金屬及其合金的91香蕉視頻app:應力腐蝕開裂已被廣泛研究，研究應力腐蝕的最基本問題是探索裂紋起源、擴展的原因和過程。目前，已經在研究裂紋尖端化學和電化學狀態、應力強度與裂紋擴展速率的關系、氫在裂紋擴展中的地位、應力和應變速率的作用等方面取得了很大進展。已經提出的應力腐蝕開裂機理有陽極溶解型機理和氫致開裂型機理兩大類。在這兩類機理的基礎上又發展了表面膜破裂理論、活性通道理論、應力吸附開裂理論、腐蝕產物楔人理論、閉塞電池理論、以機械開裂為主的兩段論及開裂三階段理論等。應力腐蝕是一個非常復雜的問題，裂紋只是其形式的一種，造成裂紋的原因和裂紋進展過程在不同條件下也不同，所以很多時候不能只用一種理論來解釋。以下將簡要介紹應力腐蝕的相關機理。
1. 陽極溶解機理
陽極溶解理論是由T.P.Hoar和 J.G.Hines提出的。本理論認為，在應力和腐蝕的聯合作用下，局部位置上產生了微裂紋。這時金屬的整個表面是陰極區，裂紋的側面和尖端組成了陽極區，產生了大陰極、小陽極的電化學腐蝕。應力腐蝕是由裂紋尖端的快速陽極溶解所引起的，裂紋的側面由于有表面膜等，使得側面方向上的溶解受到了抑制，從而比裂紋尖端處的溶解速率要小得多，這就保證裂紋能像剪刀似地向前擴展。這種理論最適用于自鈍化金屬。由于裂紋兩側受到鈍化膜保護，更顯示出裂紋尖端的快速溶解，隨著裂紋向前推進，裂紋兩側的金屬將重新發生鈍化（即再鈍化），因此這種理論與膜的再鈍化過程有密切聯系。如果再鈍化太快，就不會產生裂縫的進一步腐蝕；如果再鈍化太慢，裂縫尖部將變圓而形成活性較低的蝕孔。只有當裂縫中鈍化膜破裂和再鈍化過程處于某種同步條件下才能使裂紋向縱深發展，可以設想有一個使裂縫進展狹小的再鈍化時間的范圍。陽極溶解理論是傳統的應力腐蝕機理，關于它的研究比較多。
2. 氫致開裂機理
近年(nian)來，應(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)吸(xi)氫(qing)(qing)脆變理(li)論(lun)(lun)研究取(qu)得了較大(da)(da)的(de)進展。該理(li)論(lun)(lun)認為(wei)，由(you)于腐(fu)蝕的(de)陰(yin)極(ji)反應(ying)產生氫(qing)(qing)，氫(qing)(qing)原(yuan)子擴散(san)(san)到裂縫尖端金(jin)屬內(nei)部，使這(zhe)一(yi)區域(yu)變脆，在(zai)(zai)拉應(ying)力(li)作用下脆斷。此理(li)論(lun)(lun)幾乎一(yi)致的(de)意見(jian)是：在(zai)(zai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕破裂中(zhong)，氫(qing)(qing)起了重要的(de)作用。由(you)于海洋結(jie)構用鋼在(zai)(zai)腐(fu)蝕很強的(de)海洋大(da)(da)氣環境中(zhong)，在(zai)(zai)金(jin)屬表(biao)面容易(yi)發生陰(yin)極(ji)析氫(qing)(qing)反應(ying)，造成氫(qing)(qing)在(zai)(zai)鋼鐵(tie)表(biao)面的(de)吸(xi)附及(ji)向內(nei)部的(de)擴散(san)(san)，使鋼鐵(tie)結(jie)構脆變；同時，在(zai)(zai)交變載荷作用下，鋼鐵(tie)結(jie)構很容易(yi)發生由(you)氫(qing)(qing)脆造成的(de)斷裂，危(wei)害巨大(da)(da)，氫(qing)(qing)致開裂的(de)具體機理(li)將在(zai)(zai)以后重點介紹。
3. 表面膜破(po)裂機理(li)
在(zai)腐(fu)蝕(shi)介質中(zhong)(zhong)，金屬(shu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形成(cheng)具(ju)有保護能力的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)，此(ci)膜(mo)(mo)在(zai)應(ying)力作(zuo)(zuo)用下(xia)引起(qi)破壞(huai)或減弱，結(jie)果暴(bao)露(lu)出(chu)(chu)新(xin)鮮表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)。此(ci)新(xin)鮮表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)在(zai)電解質溶液中(zhong)(zhong)成(cheng)為陽(yang)極(ji)，它(ta)與(yu)陰極(ji)具(ju)有表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)的(de)金屬(shu)其余表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)組成(cheng)一個大面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積陰極(ji)和(he)小(xiao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積陽(yang)極(ji)的(de)腐(fu)蝕(shi)電池；陽(yang)極(ji)部位產生(sheng)坑蝕(shi)，進而萌生(sheng)裂(lie)紋(wen)。表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)破裂(lie)是(shi)由多(duo)種因(yin)素造成(cheng)的(de)，如機械損傷。在(zai)應(ying)力的(de)作(zuo)(zuo)用下(xia)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)的(de)破壞(huai)可以用滑(hua)移(yi)階梯來解釋。金屬(shu)在(zai)應(ying)力的(de)作(zuo)(zuo)用下(xia)產生(sheng)塑性變形就是(shi)金屬(shu)中(zhong)(zhong)的(de)位錯沿滑(hua)移(yi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)運動，結(jie)果在(zai)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)匯合處出(chu)(chu)現滑(hua)移(yi)階梯，如果表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)保護膜(mo)(mo)不能隨著階梯發生(sheng)相應(ying)的(de)變化(hua)，表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)就要被(bei)破壞(huai)。
