金屬材料應力腐蝕試驗

一、什么是應力

應力是物體由于外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時，在物體內(nèi)各部分之間用以抵抗這種外因的作用，并試圖使物體從變形后的位置恢復到變形前的位置而產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力。

在所考察的截面某一點單位面積上的內(nèi)力稱為應力。同截面垂直的稱為正應力或法向應力，同截面相切的稱為剪應力或切應力。

二、什么是應力腐蝕

應力腐蝕是指材料、機械零件或構(gòu)件在靜應力(主要是拉應力)和腐蝕的共同作用下產(chǎn)生的失效現(xiàn)象，即由殘余或外加應力導致的應變和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞過程。應力腐蝕導致材料的斷裂稱為應力腐蝕斷裂。

應力腐蝕一般認為有陽極溶解和氫致開裂兩種。常見應力腐蝕的機理是:零件或構(gòu)件在應力和腐蝕介質(zhì)作用下，表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞，破壞的表面和未破壞的表面分別形成陽極和陰極，陽極處的金屬成為離子而被溶解，產(chǎn)生電流流向陰極。由于陽極面積比陰極的小得多，陽極的電流密度很大，進一步腐蝕已破壞的表面，再加上拉應力的作用，破壞處逐漸形成裂紋，裂紋隨時間逐漸擴展直到斷裂。這種裂紋不僅可以沿著金屬晶粒邊界發(fā)展，而且還能穿過晶粒發(fā)展。

三、應力腐蝕性能檢驗

應力腐蝕作為引發(fā)構(gòu)件失效的主要原因之一，無明顯征兆，卻往往給工程帶來災難性損失。因此非常有必要對可能在相關(guān)環(huán)境下工作的材料進行應力腐蝕試驗，并以其試驗數(shù)據(jù)用以作為該材料在設(shè)計、生產(chǎn)和投入使用前應力腐蝕性能指標的參考。

目前國際公認標準金屬材料應力腐蝕是《BS EN ISO 7539 Corrosion of Metals and Alloys-Stress Corrosion Testing》合訂本，我國GB/T 15970《金屬和合金的腐蝕-應力腐蝕試驗》則等同采用ISO標準，該標準中給出了多種應力腐蝕評價方法，歸納起來主要有3種試樣類型和3種加載形式：試樣類型即光滑試樣、帶缺口試樣和預制裂紋試樣;加載形式即恒位移、恒載荷和慢應變速率。