影響應力腐蝕開裂的因素有哪些

  應力腐蝕的主要影響因素可以分為以下三種：①. 合金成分及有關的冶金因素；②. 力學因素；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)生應力腐蝕的三個基本條件－材料因素、環(huán)境因素和力學因素之間的關系，即應力腐蝕是上述三個基本條件的交集。

一、合金成分及有關的冶金因素

 雜質(zhì)元素對鋼的應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)生應力腐蝕。純鐵中含氮量達0.43%時，應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。

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

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力腐蝕,其影響程度為MgCl₂>FeCl₃>CaCl₂>LiCl>NaCl。奧氏體不銹鋼的應力腐蝕多發(fā)生在50~300℃范圍內(nèi)，氯化物的濃度上升，應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)生應力腐蝕的，不過金屬在開裂前都有一個最小溫度，這個溫度稱為開裂臨界溫度。高于此值時材料才發(fā)生應力腐蝕，低于此值時材料則不發(fā)生應力腐蝕。

溶液中的溶解氧對鋼的應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，溶解氧對應力腐蝕則起著決定性作用。一般認為，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，應力腐蝕發(fā)生的概率也會增加。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，從而增大材料的應力腐蝕敏感性。電位對應力腐蝕裂紋擴展速率的影響也是明顯的，在臨界電位范圍內(nèi)，裂紋擴展速率迅速加快。

三、應力的影響

 拉應力的方向與晶粒方向之間的關系對合金的應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)件所受的應力低于臨界應力時，發(fā)生應力腐蝕的概率就極小。影響應力腐蝕的因素很多，也很復雜，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力腐蝕，確?；ぴO備、管道和海洋設施等安全正常運行，就要對應力腐蝕機理進行深入的了解。