奧氏體不銹鋼（如304不銹鋼棒）在受到張應(yīng)力時，在某些介質(zhì)中經(jīng)過一段不長的時間就會發(fā)生破壞。這種在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下所引起的開裂稱為應(yīng)力腐蝕開裂（Stress Corrosion Crack）。詳文了解http://lyxmc.com

 

一般認(rèn)為，應(yīng)力腐蝕是應(yīng)力和電化學(xué)腐蝕共同作用的結(jié)果，是滑移-溶解機(jī)制（也稱保護(hù)膜破壞理論）。即在初始裂紋誘發(fā)階段，張應(yīng)力引起位錯沿滑移面運(yùn)動移出表面，形成表面滑移臺階，破壞了表面鈍化膜，裸露的滑移臺階直接暴露在腐蝕介質(zhì)中，更重要的是裂紋尖端形成的應(yīng)力集中降低陽極電位，從而加速裂紋尖端金屬（陽極）的溶解，形成蝕坑，使裂紋擴(kuò)展。裂紋擴(kuò)展到一定的程度，其表面又會形成新的鈍化膜。這種鈍化膜形成與破壞的過程反復(fù)進(jìn)行，直至裂紋達(dá)到臨界尺寸，迅速產(chǎn)生失穩(wěn)脆性斷裂。影響應(yīng)力腐蝕的主要因素是介質(zhì)特點、附加應(yīng)力與環(huán)境溫度、鋼的化學(xué)成分和組織等。

 

引起奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)中含有氯離子（Cl-），容易引起應(yīng)力腐蝕。隨著Cl-濃度的升高，應(yīng)力腐蝕破斷時間縮短。在微酸性FeCl2、MgCl2溶液中，氧能促進(jìn)應(yīng)力腐蝕破壞。在pH小于4~5的酸性介質(zhì)中，H+濃度越高，應(yīng)力腐蝕破斷時間就越短。當(dāng)pH大于4~5時，加入NO3-、I-及醋酸鹽就可以抑制應(yīng)力腐蝕。

 

應(yīng)力的影響主要表現(xiàn)為只有張應(yīng)力才會引發(fā)應(yīng)力腐蝕。溫度恒定時，應(yīng)力越大，則破斷時間越短。溫度的影響是通過影響化學(xué)反應(yīng)速度和物質(zhì)輸運(yùn)速度而影響應(yīng)力腐蝕過程的。在含氯離子的水溶液中，80℃以上時才產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。溫度越高，應(yīng)力腐蝕破斷時間越短。

 

不銹鋼的化學(xué)成分和組織對應(yīng)力腐蝕也有強(qiáng)烈的影響。低Ni奧氏體不銹鋼對應(yīng)力腐蝕很敏感，而高鎳鋼（Ni含量大于45%）就不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。N促進(jìn)應(yīng)力腐蝕裂縫的誘發(fā)和擴(kuò)展，增加應(yīng)力腐蝕的敏感性，而C則降低奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕敏感性。Cr含量高于12%的奧氏體不銹鋼，其Cr含量越高，則應(yīng)力腐蝕敏感性越高。Si在單相奧氏體和復(fù)相不銹鋼中都提高鋼對應(yīng)力腐蝕的抗力，一般Si的加入量為2%~4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。Cu能改善奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕，如00Cr18Ni10鋼中加入2%的銅，可以獲得良好的應(yīng)力腐蝕抗力。Mo使奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕破斷的誘發(fā)期縮短。P、As、Sb、Bi、Al等都降低奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕抗力。殘余的S也是有害的，因為MnS可優(yōu)先被溶解，并形成裂紋源。Ti和Nb的影響不顯著。

 

此外，由于奧氏體鋼的層錯能影響位錯滑移的方式，從而影響應(yīng)力腐蝕敏感性。影響層錯能的元素也影響奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕。因為層錯能高的鋼形變時采取交滑移的方式，位錯纏結(jié)呈網(wǎng)狀分布，引起表面的臺階小，鈍化膜不易被破壞。而Ni和C都增高奧氏體的層錯能，故高Ni奧氏體鋼有較高的應(yīng)力腐蝕抗力；而N則促進(jìn)位錯呈平面分布，所以促進(jìn)應(yīng)力腐蝕。鐵素體在形變時易發(fā)生交滑移，導(dǎo)致表面鈍化膜破壞少，因而降低不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性。

 

鉻含量在15%~28%的鐵素體不銹鋼對引起的應(yīng)力腐蝕不敏感，而Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼對應(yīng)力腐蝕卻很敏感；含鐵素體的復(fù)相不銹鋼有低的應(yīng)力腐蝕傾向。

 

從化學(xué)成分和組織設(shè)計角度來說，為防止發(fā)生應(yīng)力腐蝕，常采取的辦法是加入2%~4%Si或2%Cu；提高鋼的純度，將鋼中的N含量降低到0.04%以下，并盡量減少P、As、Sb、Bi等雜質(zhì)的含量；采用高純度的鐵素體不銹鋼基體組織；采用奧氏體-鐵素體復(fù)相鋼，其中鐵素體體積分?jǐn)?shù)控制在50%~70%。

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