一般情況下奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，但在特殊的工況條件下，也會(huì )發(fā)生應力腐蝕現象，給工程帶來(lái)極大的安全隱患。論述了奧氏體不銹鋼應力腐蝕發(fā)生的條件、腐蝕的機理及防護措施，為解決奧氏體不銹鋼應力腐蝕失效的問(wèn)題提供了依據。
奧氏體不銹鋼因為具有優(yōu)良的機械性能及可焊性，同時(shí)還有其它普通金屬不可比擬的耐腐蝕性能，而成為石油化工行業(yè)中重要的耐腐蝕材料。奧氏體不銹鋼耐腐蝕是由于在其表面生成了一層極薄的、粘著(zhù)性好的、半透明的氧化鉻薄膜。Cr和Ni是不銹鋼具有耐腐蝕性能主要的合金元素。Cr和Ni使奧氏體不銹鋼在氧化性介質(zhì)中生成一層十分致密的氧化膜，使其鈍化，降低了不銹鋼在氧化性介質(zhì)中的腐蝕速度，使不銹鋼的耐腐蝕性能提高。這層膜一旦遭到機械損傷而破壞，鋼中的鉻與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應就能迅速地使其恢復。但不銹鋼的耐腐蝕性能是有針對性的，即在空氣、水、中性溶液等介質(zhì)中是穩定的，而在其它介質(zhì)中則有可能發(fā)生腐蝕破壞。據統計，在設備腐蝕中，奧氏體不銹鋼的腐蝕約占各種腐蝕的1/2，而奧氏體不銹鋼材料的應力腐蝕現象，又占所有材料應力腐蝕的2/3以上。
應力腐蝕指金屬在拉伸
應力和特定的腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下發(fā)生的低應力脆性斷裂。
應力腐蝕開(kāi)裂是一種腐蝕速度快、破壞嚴重，且往往在沒(méi)有明顯宏觀(guān)變形及在金屬表面無(wú)腐蝕的情況下，發(fā)生的突發(fā)性低應力脆斷，由于這種脆斷的突然性和不可預測性，因而具有相當大的危險性。
1 產(chǎn)生條件
應力腐蝕破裂是拉應力與腐蝕因素共同作用產(chǎn)生的。一般情況下，構成應力腐蝕斷裂應具備3個(gè)條件：
（1）特定材料具有一定化學(xué)成分和組織結構的不銹鋼，在一些介質(zhì)中對應力腐蝕敏感；
（2）足夠大的拉伸應力生產(chǎn)制造過(guò)程中及產(chǎn)品的結構設計不合理等而造成的殘余拉應力，拉應力是產(chǎn)生應力腐蝕開(kāi)裂的必要條件；
（3）特定的腐蝕環(huán)境只有在一定的材料——介質(zhì)的組合條件下才會(huì )發(fā)生應力腐蝕斷裂。
2 產(chǎn)生機理
應力腐蝕破裂的過(guò)程可分為3 個(gè)階段：一階段為腐蝕引起裂紋或蝕坑的階段，即導致應力集中的裂紋源生核孕育階段，常稱(chēng)之為潛伏期或誘導期；第二階段為裂紋擴展階段，即由裂紋源或蝕坑發(fā)展到單位面積所能承受Max載荷的所謂極限應力值時(shí)的階段；第三階段是失穩純力學(xué)的裂紋擴展階段，即破裂期。一階段受應力的影響性相對較小，但時(shí)間較長(cháng)，約占破裂總時(shí)間的90％。
就應力腐蝕的機理來(lái)說(shuō)，目前尚處于研討階段。目前已得出多種理論，各種理論又有各自適應的組合情況，可歸結為3個(gè)方面：
環(huán)境因子方面的假設和理論
(1)電化學(xué)腐蝕理論該理論用來(lái)解釋沿晶型
應力腐蝕比較合適,認為晶界比晶粒內的晶面具有較高能量，形成陰極、陽(yáng)極，組成了電化學(xué)腐蝕的原電池。
(2)
應力吸附理論認為
應力腐蝕斷裂的產(chǎn)生是由于金屬（或合金）表面吸附了特殊離子，使其表面能降低，使材料破壞所需的
應力降低。
