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《第六章應力腐蝕氫脆2.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、第六章環(huán)境介質作用下 的金屬力學性能延滯斷裂(低應力脆斷)特定外界條件下:低于材料屈服強度服役一定時間后突然脆斷§1應力腐蝕斷裂（靜疲勞）一.現(xiàn)象及其特征拉應力（靜應力）+腐蝕介質聯(lián)合作用→低應力脆斷★＜＜材料的屈服強度①脆斷，無明顯塑變②特定的合金成分+特定的介質一、特點①②③③腐蝕介質（很弱）：材料腐蝕很慢（無應力時）SCC（StressCorrosionCracking）*合金產(chǎn)生應力腐蝕，須：應力+特定腐蝕介質合金腐蝕介質碳鋼荷性鈉溶液，氯溶液，硝酸鹽水溶液，H2S水溶液，海水，海洋大氣與工業(yè)大氣奧氏體不銹鋼氯化物水溶液，海水，海洋大氣，高溫水，潮濕空氣（濕度90%），熱Na
2、Cl，H2S水溶液，嚴重污染的工業(yè)大氣馬氏體不銹鋼氯化的，海水，工業(yè)大氣，酸性硫化物航空用高強度鋼海洋大氣，氯化物，硫酸，硝酸，磷酸銅合金水蒸汽，濕H2S，氨溶液鋁合金濕空氣，NaCl水溶液，海水，工業(yè)大氣，海洋大氣二、應力腐蝕斷口特征陰極陽極A應力腐蝕斷裂機理附加應力（保護膜增厚）+外加應力（σ）膜裂致陽極溶解+塑性鈍化膜裂裂紋擴展滑移——膜破——陽極溶解——再鈍化B應力腐蝕裂紋應力腐蝕裂紋20鋼的應力腐蝕斷口20鋼斷口腐蝕產(chǎn)物典型的應力腐蝕照片發(fā)生應力腐蝕奧氏體不銹鋼管道內壁⑴應力腐蝕→斷口，則：裂紋形成+裂紋擴展形成約占全部時間90%擴展僅占10%左右A、裂紋形成決定壽命B、可
3、以是沿晶斷裂，也可以是穿晶斷裂。C、裂紋擴展：10-9-10-6m/s，似疲勞：亞臨界擴展-----→臨界尺寸----→突然斷裂⑵宏觀形貌①②③④①脆性斷裂，時有少量塑性撕裂痕跡②裂紋源可有幾個：垂直⊥主應力面裂紋源引起斷裂裂紋源（多個）源源③裂紋源、亞穩(wěn)擴展區(qū)-黑色或灰黑色源亞臨界擴展④失穩(wěn)擴展區(qū)斷口-常有放射花樣（羽毛狀）或似“人”字紋,光亮色典型的應力腐蝕照片失穩(wěn)擴展失穩(wěn)擴展⑶應力腐蝕抗力指標及測試方法㈠早期，特定介質中、于不同應力下，測定試樣滯后破壞時間。采用光滑試樣得到不足之處：①②③①因數(shù)據(jù)分散，有時可能得出錯誤的結論②不能正確得出裂紋擴展速率的變化規(guī)律③費時，且不能用于
4、工程設計㈡斷裂力學在應力腐蝕中的應用 ①+②①斷裂力學K1應力腐蝕斷裂是一種與時間有關的延滯斷裂K1應力腐蝕臨界應力場強度因子材料不因應力腐蝕而斷裂（即材料有無限壽命）的K1——KISCC⑴KISCC的概念⑵開裂判據(jù)裂紋前端的應力場強度因子KI大于材料的KISCC⑶裂紋擴展速率（da/dt）描述應力腐蝕裂紋的亞臨界擴展⑶應力腐蝕裂紋擴展速率先決條件：當裂紋前端的KI>KISCC時-應力腐蝕裂紋擴展速率da/dt，和KI有關lg(da/dt)-K1曲線Ⅰ段，KI>KIscc，平行縱坐標軸Ⅱ段★★，裂尖鈍，主要受電化學過程控制Ⅲ段，da/dt隨KI而↑。達K1c，失穩(wěn)擴展斷裂★★(Ⅱ)時
5、間越長，材料抗SCC性能越好⑷一種測定K1SCC的方法——載荷恒定，使K1不斷增大的方法，——最常用：恒載荷的懸臂梁彎曲試驗裝置裂紋⑸另一種測定K1SCC的方法——位移恒定，K1不斷↓,——用緊湊拉伸試樣和螺栓加載⑹影響應力腐蝕的因素1.環(huán)境因素尤其是溶液PH值2.力學因素A,軋制高強度鋁合金7075-T6板材①軋制方向（縱向）②長橫向③短橫向（沿厚度方向）強度差別：①＞②，①＞＞③,②＞＞③縱向max，厚度minB,不同強度40CrNiMo(4340)3.冶金因素成份組織強度⑺預防機件應力腐蝕斷裂的措施 ①②③④①減少或消除零件中的殘余應力②改善介質條件③選用合適的合金材料④采用電
6、化學保護視具體的材料-介質而定§2氫脆（一）氫脆來源和特點含氫氣氛的作用而引起的斷裂氫脆可分成兩大類：第一類為內部氫脆:在材料制造（如：熔煉）和隨后加工過程吸收了過量的氫氣第二類為環(huán)境氫脆，在應力和含氫介質聯(lián)合作用引起脆性斷裂，如:貯氫的壓力容器中出現(xiàn)的高壓氫脆（二）氫脆斷口特征⑴內部氫脆斷口往往出現(xiàn)“白點”①氫在缺陷處以分子態(tài)析出，②產(chǎn)生高內壓，形成微裂紋，其內壁為白色，稱白點或發(fā)裂。縱向發(fā)裂，橫斷面多呈圓形或橢圓形白點表面光亮呈銀白色是一種內部微細裂紋另一種“白點”,呈魚眼型以材料內部的宏觀缺陷如氣孔、夾渣等為核心的銀白色斑點⑵環(huán)境氫脆的特征環(huán)境氫脆KthK1降低到某一臨界值Kt
7、h→材料不產(chǎn)生斷裂，Kth門檻值,KⅠHEC發(fā)生環(huán)境氫脆兩個關鍵因素H擴散（+臨界濃度）與位錯的關系氫裂紋擴展Ⅱ階段-熱激活過程，決定于H的擴散速率環(huán)境氫脆發(fā)生在一定的溫度范圍，和慢的形變速率：最敏感的溫度——室溫附近形變速率高→位錯運動快→H擴散＜位錯運動→不顯示脆性減少氫脆：①②①內部氫脆，嚴格執(zhí)行工藝規(guī)定②環(huán)境氫脆，×高強度材料強度越高，對氫脆越敏感第七章磨損與接觸疲勞1前言機器運轉，相互接觸零件間因相對運動（或趨勢）而產(chǎn)生摩擦，而磨損正是由于摩擦產(chǎn)
