金属的应力腐蚀和氢脆断裂VIP专享VIP免费

•金属腐蚀的危害非常大，它不仅仅对金属材料本身造成破坏，更重要的是使制品的等级下降、精度、灵敏度等受损，影响其使用价值甚至报废。•（1）腐蚀造成的破坏一般先从金属表面开始，然后伴随着金属腐蚀过程进一步发展；•（2）腐蚀破坏扩展到金属材料的内部；并使金属性质和组成发生改变。这种破坏往往是局部向整体扩展；•（3）局部一旦遭到破坏；常常造成突发事件；•（4）金属材料的表面状态对金属的腐蚀过程的进行有显著的影响。第六章金属的应力腐蚀和氢脆断裂Stresscorrosionandhydrogenembrittlementfracture•第一节材料腐蚀的基本概念•一.腐蚀的基本概念•腐蚀：物质的表面因发生化学或电化学反应而受到破坏的现象。•材料的腐蚀是一种自发进行的过程，是物质由高能态向低能态的转变形式。材料的腐蚀具有双重性。通常腐蚀对金属构件是有害的，但有时可以利用腐蚀现象对金属材料进行电化学加工，如制备信息硬件的印刷线路板，制取奥氏体不锈钢粉末等。•二．腐蚀的类型1．根据金属腐蚀的机理不同分类•（1）化学腐蚀：金属表面或非电解质直接发生化学作用而引起的破坏，非电解质是指干燥气体、高温气体、非电解质溶液等。金属的高温氧化不属于电化学腐蚀。金属在非电解质溶液中的腐蚀是指金属在有机物液体中的腐蚀。•（2）电化学腐蚀：金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏。（阳极反应与阴极反应）腐蚀电池形成原因举例(a)不同金属组合(b)金属中含杂相©表面状态不同（d）应力及形变差异（e）氧浓度差异（f）金属离子浓度差异渗碳体铝钢铁新管道新管道应力集中砂土粘土铜铜表面状态不同缝内Cu2+浓度比缝外高2．根据腐蚀的环境分类•（1）大气腐蚀：金属在大气环境下发生的腐蚀。•（2）海水腐蚀：金属构件在海洋环境中发生的腐蚀。•（3）淡水腐蚀：金属在硬水或软水中的腐蚀。•（4）土壤腐蚀：金属在土壤中的腐蚀。•（5）化工介质腐蚀：酸、碱、盐溶液、有机化合物•（6）熔融介质腐蚀：熔融盐、碱、高温液体金属3．根据腐蚀破坏的外部特征分类•（1）全面腐蚀：均匀腐蚀，腐蚀分布在整个表面上并连成一片的腐蚀破坏。•（2）不均匀腐蚀：腐蚀主要发生在金属表面的某一区域，而表面的其他部分未被破坏。金属腐蚀破坏形态1-均匀腐蚀，2-不均匀腐蚀，3-选择性腐蚀，4-应力腐蚀，5-斑点腐蚀，6-溃疡腐蚀，7-孔蚀，8-缝隙腐蚀，9-晶间腐蚀，10-穿晶腐蚀，11-表面下腐蚀，12-疲劳腐蚀•（3）应力和环境共同作用下的腐蚀•①应力腐蚀断裂：拉应力下的电化学腐蚀•②腐蚀疲劳：交变应力下电化学腐蚀：船用螺旋桨推进器、涡轮及涡轮叶片、内燃机连杆。•③氢损伤：氢脆、氢鼓泡、氢蚀•三、耐蚀性及其评定方法•金属材料在某一环境介质下承受或抵抗腐蚀的能力――称为金属材料的耐蚀性或抗蚀性。1、均匀腐蚀的程度与评定方法•（1）腐蚀速度的质量指标•金属因腐蚀而发生质量变化，在失重时是指腐蚀前的质量与清除腐蚀产物后的质量之间的差值。•用下式表示•V-－失重时的腐蚀速度g/m2h•W0－金属初始质量•W1－清除腐蚀产物后的质量•S－金属的表面积t－腐蚀时间tSWWV10在增重时是指腐蚀后带有腐蚀产物时的质量与腐蚀前的质量之间的差值。用下式表示:V+－增重时的腐蚀速度g/m2hW2－带有腐蚀产物的金属质量（2）金属腐蚀速度的深度指标把金属的厚度因腐蚀减少的量，以线量单位表示，并换算成相当于单位时间的数值。在衡量密度不同的金属腐蚀程度时，此种指标极为方便。tSWWV02•可按下式将腐蚀的失重指标换算成腐蚀的深度指标：•VL=V-×24×365×10-3/ρ=V-×8.76/ρ•VL－腐蚀的深度指标mm/a（毫米/年）•ρ－金属的密度g/cm3•（3）均匀腐蚀金属耐蚀性的评定•对于均匀腐蚀的金属材料，耐蚀性等级的划分大多采用深度指标，但金属腐蚀深度一般是随时间变化的，所以从腐蚀手册查到的资料难以精确地反映出实际情况，因此选用评定标准时，应考虑实际情况和使用期限。2、局部腐蚀的程度与评定方法•（1）局部腐蚀程度的表示方法•金属的局部腐蚀其质量及外形尺寸一般没有明显变化，但其力学性能下降。为判断金属局部腐蚀的程度，可以进行力学性能...