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金屬材料的腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕區(qū)別

金屬材料的腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕存在多方面區(qū)別,具體如下:


應(yīng)力狀態(tài)


  • 腐蝕疲勞:金屬材料必須承受交變應(yīng)力或脈動(dòng)應(yīng)力,應(yīng)力是隨時(shí)間周期性變化的,即使應(yīng)力幅值很小,只要循環(huán)次數(shù)足夠多,就可能引發(fā)腐蝕疲勞。

  • 應(yīng)力腐蝕:材料需承受靜拉伸應(yīng)力,包括外加載荷、熱應(yīng)力、冷加工、熱加工、焊接等所引起的殘余應(yīng)力以及裂縫銹蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等,且應(yīng)力需達(dá)到一定閾值才會(huì)引發(fā)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。


介質(zhì)要求


  • 腐蝕疲勞:對(duì)環(huán)境介質(zhì)沒(méi)有特定的限制,幾乎所有的金屬在任何腐蝕環(huán)境中都可能產(chǎn)生腐蝕疲勞。

  • 應(yīng)力腐蝕:需要特定的腐蝕介質(zhì)與金屬材料相組合才會(huì)發(fā)生,不同的金屬材料對(duì)特定的腐蝕介質(zhì)有不同的敏感性,例如奧氏體不銹鋼在含有氯離子的介質(zhì)中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。


裂紋萌生與擴(kuò)展


  • 腐蝕疲勞:多半在點(diǎn)蝕處起源,由于點(diǎn)蝕數(shù)目一般較多,造成多源腐蝕疲勞斷裂,裂紋擴(kuò)展相對(duì)較緩慢,且裂紋尖端較鈍,大多數(shù)是穿晶的,也有沿晶情況,腐蝕裂紋一般較寬。

  • 應(yīng)力腐蝕:通常在金屬的腐蝕敏感部位形成微小凹坑,產(chǎn)生細(xì)長(zhǎng)的裂縫,裂紋擴(kuò)展迅速,能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的破壞,裂紋走向與主應(yīng)力方向基本垂直,可能沿晶,也可能穿晶,裂紋一般較深、較窄。


斷口形貌


  • 腐蝕疲勞:屬于脆性斷裂,沒(méi)有明顯塑性變形,從宏觀(guān)斷口可以看到源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬時(shí)斷裂區(qū),但由于源區(qū)和裂紋擴(kuò)展區(qū)一般均有腐蝕產(chǎn)物覆蓋,有時(shí)難以區(qū)分,需要去除腐蝕產(chǎn)物后才能清晰區(qū)分;從微觀(guān)形貌上看會(huì)有疲勞輝紋,并帶有腐蝕特征,如腐蝕點(diǎn)坑、泥紋花樣等。

  • 應(yīng)力腐蝕:也是脆性斷裂,一般不產(chǎn)生明顯的塑性變形,斷口宏觀(guān)形貌包括逐漸擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)兩部分,后者一般為延性破壞,其斷口上腐蝕產(chǎn)物呈泥狀花樣等。


疲勞極限


  • 腐蝕疲勞:不存在疲勞極限,即無(wú)論交變應(yīng)力幅值多小,只要循環(huán)次數(shù)足夠多,材料最終都會(huì)發(fā)生疲勞破壞。

  • 應(yīng)力腐蝕:存在一個(gè)臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子,當(dāng)應(yīng)力低于此臨界值時(shí),材料在特定腐蝕介質(zhì)中不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。


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