金属材料腐蚀介绍（五）
本文摘要：（由ai生成）
应力腐蚀裂纹是金属材料在拉伸应力和特定腐蚀介质共同作用下产生的局部裂纹现象，难以通过表面观察发现。其应力可能源于制造、加工或运行过程，氯化物应力腐蚀裂纹对奥氏体不锈钢尤为常见。不锈钢应力腐蚀抗力与其镍含量相关，选择合适镍含量的合金材料可避免应力腐蚀裂纹。焊接可能恶化耐应力腐蚀合金性能，因此选择合适材料和优化焊接工艺是避免应力腐蚀的关键。
应力腐蚀裂纹
应力腐蚀裂纹（Stress Corrosion Cracking，SCC）是指由于拉伸应力和特定腐蚀介质同时存在时，而导致的一种局部裂纹。在给定环境和应力的适当组合下，实际上所有的结构用金属材料都对应力腐蚀有敏感性，见表1。
表1 导致应力腐蚀裂纹的材料和腐蚀环境
应力腐蚀裂纹常常发生在看似比较温和的化学环境下，在拉伸应力远低于金属屈服强度的条件下。当它们产生时，失效常常是采取产生细裂纹的形式，它渗透到金属里面，在邻接的表面上很少或者并无腐蚀的征象。
对应力腐蚀裂纹有促进作用的应力可在制造或加工、或者在运行的过程中产生。在制造、加工的过程中，如热加工、表面精整、各种成型加工（特别是冷弯时），以及装配、焊接都将会产生残余拉伸应力。
氯化物应力腐蚀裂纹是最常见的，特别是在奥氏体不锈钢上，如304/316，是最容易对应力腐蚀裂纹敏感的钢。当它们与高浓度的氯化物接触时，只要温度高于60℃就会产生应力腐蚀裂纹。图1 的Copson（考普森）曲线表明，不锈钢抗应力腐蚀能力与镍含量有关，最低值出现在8~12%的（质量分数）范围内，刚好落在常用的奥氏体不锈钢镍的含量内。
图1 预测不锈钢应力腐蚀裂纹敏感性的考普森曲线
正如图1表示的那样，可以通过选择具有更高（＞16%）或更低（＜6%）镍质量分数的合金材料，来避免应力腐蚀率裂纹的产生。例如高的可以采用超级奥氏体不锈钢或镍基合金；低的可以采用铁素体不锈钢或双相钢。
焊接热影响区中存在的焊接残余应力，可以加速腐蚀，并且会沿着敏化过的晶界形成裂纹，这种裂纹称为晶间应力腐蚀裂纹。晶间应力腐蚀裂纹典型地在热影响区靠近焊缝处发生，如图2所示。
同时也有穿晶应力腐蚀裂纹，如图3所示。
图2 304焊接热影响区晶间应力腐蚀裂纹
图3 316在苛性碱服役靠近焊缝的穿晶应力腐蚀裂纹
避免应力腐蚀最好的方法是选择合适的材料，对于原本可以耐应力腐蚀的合金，焊接可能恶化其耐应力腐蚀的能力，这是因为焊接改变了其显微组织，并且形成了拉伸残余应力。
来源：压力容器焊接
