當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應(ying)力腐蝕斷(duan)裂有如下五個共同特征。


一、力學特征(zheng)


1. 具備拉應力


 一般應力(li)腐(fu)蝕(shi)都在拉(la)應力(li)下(xia)才發生(sheng)，而在壓應力(li)下(xia)不發生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi),這種拉(la)伸應力(li)可以是工(gong)作狀態(tai)下(xia)材料承受(shou)外加載荷造成(cheng)(cheng)的(de)(de)工(gong)作應力(li)；也可以是在生(sheng)產、制造、加工(gong)和安裝過程(cheng)中在材料內部形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)熱(re)應力(li)、形(xing)變(bian)應力(li)等(deng)殘余應力(li)；還可以是由(you)裂紋內腐(fu)蝕(shi)產物的(de)(de)體積效應造成(cheng)(cheng)的(de)(de)楔入作用(yong)或是陰極反應形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)氫產生(sheng)的(de)(de)應力(li)。


2. 存在臨界應力


 合金所承受(shou)的應(ying)(ying)(ying)力(li)越小(xiao)，斷裂時間越長(chang)，當(dang)應(ying)(ying)(ying)力(li)小(xiao)于(yu)某一臨(lin)(lin)界(jie)值后(hou)，此應(ying)(ying)(ying)力(li)成為臨(lin)(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)。在大多數的材料-環境(jing)體系中(zhong)，存在一個臨(lin)(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)，當(dang)應(ying)(ying)(ying)力(li)低于(yu)該臨(lin)(lin)界(jie)值時，則不產(chan)生SCC.



二、環境特性


1. 腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)的(de)特性(xing)


  只(zhi)有(you)(you)在(zai)特(te)定(ding)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)中含(han)有(you)(you)某些對發生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)有(you)(you)特(te)效作用(yong)的(de)(de)離(li)子(zi)、分(fen)子(zi)時(shi)才會發生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。這種(zhong)特(te)定(ding)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)劑并不一定(ding)要大(da)量存在(zai)，而(er)且往往濃度很低(di)。表(biao)1.5列(lie)出了一些金(jin)(jin)屬和合金(jin)(jin)發生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)特(te)定(ding)介(jie)質(zhi)。





2. 溶液(ye)的濃度


 值得指出(chu)的是(shi)，即使有時(shi)整體濃度是(shi)很低的，但是(shi)由于局(ju)部位置上(shang)的濃縮作用(yong)，使該處極易(yi)產生局(ju)部腐蝕。


3. 具有一定的電(dian)位范(fan)圍


  從電化(hua)學(xue)的(de)角度來看，材料與特定介質的(de)偶合導致應力(li)腐蝕的(de)條件是它發(fa)生(sheng)在(zai)一(yi)(yi)定的(de)電位范圍(wei)內，一(yi)(yi)般是發(fa)生(sheng)在(zai)鈍(dun)化(hua)-活化(hua)的(de)過渡區或鈍(dun)化(hua)-過鈍(dun)化(hua)區。



三、冶金學特(te)性


 1. 不同的化學成分和(he)純度具有不同應力腐(fu)蝕敏感性


  純(chun)金屬一度被認(ren)為不(bu)發生應(ying)力(li)腐蝕(shi),但是通過(guo)實(shi)驗發現，純(chun)度高達(da)99.999%的銅及99.99%的鐵在一定條(tiao)件下也(ye)發生了晶間應(ying)力(li)腐蝕(shi)開(kai)裂，因此，認(ren)為合金比純(chun)金屬更易產生應(ying)力(li)腐蝕(shi)是恰當(dang)的。