4. 活性通道理論
活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)通道(dao)理論是由(you)(you)(you)(you)迪克(ke)斯、米爾(er)斯和(he)布朗等人最先提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)，他們認為，在發(fa)生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕開裂的(de)(de)(de)金屬或(huo)合(he)金中(zhong)存在著(zhu)一(yi)條(tiao)易于腐(fu)蝕、基本上(shang)是連續的(de)(de)(de)通道(dao)，沿(yan)著(zhu)這條(tiao)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)通道(dao)優先發(fa)生(sheng)陽極(ji)溶解。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)通道(dao)可由(you)(you)(you)(you)以(yi)下一(yi)些不同的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)構(gou)成：①. 合(he)金成分和(he)顯微結(jie)構(gou)上(shang)的(de)(de)(de)差異，如多相合(he)金和(he)晶界(jie)的(de)(de)(de)析出(chu)(chu)物(wu)等；②. 溶質原(yuan)子(zi)可能析出(chu)(chu)的(de)(de)(de)高(gao)度無序晶界(jie)或(huo)亞晶界(jie)；③. 由(you)(you)(you)(you)于局部應力(li)集中(zhong)及由(you)(you)(you)(you)此產生(sheng)的(de)(de)(de)應變(bian)(bian)引起(qi)(qi)的(de)(de)(de)陽極(ji)晶界(jie)面(mian)；④. 由(you)(you)(you)(you)于應變(bian)(bian)引起(qi)(qi)表(biao)面(mian)膜的(de)(de)(de)局部破裂；⑤. 由(you)(you)(you)(you)于塑性(xing)(xing)(xing)變(bian)(bian)形引起(qi)(qi)的(de)(de)(de)陽極(ji)區(qu)等。在腐(fu)蝕環境中(zhong)，當活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)通道(dao)與周圍的(de)(de)(de)主體金屬建立(li)起(qi)(qi)腐(fu)蝕電池時，電化學腐(fu)蝕就沿(yan)著(zhu)這條(tiao)路線進行。
局(ju)部(bu)電(dian)化(hua)學溶(rong)解(jie)將(jiang)形(xing)成很(hen)窄的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)縫，而外加應力使(shi)(shi)裂(lie)(lie)(lie)縫頂端(duan)應力集中產生(sheng)局(ju)部(bu)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)，然后引起(qi)(qi)表面(mian)膜撕裂(lie)(lie)(lie)。裸露的(de)(de)金(jin)屬成為(wei)新的(de)(de)陽極，而裂(lie)(lie)(lie)縫兩側仍有表面(mian)膜保護，與金(jin)屬外表面(mian)共同(tong)起(qi)(qi)陰極作用(yong)(yong)。電(dian)解(jie)液靠毛細管作用(yong)(yong)滲人(ren)到(dao)(dao)裂(lie)(lie)(lie)縫尖端(duan)，使(shi)(shi)其在高電(dian)流密度下(xia)(xia)發(fa)生(sheng)加速的(de)(de)陽極活性(xing)溶(rong)解(jie)。隨著反(fan)應進行，裂(lie)(lie)(lie)縫尖端(duan)的(de)(de)電(dian)解(jie)質發(fa)生(sheng)濃度變(bian)化(hua)，產生(sheng)極化(hua)作用(yong)(yong)和表面(mian)膜的(de)(de)再生(sheng)，腐蝕速率迅速下(xia)(xia)降。重復(fu)緩慢(man)的(de)(de)活性(xing)通道腐蝕，直(zhi)到(dao)(dao)裂(lie)(lie)(lie)縫尖端(duan)重新建立起(qi)(qi)足(zu)夠大的(de)(de)應力集中，再次引起(qi)(qi)變(bian)形(xing)和裂(lie)(lie)(lie)縫產生(sheng)。這個過(guo)程不(bu)斷重復(fu)，直(zhi)到(dao)(dao)裂(lie)(lie)(lie)縫深人(ren)到(dao)(dao)金(jin)屬內部(bu)，使(shi)(shi)金(jin)屬斷面(mian)減(jian)小到(dao)(dao)不(bu)足(zu)以承受(shou)載(zai)荷斷裂(lie)(lie)(lie)。
