金属材料的腐蚀种类有哪些？【2】

晓昀 · 发表于 2018-4-12 22:36:56

本帖最后由晓昀于 2018-4-12 22:42 编辑

4、应力腐蚀

机械零件或设备在应力和腐蚀介质的联合作用下，将出现低于材料强度极限的脆性开裂，导致机械设备和零件失效的现象称为应力腐蚀开裂。

应力腐蚀断口特征：

（1）应力腐蚀在宏观上属于脆性断裂，但是，从微观上能够观察到断面上仍存在塑性流变。
（2）断口灰暗，且端口常有腐蚀产物或腐蚀坑。而疲劳断裂的端口是光滑的，且有光泽。

应力腐蚀根据腐蚀介质的主要成分分为氯化物、氢氧化物、硝酸盐、含氧水，相应的腐蚀开裂称为氯裂、碱裂、硝裂、氧裂，或者称为X脆（氯脆、碱脆、硝脆、氧脆）。

应力腐蚀2.gif

应力腐蚀开裂发生时，必须同时满足应力、环境、材料三者的特定条件。
   （1）应力腐蚀中的“应力”必须为：拉应力；、
      （2）环境条件：一定的材料必须在特定的腐蚀介质环境中，才会形成应力腐蚀。
   比如：石油行业常见的碳钢、低合金钢在湿硫化氢环境中发生的硫化物应力腐蚀；
            低碳钢和低合金钢在苛性碱溶液中的“碱脆”；
            低碳钢和低合金钢在含有硝酸根离子介质中的“硝脆”；
            奥氏体不锈钢在含有氯离子介质中的“氯脆”；在奥氏体不锈钢的压力容器水压试验的技术条件中经常会看到这样一条要求：水压试验中，氯离子的含量不应超过25ppm。.
         铜合金在氨气环境下的“氨脆”等等。
      （3）材料：纯金属不产生应力腐蚀，所有合金对应力腐蚀都具有不同程度的敏感性。而且每一种合金系列都有对应力腐蚀不敏感的合金元素。例如铝镁合金系中，当镁含量大于4%(质量分数）时，对应力腐蚀很敏感，相反，当镁含量小于4%时，则无论热处理条件如何，均具有抗应力腐蚀的能力。又如钢中含碳量在0.12%左右，应力腐蚀敏感性最大。
应力腐蚀开裂与单纯机械应力产生的开裂不同：
（1）它在极低的应力下也能产生开裂；它由单纯腐蚀引起的开裂不同，腐蚀性极低的介质也能引起应力腐蚀。也就是说应力腐蚀是在相当温和的介质中和低应力状态下发生的，但是这两者的联合作用产生的破坏作用的破坏性却是巨大的。
（2）应力腐蚀开裂的裂纹是在没有任何明显变形和无任何征兆的情况下发生的，裂纹往往深入到金属内部，所以，这种腐蚀断裂具有突发性。
【注】在同时存在H2O、H2S的环境中，当H2S分压大于或等于0.00035MPa时，或者同时存在H2O和H2S的液化石油气里，当液相H2S含量大于等于10x10^-6时，则称为湿H2S环境。

5、缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是在电解质溶液中（尤其含氯离子的介质），在金属与金属、或非金属之间的缝隙内，由于溶液的移动受到阻滞，在缝隙内的溶液中氧耗竭后，氯离子从缝隙外向缝隙内移动；又由于金属氯化物的水解自催化酸化过程，导致钝化膜的破裂，因而产生与自催化点腐蚀相类似的局部腐蚀。缝隙腐蚀有可能破坏机械连接的整体性和密封性，给设备正常运行造成障碍或者零件失效。

缝隙腐蚀通常发生在一些电解质溶液停滞的缝隙中或者屏蔽的表面内，在机械设备中，比如法兰的连接处，与铆钉、螺栓、垫片、垫圈（特别是橡胶垫圈）、阀座、松动的表面沉积物等相接处，都容易发生缝隙腐蚀。即使没有氯离子存在，也可能发生缝隙腐蚀。

缝隙腐蚀2.jpg