第工程材料力學(xué)性能六章-在線瀏覽
2024-09-15 16:27本頁(yè)面
【正文】 腐蝕的延伸率指標(biāo)：指材料腐蝕前后延伸率的變化。第二節(jié) 應(yīng)力腐蝕一、應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件 應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象，稱(chēng)為應(yīng)力腐蝕斷裂。 常見(jiàn)的有：低碳鋼和低合金鋼在苛性堿溶液中的 “ 堿脆 ” 和在含有硝酸根離子介質(zhì)中的 “ 硝脆 ” 。銅合金在氨氣介質(zhì)中的氨脆。在化學(xué)介質(zhì)誘導(dǎo)開(kāi)裂過(guò)程起作用的是拉應(yīng)力，且產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的應(yīng)力不一定很大。（ 3）金屬材料：一般純金屬不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，所有合金對(duì)應(yīng)力腐蝕均有不同程度的敏感性。常用金屬材料引起應(yīng)力腐蝕的敏感介質(zhì)二、應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理 滑移－溶解理論在特定化學(xué)介質(zhì)中首先在表面形成一層鈍化膜，在拉應(yīng)力作用下裂紋尖端地區(qū)產(chǎn)生局部塑性變形，滑移臺(tái)階在表面露頭時(shí)鈍化膜破裂，顯露出新表面。陽(yáng)極金屬變成正離子進(jìn)入電解質(zhì)中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解，于是在金屬表面形成蝕坑。如果裂紋尖端的應(yīng)力集中始終存在，那么微電池反應(yīng)便不斷進(jìn)行，鈍化膜不能恢復(fù)，裂紋將逐步向縱深擴(kuò)展。如果在介質(zhì)中的極化過(guò)程相當(dāng)強(qiáng)烈，則 VcVa變得很小，腐蝕過(guò)程就大受抑制；如果介質(zhì)中去極化過(guò)程很強(qiáng)， VcVa很大，腐蝕電流增大，致使金屬表面受到全面腐蝕，表面不能形成鈍化膜。 單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)力腐蝕裂紋的擴(kuò)展量稱(chēng) 應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率 即 da/dt， 實(shí)驗(yàn)證明： da/dt = f(KI) 曲線分為三個(gè)階段： （ 1）存在一個(gè)門(mén)檻值KISCC。 （ 2）第 Ⅰ 階段：當(dāng) KI超過(guò) KIscc時(shí)裂紋突然加速擴(kuò)展，da/dt－ KI曲線幾乎與縱坐標(biāo)軸平行。（ 3）第 II段出現(xiàn)水平線段，da/dt 決定于環(huán)境而受應(yīng)力強(qiáng)度的影響較小。當(dāng) KI增大到 KIC時(shí)便失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂。 KISCC—— 在特定的化學(xué)介質(zhì)中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的最大應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子，稱(chēng)為 應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子 （或稱(chēng)應(yīng)力腐蝕門(mén)檻值）。因此， KISCC可作為力學(xué)性能指標(biāo)，表示含有宏觀裂紋的材料，在應(yīng)力腐蝕條件下的斷裂韌度。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中載荷恒定，隨著裂紋的擴(kuò)展，裂紋尖端 KI增大，可用下式計(jì)算：其中 α ＝ 1－ a/W試驗(yàn)時(shí)制備一組尺寸相同的試樣，每個(gè)試樣承受不同恒定載荷，使裂紋尖端產(chǎn)生不同大小的初始應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子 KI初 ，記錄各種 KI初 作用下的斷裂時(shí)間 tf，以 KI初 與 lgtf為坐標(biāo)作圖，曲線水平部分所對(duì)應(yīng) KI初 的即為材料的 KIscc四、應(yīng)力腐蝕斷裂斷口分析 （ 2）斷口往往是粗糙的。 （ 4）由于斷裂總是從與介質(zhì)接觸的表面開(kāi)始，故啟裂區(qū)表面附近的斷口顏色最深，有時(shí)由于腐蝕進(jìn)展的變化會(huì)在斷口上留下海灘花樣。（ 6）應(yīng)注意，有腐蝕產(chǎn)物不是判定應(yīng)力腐蝕的充分條件。應(yīng)力腐蝕斷裂途徑 （ 2）裂紋擴(kuò)展的宏觀方向與應(yīng)力有關(guān)，大體垂直于主應(yīng)力，但裂紋常有分叉現(xiàn)象，呈枯樹(shù)枝狀。64)（ 1）若腐蝕產(chǎn)
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