(3)表面膜破裂理論該理論認為金屬（或合金）表面的保護膜尤其是晶界處在腐蝕過(guò)程中不斷被破壞，而使腐蝕裂紋發(fā)展直至破壞。
(4)腐蝕產(chǎn)物的楔入效果理論金屬（或合金）的腐蝕產(chǎn)物在擴展裂紋尖端的后面陰極區沉積，對裂紋起楔子作用，造成了
應力；當沉積物造成的
應力達到臨界值后使裂紋向前擴展；新產(chǎn)生的裂紋又吸入了電解質(zhì)溶液，使裂紋尖端陽(yáng)極腐蝕繼續進(jìn)行，這就產(chǎn)生了更多的可溶性金屬離子，這些離子擴散至陰極區并生成金屬氧化物等沉積下來(lái)，這又引起了裂紋向前擴展，如此反復，直至破裂。
金屬因子方面的假設和理論
(1)位錯理論材料的應力腐蝕斷裂敏感性與材料中的位錯分布有關(guān)。
(2)析出理論在產(chǎn)生應力腐蝕的環(huán)境中，材料由于受應力或腐蝕反應的結果，使得某些部位上產(chǎn)生了某種析出，該電位降低成為陽(yáng)極，造成了腐蝕的敏感環(huán)境。
(3)滑移階梯理論材料產(chǎn)生應力腐蝕必須具有某種程度的塑性變形，從而使材料的表面出現滑移階梯，破壞金屬表面保護膜，產(chǎn)生新的活性區。在介質(zhì)中，這些活性區與其它有完整保護膜的地方形成小陽(yáng)極大陽(yáng)極，加快了破壞進(jìn)程。
(4)隧洞腐蝕理論在產(chǎn)生應力腐蝕的環(huán)境中，金屬（或合金）沿某一滑移面上的一定方向生成腐蝕孔并延伸成隧洞狀，在應力作用下，隧洞互相連接，使截面減少，應力逐漸增高超過(guò)了屈服極限甚至達到強度極限直至破壞。
該理論要點(diǎn)為，在應力作用下腐蝕反應生成的氫擴散到正在擴展的裂紋前緣，在該處形成與
應力方向垂直的高活化的氫化物或氫-應變鐵素體（或bccα＇、α＇馬氏體），使該處金屬脆變。隨著(zhù)應力腐蝕的進(jìn)行，氫不斷產(chǎn)生與擴散至裂紋尖端，裂紋就持續向前擴展。金屬腐蝕斷裂的引發(fā)與擴展，是沿著(zhù)氫在鋼中擴散和反應所形成的敏感途徑進(jìn)行的。
3 防護措施
選用具有抗應力腐蝕的不銹鋼材料
近年來(lái)發(fā)展了多種耐
應力腐蝕的不銹鋼，主要有高純奧氏體鉻鎳鋼、高硅奧氏體鉻鎳鋼、高鉻鐵素體鋼和鐵素體-奧氏體雙相鋼。其中，以鐵素體-奧氏體雙相鋼的抗
應力腐蝕能力較好。
改進(jìn)設計結構
盡量避免結構形狀的突變，以減少局部高應力，接管端部應打磨圓角，呈圓滑過(guò)渡，對連接點(diǎn)宜選用較大的圓角和平滑度。
消除應力處理
焊后熱處理是減少殘余
應力的有效方法，通常的消除應力熱處理的溫度對奧氏體鋼都不合適，由于正好處于奧氏體鋼的敏化區，所以必須提高熱處理溫度到900 ℃左右才能達到良好的消應力效果。由于這溫度和含穩定化元素的奧氏體鋼的穩定化處理溫度一致，在該溫度下處理可達到一舉兩得的效果。
此外，還可在其表面采用噴丸處理，施加一定的壓
應力，使之與產(chǎn)生的拉
應力相抵消。
采用電化學(xué)方法防護
采用外加電流的陰極保護或犧牲陽(yáng)極陰極保護的方法可以防止
應力腐蝕，而且在裂紋形成后還可使其停止擴展。
添加緩蝕劑
在工藝條件許可的情況下，通過(guò)添加一定量的緩蝕劑，也可在一定程度上達到延緩奧氏體不銹鋼
應力腐蝕速度的效果。
4結語(yǔ)
腐蝕與防護是一門(mén)獨立的學(xué)科，它是研究結構材料的腐蝕過(guò)程和腐蝕控制機理，采取措施延長(cháng)結構材料使用壽命的一門(mén)學(xué)科。正確選用材料和采取適用的防護措施對延長(cháng)設備使用壽命是十分有意義的。
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