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② 氢脆机理：金属材料在拉应力与腐蚀介质共同作用 下，由于氢还原反应产生的氢原子扩散到裂纹尖端 的金属内部引起并控制脆断（HE-SCC）。高强度 钢在雨水，海水中的SCC，钛合金在海水中的SCC 钢的硫化氢SCC。
③ 共同作用机理：阳极溶解和析氢都对SCC有影响。 如钛合金，不锈钢，铝合金，镍合金等的SCC。
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7.1.3影响应力腐蚀开裂的因素
7.1.3.1应力因素 应力种类：工作应力（载荷）；残余应力（冷轧，机械加工）；热应力（
焊接，热处理）；结构应力（装配）。拉应力作用在于使金属发生滑 移和裂纹扩展，破坏腐蚀产物层，促进局部腐蚀。 7.3.1.2介质环境因素 （1）特殊离子极其浓度影响：只有特定的合金-环境体系中才能发生SCC ：黄铜+氨溶液；奥氏体不锈钢+氯离子溶液；碳钢+OH-离子溶液。 氧浓度，氯离子浓度影响。 （2）温度影响：高于临界温度才能发生SCC。 （3）溶液pH值：不同体系影响不同：不锈钢：6~7最敏感，pH值增加减 缓SCC。 （4）界面电位状态：SCC只能在一定的电位范围才能够发生。 合金阳极极化曲线三个对SCC敏感的钝化膜不稳定过渡区：活化-阴极保 护过渡区；活化-钝化过渡区；钝化-过钝化过渡区。
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7.1.2 应力腐蚀开裂的机理 Pakins汇总十几种应力腐蚀开裂机理，提出应力腐 蚀谱观点，把SCC机理该括为三大类： 预存在活化途径机理（沿晶界选择溶解机理）； 金属塑性变形产生的活化途径（膜破裂机理，滑移-溶 解-断裂机理） 有害离子或原子特性吸附机理（应力吸附机理，氢脆 机理）
应力腐蚀电化学方法
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17-4 pH Stainless Steel H2S SSC Cracks
H2S SSC Cracks in a 17-4pH stainless steel stud from an O&G Wireline Valve Manifold Assembly
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（3）特定的合金只有在特定的腐蚀环境中才能发生SCC。
极少量的腐蚀介质也会造成应力腐蚀。空气中少量闻不到的氨也会 造成氨脆；奥氏体不锈钢在还有几个ppm氯离子的高纯水中就会出 现SCC。液态N2O4中含有痕量O2会使钛合金贮罐开裂。
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（4）只有拉应力能引起SCC。拉应力越大，断裂时间越短。应力腐蚀裂 纹方向与应力方向垂直。
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Chloride Stress Corrosion Cracking Photograph
Chloride stress corrosion cracking (SCC) on the cooling water side of a 316L stainless steel exchanger tube. The cooling water contained approximately 400 ppm chlorides had been blocked in with the 350F shellside process still flowing. The black stringers aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱe sulfide inclusions. 100X
裂纹尖端具有动力阳极作用：裂纹尖端应力高度集中，使尖端附近区域 迅速变形屈服→导致滑移台阶再现→表面膜再次拉断破坏→尖端再次加 速溶解，形成自加速过程，使裂纹纵深发展，直至材料断裂。
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① 阳极溶解为主的机理：金属材料在静拉应力与腐蚀介质共同作用 下，由于裂纹尖端区阳极溶解过程控制引起脆断（APC-SCC）。低碳 钢，铝合金，和铜合金的SCC；奥氏体不锈钢，高锌黄铜。
应力腐蚀开裂过程中，阳极极化裂纹加速，阴极极化，裂纹抑制，表明 破坏过程与电化学过程密切相关。组织结构存在电化学不均匀性，存在 缺陷性活性中心，成为裂纹源。
裂纹源在特定介质中（Cl-）和拉应力联合作用下，产生滑移阶梯拉破 表面膜，暴露的新鲜金属成为小阳极被迅速腐蚀；蚀坑沿滑移线与拉应 力垂直方向发展为微观裂纹。发展的孕育期。
应力腐蚀谱
←腐蚀为主
应力为主→
晶
脆
间 腐 碳钢 蚀
性
Al-Zn- 低合 黄 奥氏 MMg 钛合 高强 断
Mg
金钢 铜 体不 -Al
金
度钢 裂
锈钢
在NO3中
在Cl中
在
在在
NH4 Cl- Cl+中 中 中
在 Cr2O7 -Cl-中
在甲 醇中
在 H2O 中
硝脆
氯脆
氨脆 氯 脆
氯脆 氯脆
甲醇 氢脆 脆
已存在活化途径机 理（沿晶界选择溶 解机理）
（5）SCC是典型低应力滞后断裂。三阶段：①裂纹孕育期（裂纹萌生阶 段），占90%时间；②裂纹扩展期；③快速断裂期；整个断裂时间 从几分钟到几年，与材料，环境和应力有关。
（6）应力腐蚀裂纹形态：晶间型（裂纹沿晶界扩展），穿晶型（裂纹穿 越晶粒扩展）和混合型。
（7）应力腐蚀断裂的断口呈脆性断裂形貌，微观上无塑性形变痕迹。 SCC破裂速度在0.001~0.3cm/h，远大于无应力单纯的腐蚀速度， 但又小于单纯应力作用下的断裂速度，体现了腐蚀与力学协同交互 作用。
应变产生的活化途径 （膜破裂机理，滑移溶解-断裂机理）
三向应力区的特殊吸附 （应力吸附机理，氢脆 机理）
控制因素可以从一端向另一端转变；谱中三种机理随合金结构，介质而变化 。
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导致应力腐蚀断裂的因素异常复杂，主要三种理论：阳极溶解机理，氢 致开裂机理和阳极溶解和氢致开裂共同作用机理。
④ 电化学极化对断裂时间tf的影响评价SCC机理.
应力腐蚀开裂机理的电化学研究方法
（a）开路HE，极化SCC停止；（b）开路APC-SCC，阴极极化停止；（c） 和（d）极化方向不同两种SCC都可能，但（d）有安全区；（e）开路不能断 定；（f）开路HE-SCC；（g）有安全区；（h）极化无影响可能都起作用， 也可能都不起作用。
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