐蚀开裂
  • 定义
    • 受一定拉伸应力作用的金属材料在某些特定的介质中，由于腐蚀介质和应力的协同作用而发生的脆性断裂现象。
  • 常见的SCC
    • 黄铜的“氨脆”
      • 子主题
    • 锅炉钢的“碱脆”
    • 奥氏体不锈钢、高强度铝合金的“氯脆”
    • 低碳钢的“硝脆”
    • 钛合金的“甲醇脆”
  • SCC同时具备条件
    • 敏感的金属材料
      • 几乎所有金属或合金在特定介质中都有一定的SCC敏感性
      • 合金和含有杂质的金属比纯金属更容易产生SCC
      • 合金在引起SCC的环境中表面往往存在钝化膜
    • 特定的腐蚀介质
      • 每种合金的SCC只对某些特定的介质敏感，只需很少量的特定介质就足以产生SCC
        • 子主题
      • 并不是任何介质都能引起SCC
      • 严重的全面腐蚀环境：难以发生SCC
    • 足够大的拉伸应力
  • 特征
    • 典型的滞后破坏
    • 裂纹分为晶间型、穿晶型和混合型
    • 裂纹扩展速度比均匀腐蚀快约106倍
    • 低应力的脆性断裂
  • SCC机理
    • 阳极溶解型机理
    • 氢致开裂型机理
    • 两种机理作用
  • SCC影响因素
    • 环境
    • 电化学
    • 力学
    • 冶金
  • 防止SCC措施
    • 选材
    • 消除应力
    • 涂镀层
    • 改善介质环境
    • 电化学保护
• 氢致开裂
  • 定义
    • 金属中由于氢的存在及与金属相互作用所造成的金属材料力学性能恶化而产生的脆性断裂现象。
  • 氢致开裂的特征
    • 氢致开裂导致金属韧性和塑性下降，产生开裂和脆断
      • 氢鼓泡
      • 氢脆
      • 脱碳
      • 氢腐蚀
    • 氢致开裂和应力腐蚀断裂产生原因和机理区别
    • 氢致开裂由氢与材料交互作用引起
      • 氢致开裂的过程金属中氢的行为
        • 氢的来源
        • 氢的传输
        • 氢的去处
        • 造成结果
  • 氢致开裂的分类
    • 第一类氢脆
      • 氢腐蚀
      • 氢鼓泡
      • 氢化物型氢脆
    • 第二类氢脆
      • 应力诱发氢化物型氢脆
      • 可逆氢脆
  • 氢致开裂控制措施
    • 明确起决定作用的机理，采取恰当措施
      • 提高金属或合金自身 抗氢损伤能力
      • 抑制环境氢（外氢）进入金属或降低内氢含量
      • 合理控制环境温度和力学条件
• 腐蚀疲劳
  • 定义
    • 材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下 产生的脆性断裂
  • 腐蚀疲劳破坏特点
    • 腐蚀疲劳破坏性> 单纯疲劳
    • 腐蚀疲劳破坏性> 单纯腐蚀
    • 腐蚀环境不需要有明显的侵蚀性
    • 腐蚀疲劳裂纹萌生所需时间减少
    • 循环周次明显减少裂纹扩展速度增大
  • 腐蚀疲劳的特点
    • 不存在疲劳极限
    • 纯金属也会发生腐蚀疲劳
    • 腐蚀疲劳强度与耐蚀性有关
    • 腐蚀疲劳裂纹
    • 脆性断裂
  • 腐蚀疲劳的机理
    • 交变应力与腐蚀介质共同作用的结果
    • 纯疲劳机理与电化学腐蚀作用的结合（借助应力腐蚀或氢致开裂的机理）
  • 腐蚀疲劳的影响因素
    • 力学因素
      • 应力循环参数
      • 疲劳加载方式
      • 应力循环波形
      • 应力集中
    • 环境因素
      • 温度
      • 介质的腐蚀性
      • 外加电流
    • 材料因素
      • 耐蚀性
      • 组织结构
      • 表面状态
  • 防止腐蚀疲劳的措施
    • 表面涂镀
    • 使用缓蚀剂
    • 阴极保护
    • 表面处理