活性通(tong)(tong)(tong)道(dao)假說強調了應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)用下(xia)(xia)表面(mian)膜的(de)(de)(de)破裂(lie)(lie)與(yu)電(dian)化學活性溶解的(de)(de)(de)聯合作(zuo)用。因此(ci)(ci)，這個理論提出了發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie)(lie)必須具備的(de)(de)(de)兩個基本(ben)條(tiao)件：一(yi)是合金(jin)中(zhong)預先要存在一(yi)條(tiao)對腐蝕(shi)(shi)(shi)敏感的(de)(de)(de)、多(duo)少帶有連(lian)續性的(de)(de)(de)通(tong)(tong)(tong)道(dao)，這條(tiao)通(tong)(tong)(tong)道(dao)在特定的(de)(de)(de)環境介質中(zhong)對于周圍組織(zhi)是腐蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)池的(de)(de)(de)陽極；二是合金(jin)表面(mian)上要有足(zu)夠大(da)的(de)(de)(de)基本(ben)上是垂直于通(tong)(tong)(tong)道(dao)的(de)(de)(de)張(zhang)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)，在該張(zhang)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)用下(xia)(xia)裂(lie)(lie)縫尖端出現應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)區，促使(shi)表面(mian)膜破裂(lie)(lie)。在平面(mian)排列的(de)(de)(de)位錯(cuo)露頭處，或新形成的(de)(de)(de)滑移臺階(jie)處，處于高(gao)應(ying)(ying)(ying)(ying)變狀態的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)原子發生(sheng)(sheng)擇優腐蝕(shi)(shi)(shi)，沿(yan)位錯(cuo)線向(xiang)縱(zong)深發展，形成隧洞(dong)。在應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)用下(xia)(xia)，隧洞(dong)間的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)產生(sheng)(sheng)機(ji)械撕裂(lie)(lie)。當機(ji)械撕裂(lie)(lie)停止后(hou)，又(you)重新開始(shi)隧道(dao)腐蝕(shi)(shi)(shi)，此(ci)(ci)過程的(de)(de)(de)反復發生(sheng)(sheng)導致(zhi)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)不(bu)斷擴展，直到金(jin)屬(shu)(shu)不(bu)能承(cheng)受載(zai)(zai)荷而發生(sheng)(sheng)過載(zai)(zai)斷裂(lie)(lie)。此(ci)(ci)模型雖然有一(yi)定的(de)(de)(de)實驗基礎，但屬(shu)(shu)于一(yi)種伴生(sheng)(sheng)現象，并非是應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)必要條(tiao)件，不(bu)能成為應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)主要機(ji)理。
5. 應力(li)吸附開(kai)裂理論
上(shang)述(shu)幾(ji)種理論(lun)都(dou)包含(han)電化(hua)學過程(cheng)，但是(shi)(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)過程(cheng)的(de)(de)(de)一些(xie)現(xian)象，如腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)的(de)(de)(de)選擇性、破(po)裂臨界電位與腐(fu)蝕(shi)電位的(de)(de)(de)關系(xi)等，用電化(hua)學理論(lun)不能圓滿(man)解釋。為(wei)此(ci)，尤利(li)格提出應(ying)(ying)力(li)(li)(li)吸附(fu)破(po)裂理論(lun)。他(ta)認為(wei)，應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂一般并不是(shi)(shi)由(you)于金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)電化(hua)學溶解所(suo)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)，而(er)是(shi)(shi)由(you)于環境中(zhong)(zhong)某些(xie)破(po)壞(huai)性組分對(dui)金屬(shu)(shu)內表(biao)面的(de)(de)(de)吸附(fu)，削弱了金屬(shu)(shu)原子(zi)間的(de)(de)(de)結合力(li)(li)(li)，在(zai)拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用下引(yin)起(qi)破(po)裂。這是(shi)(shi)一種純機械(xie)(xie)性破(po)裂機理。此(ci)模(mo)(mo)型(xing)(xing)為(wei)純機械(xie)(xie)開(kai)裂模(mo)(mo)型(xing)(xing)，該(gai)模(mo)(mo)型(xing)(xing)得(de)到的(de)(de)(de)最大支持是(shi)(shi)許多純金屬(shu)(shu)和合金在(zai)液態(tai)金屬(shu)(shu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)脆斷。吸附(fu)使金屬(shu)(shu)表(biao)面能降低，降低得(de)越多，應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性越高，但有的(de)(de)(de)現(xian)象卻(que)是(shi)(shi)相(xiang)反(fan)的(de)(de)(de)，缺乏廣泛的(de)(de)(de)實驗支持，在(zai)水(shui)介質(zhi)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)理論(lun)中(zhong)(zhong)所(suo)占的(de)(de)(de)比例不大。
