影響應(yīng)力腐蝕開裂的因素有哪些

  應(yīng)力腐蝕的主要影響因素可以分為以下三種：①. 合金成分及有關(guān)的冶金因素；②. 力學(xué)因素；③. 環(huán)境因素。這三者的組合構(gòu)成了龐大的合金－環(huán)境系統(tǒng)。圖1.2表示了產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的三個(gè)基本條件－材料因素、環(huán)境因素和力學(xué)因素之間的關(guān)系，即應(yīng)力腐蝕是上述三個(gè)基本條件的交集。

一、合金成分及有關(guān)的冶金因素

 雜質(zhì)元素對鋼的應(yīng)力腐蝕敏感性影響很大。純鐵或低碳鋼中去除碳、氮后，在硝酸鹽中均不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。純鐵中含氮量達(dá)0.43%時(shí)，應(yīng)力腐蝕抗力明顯下降。氮對不銹鋼有類似的有害作用。在Fe-20Cr-18Ni不銹鋼中含氮量大于30x10^-6可使氯脆敏感性增加。大多數(shù)雜質(zhì)元素是對合金SCC抗力有害，因此，提高純度一般可改善其抗力。

 熱處理對碳鋼的應(yīng)力腐蝕敏感性影響很大，一般都認(rèn)為熱處理將直接影響到到碳鋼的顯微組織，最后導(dǎo)致碳鋼具有不同的強(qiáng)度水平。對于HE型應(yīng)力腐蝕而言，回火的溫度越低，碳鋼對應(yīng)力腐蝕的敏感性就越大。對陽極溶解型的應(yīng)力腐蝕而言，鋼奧氏體化的溫度影響也很大。低碳鋼奧氏體化溫度越高，應(yīng)力腐蝕敏感性也越大；冷卻速度越慢，則應(yīng)力腐蝕敏感性越小。

二、環(huán)境因素的影響

 在遇水可分解為酸性的氯化物溶液中均可能引起奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕,其影響程度為MgCl₂>FeCl₃>CaCl₂>LiCl>NaCl。奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕多發(fā)生在50~300℃范圍內(nèi)，氯化物的濃度上升，應(yīng)力腐蝕的敏感性增大。大多數(shù)金屬都是在低于100℃的溫度下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的，不過金屬在開裂前都有一個(gè)最小溫度，這個(gè)溫度稱為開裂臨界溫度。高于此值時(shí)材料才發(fā)生應(yīng)力腐蝕，低于此值時(shí)材料則不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。

溶液中的溶解氧對鋼的應(yīng)力腐蝕行為影響也是很大的。例如，在高溫高濃度的MgCl₂中，不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕不一定有氧的存在，而在熱水和高溫水中，溶解氧對應(yīng)力腐蝕則起著決定性作用。一般認(rèn)為，在只含微量氯離子的溶液中，沒有溶解氧要使Cr-Ni不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕幾乎是不可能的。隨著介質(zhì)pH值的減小，H⁺濃度增加，應(yīng)力腐蝕發(fā)生的概率也會(huì)增加。例如，在脫硫工段中，其介質(zhì)中含有硫化氫、二氧化碳等，溶于水形成碳酸，釋出H⁺,降低環(huán)境的pH值，從而增大材料的應(yīng)力腐蝕敏感性。電位對應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率的影響也是明顯的，在臨界電位范圍內(nèi)，裂紋擴(kuò)展速率迅速加快。

三、應(yīng)力的影響

 拉應(yīng)力的方向與晶粒方向之間的關(guān)系對合金的應(yīng)力腐蝕也有很大影響。橫向受力比縱向受力苛刻，而縱向受力又比橫向受力苛刻。合金構(gòu)件所受的應(yīng)力低于臨界應(yīng)力時(shí)，發(fā)生應(yīng)力腐蝕的概率就極小。影響應(yīng)力腐蝕的因素很多，也很復(fù)雜，這些因素并不是孤立的存在，而是相互影響，因此如果想要采取有效措施減緩或抑制應(yīng)力腐蝕，確?；ぴO(shè)備、管道和海洋設(shè)施等安全正常運(yùn)行，就要對應(yīng)力腐蝕機(jī)理進(jìn)行深入的了解。