 2. 不同組織(zhi)具(ju)有(you)不同的應力腐蝕敏感性


 金屬晶(jing)(jing)體結構的(de)差(cha)異也影響到材料(liao)的(de)耐蝕(shi)性，體心立(li)方晶(jing)(jing)格(ge)(ge)（鐵素體和(he)馬氏體）比(bi)面心立(li)方晶(jing)(jing)格(ge)(ge)（奧氏體）更耐應(ying)力腐蝕(shi)。一般(ban)說(shuo)來(lai)，粗晶(jing)(jing)粒比(bi)細晶(jing)(jing)粒對應(ying)力腐蝕(shi)更為敏(min)感。晶(jing)(jing)格(ge)(ge)缺陷，如晶(jing)(jing)界、亞晶(jing)(jing)界、露頭(tou)的(de)位錯(cuo)群等，對應(ying)力腐蝕(shi)破(po)裂敏(min)感，將優(you)先溶解，常常成為應(ying)力腐蝕(shi)破(po)裂發生的(de)裂縫源(yuan)。



四、應力(li)腐蝕裂紋擴展(zhan)速率


 金屬在無裂紋(wen)(wen)(wen)、無蝕(shi)坑(keng)或(huo)缺(que)陷的(de)(de)情況下，應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)過程可(ke)(ke)分(fen)為(wei)三個階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)：裂紋(wen)(wen)(wen)萌(meng)生階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由于(yu)腐(fu)蝕(shi)引起裂紋(wen)(wen)(wen)或(huo)蝕(shi)坑(keng)的(de)(de)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)；裂紋(wen)(wen)(wen)擴展階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由裂紋(wen)(wen)(wen)源(yuan)或(huo)蝕(shi)坑(keng)開始到達極限應(ying)力(li)值(zhi)為(wei)止的(de)(de)這(zhe)一(yi)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)；失穩斷裂階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)。裂紋(wen)(wen)(wen)萌(meng)生階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)長(chang)短(duan)取決于(yu)合金的(de)(de)性(xing)能、環境的(de)(de)特(te)性(xing)和應(ying)力(li)的(de)(de)大小，這(zhe)一(yi)時期短(duan)的(de)(de)僅(jin)幾(ji)分(fen)鐘，長(chang)的(de)(de)可(ke)(ke)達幾(ji)年、十幾(ji)年或(huo)幾(ji)十年，裂紋(wen)(wen)(wen)萌(meng)生期是服役壽命的(de)(de)主要(yao)部分(fen)。



五、應力腐蝕形態(tai)特征


1. 應力腐蝕(shi)的宏觀形態特征


  即使具(ju)有(you)很(hen)高延性的金屬，其應(ying)力(li)腐蝕仍具(ju)有(you)完全(quan)脆性的外觀。應(ying)力(li)腐蝕都呈脆性斷裂，應(ying)力(li)腐蝕的宏觀斷口常有(you)放射花(hua)樣或人字紋。


2. 應力(li)腐蝕的微觀形態(tai)特(te)征


  應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)口的(de)微觀特征比較復雜，它與鋼(gang)的(de)成(cheng)分、熱處(chu)理(li)、環境條件、應力(li)(li)(li)狀態、晶(jing)體結構以(yi)及力(li)(li)(li)學性能等有關。金(jin)屬材料發生應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕時，僅在局(ju)部(bu)地區出現由表及里的(de)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋，其(qi)裂(lie)紋形(xing)態主要有穿(chuan)晶(jing)型(xing)、晶(jing)界(jie)型(xing)和混(hun)合(he)型(xing)三種。不同(tong)的(de)金(jin)屬－環境體系，將出現不同(tong)的(de)裂(lie)紋形(xing)態。例如，軟(ruan)鋼(gang)、銅合(he)金(jin)、鎳合(he)金(jin)多半(ban)顯晶(jing)界(jie)型(xing)，奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)多半(ban)顯穿(chuan)晶(jing)型(xing)，而鈦合(he)金(jin)多半(ban)顯混(hun)合(he)型(xing)。不論表現形(xing)式(shi)如何，裂(lie)紋的(de)共同(tong)特點是在主干裂(lie)紋延伸(shen)的(de)同(tong)時還有若干分支(zhi)同(tong)時發展，裂(lie)紋出在與最大應力(li)(li)(li)垂直的(de)平面上，其(qi)破裂(lie)斷(duan)(duan)口顯現出脆性斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)特征。