工程材料之环境介质作用下的力学性能

一、应力腐蚀

1.定义

  金属在拉应力和特定的环境介质作用下,经过一段时间,所产生的拉应力脆断现象,称为应力腐蚀断裂。

2.裂纹扩展特征

  (1)拉应力是产生应力腐蚀开裂的必要条件;

  (2)纯金属一般不发生应力腐蚀;

  (3)仅在一定的合金与介质系统中才能发生应力腐蚀现象;

  (4)应力腐蚀是一种延迟断裂;

  (5)破坏一般是脆性的。

3.断裂机理

  (1)应力腐蚀断裂过程包括裂纹形成和扩展,整体上分为三个阶段:形成蚀坑,在应力和介质作用下裂纹慢慢扩展,裂纹达到临界尺寸后发生机械性断裂。

  (2)理论

    1)以阳极溶解为基础的保护膜破坏理论

    2)钝化膜理论

    3)闭塞电池理论

4.应力腐蚀开裂的测试方式

(1)持久加载实验

  1)采用光滑试样——应力腐蚀的临界应力

  2)采用预制裂纹试样——应力腐蚀临界应力场强度因子、应力腐蚀裂纹扩展速率

(2)测试方法

5.防止应力腐蚀的措施和安全设计

(1)防止措施

  合理选择材料、减少或消除零件中的残余拉应力、改善介质条件、采用电化学保护;

(2)安全设计

 二、氢脆

1.定义

  由于氢和应力的联合作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象,称为氢脆断裂。

2.发生机理

  原子氢在结合成氢分子的过程受阻,部分氢原子会溶解到金属内部,而当金属同时受应力作用时,就可能通过某种机制而导致裂纹产生和脆性扩展。

3.影响因素

4.氢脆现象

1)氢蚀

  氢与金属中的第二相作用,生成高压气体,使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化

2)白点

  钢中含有过量的氢,随着温度降低,氢的溶解度减小,但过饱和的氢未能扩散外溢,因而在某些缺陷处聚集成氢分子,此时,体积发生急剧膨胀,内压力很大,足以把材料局部撕裂,而使钢中形成白点。

3)氢化物致脆

4)氢致延滞断裂

三、腐蚀疲劳

1.定义

  腐蚀疲劳是材料在腐蚀介质中承受交变载荷所产生的疲劳破坏现象。

2.特点

  1)腐蚀环境不是特定的,只要环境介质对材料有腐蚀作用,再加上交变应力的作用,都可产生腐蚀疲劳。

  2)腐蚀疲劳曲线无水平线段,即不存在无限寿命的疲劳极限。

  3)腐蚀疲劳极限与静强度之间不存在比例关系。

  4)腐蚀疲劳端口上可以见到多个裂纹源,并具有独特的多齿状特征。

猜你喜欢

转载自www.cnblogs.com/Sonny-xby/p/9888050.html