當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應力腐蝕斷裂有如下五個共同特征。


一、力學(xue)特征


1. 具備拉應力


 一般應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕都在(zai)(zai)拉(la)應(ying)(ying)力(li)(li)下(xia)才發生，而在(zai)(zai)壓應(ying)(ying)力(li)(li)下(xia)不發生應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕,這種拉(la)伸應(ying)(ying)力(li)(li)可以(yi)是工作狀態下(xia)材料承受外加載荷造成(cheng)的(de)(de)工作應(ying)(ying)力(li)(li)；也可以(yi)是在(zai)(zai)生產(chan)、制造、加工和安裝(zhuang)過程中在(zai)(zai)材料內(nei)部形成(cheng)的(de)(de)熱應(ying)(ying)力(li)(li)、形變應(ying)(ying)力(li)(li)等殘余應(ying)(ying)力(li)(li)；還(huan)可以(yi)是由(you)裂紋內(nei)腐蝕產(chan)物(wu)的(de)(de)體積效應(ying)(ying)造成(cheng)的(de)(de)楔入作用或(huo)是陰極反應(ying)(ying)形成(cheng)的(de)(de)氫產(chan)生的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)。


2. 存在臨界應(ying)力


 合(he)金所承(cheng)受的應(ying)(ying)力(li)越(yue)小，斷裂時(shi)間(jian)越(yue)長，當(dang)(dang)應(ying)(ying)力(li)小于(yu)某(mou)一(yi)臨界值后，此應(ying)(ying)力(li)成為臨界應(ying)(ying)力(li)。在(zai)(zai)大多(duo)數的材料-環境(jing)體(ti)系中，存在(zai)(zai)一(yi)個臨界應(ying)(ying)力(li)，當(dang)(dang)應(ying)(ying)力(li)低(di)于(yu)該臨界值時(shi)，則(ze)不(bu)產(chan)生SCC.



二(er)、環境特性


1. 腐蝕(shi)介質的特性


  只有(you)(you)(you)在特定的腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)中含有(you)(you)(you)某(mou)些對(dui)發(fa)生(sheng)(sheng)應力(li)腐蝕(shi)(shi)有(you)(you)(you)特效作用的離子、分(fen)子時才會發(fa)生(sheng)(sheng)應力(li)腐蝕(shi)(shi)。這種特定的腐蝕(shi)(shi)劑(ji)并不一(yi)定要大量存(cun)在，而且往(wang)(wang)往(wang)(wang)濃(nong)度很低。表1.5列出了(le)一(yi)些金(jin)屬和合金(jin)發(fa)生(sheng)(sheng)應力(li)腐蝕(shi)(shi)的特定介質(zhi)。





2. 溶液的濃度


 值得指(zhi)出的是(shi)，即使(shi)有時(shi)整(zheng)體濃度是(shi)很低的，但是(shi)由于局部位置(zhi)上的濃縮(suo)作用，使(shi)該處極(ji)易產生局部腐蝕。


3. 具有一(yi)定(ding)的電位范圍


  從(cong)電化學的(de)角度來看，材料與(yu)特(te)定介質的(de)偶合導(dao)致(zhi)應力腐蝕(shi)的(de)條(tiao)件(jian)是(shi)它發生(sheng)在一定的(de)電位范圍內，一般(ban)是(shi)發生(sheng)在鈍化-活化的(de)過渡區或鈍化-過鈍化區。



三、冶金學特性


 1. 不(bu)同(tong)的化學成分和純度具有不(bu)同(tong)應力腐蝕敏(min)感性(xing)


  純金(jin)屬一(yi)度被(bei)認(ren)為不發(fa)生(sheng)應力(li)腐蝕,但是(shi)通(tong)過(guo)實驗發(fa)現，純度高達99.999%的(de)銅及99.99%的(de)鐵在一(yi)定條件下也(ye)發(fa)生(sheng)了(le)晶間(jian)應力(li)腐蝕開裂，因此，認(ren)為合金(jin)比純金(jin)屬更易產生(sheng)應力(li)腐蝕是(shi)恰當(dang)的(de)。


