应力腐蚀开裂的原因及对策！不锈钢和黄铜的生成机理是什么？

当不锈钢或黄铜处于腐蚀性环境中时，可能会发生应力腐蚀开裂。

在这里，我们将总结应力腐蚀开裂的原因和对策以及发生机制。

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1. 1. 什么是应力腐蚀开裂？

应力腐蚀开裂 (SCC)是指在腐蚀环境中由于低于屈服点的拉伸应力而发生开裂。

简而言之，在容易发生腐蚀的环境中，即使是惊人的低负荷也会破坏它的现象。

在设计机械零件时，如果知道其使用环境，如果是腐蚀环境，则必须考虑应力腐蚀开裂。

但是，对于螺栓、螺母等通用部件，其使用环境各不相同，因此无法预先假设。

当零件在意想不到的地方损坏时，正是这种应力腐蚀开裂导致了问题。

材料因素、腐蚀环境、应力影响应力腐蚀开裂的发生，缺一则不发生应力腐蚀开裂。

应力腐蚀开裂不会发生在纯金属中，而只会发生在合金中。

在硫化物水溶液中因氢进入钢而产生的氢脆也称为应力腐蚀开裂。

众所周知的应力腐蚀开裂的例子包括使用碱性液体的锅炉中的黄铜开裂和脆性脆化。

应力腐蚀开裂的一个典型例子是奥氏体不锈钢在氯化物中的开裂。

2. 应力腐蚀开裂机理

关于应力腐蚀开裂的机理有很多理论，但众所周知的是涉及电化学作用。

晶界具有许多晶格缺陷和杂质，并且由于该效应，电位下降和晶界趋向于成为阳极（电位向容易被氧化的方向移动的状态）。

为此，晶界容易被腐蚀，晶界被选择性腐蚀，当应力作用于其上时，它们就变成裂纹，新的腐蚀性液体进入，裂纹扩展。

3. 3. 应力腐蚀 导致开裂的应力

应力腐蚀开裂随拉应力而不是压应力发生。

根据环境的不同，导致开裂的应力大小可能没有明确的下限。

一般来说，屈服点的百分比是确定的。

淬硬材料的回火温度也会产生很大差异，屈服点高的材料通常更容易发生应力腐蚀开裂。

不仅要考虑外力的作用，还要考虑铆钉紧固、抛光雕刻、焊接和热处理等机械加工产生的残余应力。

4. 钢的应力腐蚀开裂

产生应力腐蚀开裂的环境因材料而异，下表显示了钢材的典型组合。

碳钢和低合金钢 海水、硝酸盐、氨
铁素体不锈钢 海水、蒸汽
Austinite 不锈钢 沿海大气、氯化物

5. 奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂

Austinite系不锈钢在表面具有钝化膜，通过使Cr（铬）为13%以上来获得耐腐蚀性。

由于大气温度或焊接而保持在约650°C（600-800°C）的温度时，它主要在晶界与碳结合，生成碳化铬。

结果，周围的Cr量变得不足，成为敏化状态。

敏化使晶界开裂和应力腐蚀开裂更容易发生。

6. 防止应力腐蚀开裂

原因是材料、环境和压力，你可以通过改变其中任何一个来采取对策。

● 材料对策
对于不锈钢，改用耐晶界裂纹的SUS304L、SUS316L等是有效的。

● 环境因素
远离腐蚀性环境
。

● 避免应力
焊接结构
改为减少装配过程中产生的应力的设计。

可以考虑这样的措施。

7. 应力腐蚀开裂总结

应力腐蚀开裂引起的故障不是很多，而是在处理机器时偶尔会遇到的故障。因此，导致重大事故的案例很多，这是设计师绝对要考虑的问题。

以上是应力腐蚀开裂的总结。