6. 腐(fu)蝕產物楔入理論
腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)楔入理(li)論是由N.Nielsen首(shou)先提出的(de)(de)(de)，他認為，腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)沉(chen)積在裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端(duan)后面的(de)(de)(de)陰(yin)極區。這(zhe)種腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)有舌狀、扇狀等(deng)。在未(wei)加應(ying)(ying)力(li)時，腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)雜亂分(fen)布；加應(ying)(ying)力(li)后，不僅使腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)沿(yan)(yan)晶(jing)體缺陷，特別是沿(yan)(yan)位(wei)錯(cuo)線排列，而且舌狀、扇狀等(deng)也發展得更突出。腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)積對裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)起(qi)了(le)(le)楔子作用，產(chan)(chan)生了(le)(le)應(ying)(ying)力(li)。當沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)造成的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)達到臨(lin)界(jie)值后，裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)向(xiang)前(qian)擴展，新產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)內吸(xi)人了(le)(le)電解(jie)質溶液，使得裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端(duan)陽極溶解(jie)繼續進(jin)行(xing)，這(zhe)就產(chan)(chan)生了(le)(le)更多的(de)(de)(de)可溶性金(jin)屬離子，這(zhe)些離子擴散至(zhi)陰(yin)極區并生成氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)氫氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)(wu)等(deng)沉(chen)積下來，因此而產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)又引起(qi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)向(xiang)前(qian)擴展，如此反復，直(zhi)至(zhi)開裂(lie)(lie)(lie)。
7. 閉塞電池理論
閉(bi)塞(sai)電池理論（Occluded Cell Corrosion)認為，由(you)于金屬表面(mian)某(mou)(mou)些選擇性腐蝕的(de)結(jie)果，或(huo)者由(you)于某(mou)(mou)些特殊(shu)的(de)幾何(he)形(xing)狀(zhuang)，使電解液中這些部位(wei)(wei)的(de)流(liu)動性受到限制(zhi)，造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)這些部位(wei)(wei)的(de)液體(ti)化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分與整(zheng)體(ti)化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分有(you)很(hen)大差(cha)異，從而(er)降(jiang)低了這些部位(wei)(wei)的(de)電位(wei)(wei)，加速該區(qu)域的(de)局(ju)部腐蝕，形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)空洞(dong)，這些空洞(dong)就是所謂(wei)的(de)閉(bi)塞(sai)電池。閉(bi)塞(sai)電池內，陽(yang)極(ji)反應的(de)結(jie)果使酸度增加，從而(er)加速了孔蝕的(de)速率(lv)，在應力(li)的(de)作用下孔蝕可擴展為裂紋。
8. 以(yi)機(ji)械開裂為主的(de)兩段(duan)論
以機械開裂(lie)為(wei)主的兩段論認為(wei)：應力腐(fu)蝕首(shou)先由(you)于電化學(xue)的腐(fu)蝕作(zuo)用形(xing)成裂(lie)紋源，然后(hou)在應力的作(zuo)用下迅速擴展而(er)開裂(lie)。當裂(lie)紋擴展遇到析出(chu)物或不規(gui)則取向晶粒(li)時而(er)停止，然后(hou)再進行電化學(xue)腐(fu)蝕，這樣交替進行，直至開裂(lie)。
9. 開裂(lie)三段(duan)論(lun)理論(lun)
左景伊(yi)提出開裂三階(jie)段理論，其要(yao)點是解釋所謂的(de)特(te)性(xing)離子作用。這三個階(jie)段是：材(cai)料表面(mian)生成鈍化膜或(huo)(huo)保護膜，全面(mian)腐(fu)蝕(shi)速率比較低(di)，使腐(fu)蝕(shi)只發(fa)生在局(ju)部(bu)區域(yu)；保護膜局(ju)部(bu)破裂，形成孔(kong)蝕(shi)或(huo)(huo)裂紋源(yuan)；縫(feng)內環境發(fa)生關(guan)鍵性(xing)的(de)變(bian)化，裂縫(feng)向縱深發(fa)展，而不是在表面(mian)徑向擴散(san)。