 2. 不(bu)同(tong)組(zu)織具有(you)不(bu)同(tong)的(de)應力腐蝕敏感性


 金屬晶(jing)體結構(gou)的(de)(de)差異也(ye)影響到材料的(de)(de)耐蝕性，體心(xin)立(li)方晶(jing)格(ge)（鐵素體和馬(ma)氏體）比面心(xin)立(li)方晶(jing)格(ge)（奧氏體）更耐應力(li)腐(fu)蝕。一(yi)般說來，粗晶(jing)粒比細(xi)晶(jing)粒對應力(li)腐(fu)蝕更為敏感(gan)。晶(jing)格(ge)缺陷(xian)，如晶(jing)界(jie)(jie)、亞晶(jing)界(jie)(jie)、露頭(tou)的(de)(de)位錯群(qun)等，對應力(li)腐(fu)蝕破裂敏感(gan)，將優先溶(rong)解，常常成為應力(li)腐(fu)蝕破裂發生的(de)(de)裂縫(feng)源。



四、應力腐(fu)蝕裂紋擴展速率(lv)


 金屬在無裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)、無蝕(shi)坑或缺陷的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，應力(li)腐(fu)蝕(shi)過程可分(fen)(fen)為三個(ge)階(jie)段(duan)(duan)：裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)階(jie)段(duan)(duan)，即(ji)由于(yu)腐(fu)蝕(shi)引起裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)或蝕(shi)坑的(de)(de)(de)(de)階(jie)段(duan)(duan)；裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)階(jie)段(duan)(duan)，即(ji)由裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)源(yuan)或蝕(shi)坑開(kai)始到達極限應力(li)值為止的(de)(de)(de)(de)這(zhe)一(yi)階(jie)段(duan)(duan)；失穩斷裂(lie)(lie)階(jie)段(duan)(duan)。裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)長(chang)短取決于(yu)合金的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)、環境的(de)(de)(de)(de)特性(xing)和(he)應力(li)的(de)(de)(de)(de)大小，這(zhe)一(yi)時期(qi)短的(de)(de)(de)(de)僅(jin)幾(ji)分(fen)(fen)鐘，長(chang)的(de)(de)(de)(de)可達幾(ji)年(nian)、十幾(ji)年(nian)或幾(ji)十年(nian)，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)期(qi)是服役壽命的(de)(de)(de)(de)主要部分(fen)(fen)。



五、應力(li)腐蝕形態特征(zheng)


1. 應力腐(fu)蝕的宏觀(guan)形態特征


  即使具有(you)很高(gao)延性(xing)的金(jin)屬，其應(ying)力(li)腐蝕仍具有(you)完全(quan)脆性(xing)的外(wai)觀(guan)。應(ying)力(li)腐蝕都(dou)呈脆性(xing)斷(duan)裂，應(ying)力(li)腐蝕的宏觀(guan)斷(duan)口(kou)常有(you)放(fang)射花樣或(huo)人(ren)字(zi)紋。


2. 應力腐蝕的微觀形態特征


  應力(li)腐(fu)蝕斷(duan)口(kou)的(de)(de)(de)微(wei)觀特征比(bi)較復雜，它與鋼的(de)(de)(de)成(cheng)分、熱處(chu)理、環(huan)境條件、應力(li)狀態(tai)、晶(jing)(jing)體(ti)結構以(yi)及(ji)力(li)學性能等有(you)關。金(jin)屬(shu)材(cai)料發(fa)生應力(li)腐(fu)蝕時(shi)，僅在(zai)(zai)局部地區出(chu)現由表及(ji)里(li)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕裂(lie)紋，其(qi)(qi)裂(lie)紋形態(tai)主要有(you)穿晶(jing)(jing)型、晶(jing)(jing)界型和(he)混合(he)型三(san)種。不同的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)－環(huan)境體(ti)系(xi)，將出(chu)現不同的(de)(de)(de)裂(lie)紋形態(tai)。例如(ru)，軟鋼、銅合(he)金(jin)、鎳合(he)金(jin)多半顯(xian)晶(jing)(jing)界型，奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼多半顯(xian)穿晶(jing)(jing)型，而鈦(tai)合(he)金(jin)多半顯(xian)混合(he)型。不論表現形式如(ru)何，裂(lie)紋的(de)(de)(de)共同特點是在(zai)(zai)主干(gan)裂(lie)紋延伸(shen)的(de)(de)(de)同時(shi)還有(you)若干(gan)分支(zhi)同時(shi)發(fa)展，裂(lie)紋出(chu)在(zai)(zai)與最(zui)大應力(li)垂直的(de)(de)(de)平面上，其(qi)(qi)破裂(lie)斷(duan)口(kou)顯(xian)現出(chu)脆(cui)性斷(duan)裂(lie)的(de)(de)(de)特征。