Являясь материальной основой для выживания и развития человека, коррозия металлических материалов ежегодно приносит огромные материальные убытки человеческому обществу, а также вызывает большое количество несчастных случаев, связанных с коррозией. Существует множество форм коррозионного разрушения. Согласно соответствующей статистике, доля отказов металлических материалов, вызванных коррозией под напряжением, является наибольшей.
Коррозионное растрескивание под напряжением является своего рода «катастрофической коррозией». Обрушения мостов, авиакатастрофы, взрывы нефтяных резервуаров и утечки из трубопроводов, связанные с коррозией под напряжением, — все это привело к огромным человеческим жертвам и материальному ущербу.
Когда металлические материалы служат в различных средах, коррозия будет происходить даже без нагрузки, что приведет к потере веса. Когда существует напряжение, коррозия в определенной среде вызывает зарождение и расширение трещин, что приводит к гистерезисному растрескиванию, которое называется коррозией под напряжением.
Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) отличается от растрескивания, вызванного простым напряжением, оно также может растрескиваться при очень низкой нагрузке; она также отличается от простой коррозии тем, что даже слабоагрессивная среда может вызвать коррозионное растрескивание под напряжением.
Коррозионное растрескивание под напряжением - это «коварная» форма коррозии, которая приводит к значительному снижению механической прочности с минимальными потерями металла. Повреждения настолько малозаметны, что их трудно обнаружить при случайном осмотре, коррозионное растрескивание под напряжением может спровоцировать быстрое механическое разрушение и даже катастрофический выход из строя компонентов и конструкций.
В процессе коррозии под напряжением, если образуются микротрещины, скорость их роста на несколько порядков выше, чем при других видах локальной коррозии.
Условия возникновения коррозии под напряжением
Для возникновения коррозионного растрескивания под напряжением необходимо одновременное выполнение трех необходимых условий:
а) Чувствительные материалы. Как говорится, мухи не кусают бесшовные яйца, и коррозионное растрескивание под напряжением должно быть сначала сделано из чувствительных материалов. Чувствительность материала дает нам понять, что в некоторых рабочих условиях, когда может произойти коррозионное растрескивание под напряжением, выбор материала должен быть осторожным. Аустенитная нержавеющая сталь, такая как 304, используется в среде, содержащей хлор, и коррозионное растрескивание под напряжением является проблемой, на которую следует обратить особое внимание. Аустенитные нержавеющие стали представляют собой гранецентрированные кубические металлы, а гранецентрированные кубические металлы особенно склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением, которое определяется кристаллической структурой.
б) Среды, подверженные коррозионному растрескиванию под напряжением. Даже если материал чувствителен, нет среды, которая вызывает коррозионное растрескивание под напряжением, и коррозионное растрескивание под напряжением не произойдет. Это как сторона A/B медали. Среда окружающей среды также является важным условием возникновения коррозионного растрескивания под напряжением.
c) Достаточное растягивающее напряжение. Обычно считается, что статическое растягивающее напряжение является необходимым условием для коррозионного растрескивания под напряжением. Некоторые люди могут спросить, а как насчет переменных нагрузок? Я думаю, что это может быть связано с коррозионной усталостью. Почему говорят, что для коррозионного растрескивания под напряжением требуется достаточное статическое растягивающее напряжение? Потому что он должен соответствовать критическому коэффициенту интенсивности напряжения KISCC в коррозионном состоянии.
Морфология трещин в основном включает следующие аспекты:
1. Трещины обычно возникают на поверхности металла. Направление трещины «древовидное», а ствол является основной трещиной, указывающей на источник трещины по направлению схождения.
2. Рост трещины может быть транскристаллитным, межкристаллитным или смешанным; на поверхности излома часто присутствуют продукты коррозии
3. Транскристаллитные протяженные трещины преимущественно сколотые, квазисколотые, иногда смешанные с межкристаллитными или ямкообразными.
4. Межзерновой протяженный излом имеет форму каменного сахара, иногда с примесью небольшого количества квазискола или межзерновых и ямок.
