最新7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞

1、7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 1 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 2 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 機器零件受腐蝕介質(zhì)和靜應(yīng)力聯(lián)合作用而失機器零件受腐蝕介質(zhì)和靜應(yīng)力聯(lián)合作用而失 效的現(xiàn)象叫做效的現(xiàn)象叫做應(yīng)力腐蝕破壞應(yīng)力腐蝕破壞； 受腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力聯(lián)合作用的失效則叫受腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力聯(lián)合作用的失效則叫 做做腐蝕疲勞破壞腐蝕疲勞破壞； 在應(yīng)力腐蝕過程中，通常會同時產(chǎn)生金屬吸在應(yīng)力腐蝕過程中，通常會同時產(chǎn)生金屬吸 氫而引起的脆性破壞，即所謂氫而引起的脆性破壞，即所謂氫脆氫脆現(xiàn)象。現(xiàn)象。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 3 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞

2、 7.1 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕 7.2 氫脆氫脆 7.3 腐蝕疲勞腐蝕疲勞 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 4 7.1 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕 7.1.1 應(yīng)力腐蝕裂紋擴展的特征應(yīng)力腐蝕裂紋擴展的特征 7.1.2 應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法 7.1.3 應(yīng)力腐蝕的機理應(yīng)力腐蝕的機理 7.1.4 防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 5 7.1.1 應(yīng)力腐蝕裂紋擴展的特征應(yīng)力腐蝕裂紋擴展的特征 在拉應(yīng)力作用下，金屬零件在不同腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生在拉應(yīng)力作用下，金屬零件在不同腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生 的應(yīng)力腐蝕開裂和擴展有以下共同的特征：的應(yīng)力腐蝕開裂和擴展有以下共同的

3、特征： （1）拉應(yīng)力拉應(yīng)力是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件。是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件。 （2）純金屬一般不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。）純金屬一般不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。 （3）僅在一定的合金與介質(zhì)系統(tǒng)中才能發(fā)生應(yīng)力腐蝕）僅在一定的合金與介質(zhì)系統(tǒng)中才能發(fā)生應(yīng)力腐蝕 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 （4）應(yīng)力腐蝕是一種）應(yīng)力腐蝕是一種延遲斷裂延遲斷裂。 （5）破壞一般是）破壞一般是脆性脆性的。的。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 6 產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的敏感系統(tǒng)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的敏感系統(tǒng) 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 7 7.1.2 應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法 持久加載試驗持久加載試驗：在一定介質(zhì)中和不同應(yīng)力下測定材：在一定介質(zhì)中和不同應(yīng)力

4、下測定材 料的滯后破壞時間來評定材料的抗應(yīng)力腐蝕能力。料的滯后破壞時間來評定材料的抗應(yīng)力腐蝕能力。 1. 采用光滑試樣采用光滑試樣 （1）數(shù)據(jù)分散；）數(shù)據(jù)分散； （2）對某些材料可能會給出錯誤的判斷）對某些材料可能會給出錯誤的判斷 ； （3）名義應(yīng)力不反映裂紋擴展的驅(qū)動力，不便于工程）名義應(yīng)力不反映裂紋擴展的驅(qū)動力，不便于工程 應(yīng)用。應(yīng)用。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 8 7.1.2 應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法 2. 采用預(yù)制裂紋的試樣采用預(yù)制裂紋的試樣 l在不同初始應(yīng)力強度因子在不同初始應(yīng)力強度因子KIi下，記錄到的破壞時間下，記錄到的破壞時間tf隨隨KIi 的下降而大大增長。

5、的下降而大大增長。 最大應(yīng)力強度因子最大應(yīng)力強度因子KImax和門檻應(yīng)力強度因子和門檻應(yīng)力強度因子KIth（KIscc ） KImax與與KIC Kith ：當：當KIi Kith,可以認為不存在裂紋擴展。給定滯后時間的條件可以認為不存在裂紋擴展。給定滯后時間的條件 門檻值。門檻值。 l在在KIth和和KImax之間的區(qū)域里，滯后破壞時間之間的區(qū)域里，滯后破壞時間tf一般是由孕一般是由孕 育期育期tinc和亞臨界裂紋擴展期二者組成。和亞臨界裂紋擴展期二者組成。 l用用da/dt和和KI給出的裂紋擴展曲線，在典型情況下由三個給出的裂紋擴展曲線，在典型情況下由三個 區(qū)域組成。區(qū)域組成。 7 應(yīng)力腐

6、蝕與腐蝕疲勞 9 7.1.2 應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法應(yīng)力腐蝕開裂的測試方法 3. 兩類不同的測試方法兩類不同的測試方法 （1）恒載試驗）恒載試驗 這是一種這是一種KI不斷增大不斷增大的試驗方法，常用懸臂梁式彎的試驗方法，常用懸臂梁式彎 曲試驗裝置，采用類似三點彎曲試樣。試樣一端固曲試驗裝置，采用類似三點彎曲試樣。試樣一端固 定，另一端與一力臂相連，并由砝碼加載。定，另一端與一力臂相連，并由砝碼加載。 （2）恒位移試驗）恒位移試驗 這是一種這是一種KI不斷減小不斷減小的試驗方法，常用一種特殊結(jié)的試驗方法，常用一種特殊結(jié) 構(gòu)的緊湊拉伸試樣，并通過螺栓自身加載。試驗開構(gòu)的緊湊拉伸試樣，并通過螺栓自身

7、加載。試驗開 始時，用螺栓產(chǎn)生一初始的裂紋張開位移。當裂紋始時，用螺栓產(chǎn)生一初始的裂紋張開位移。當裂紋 擴展而位移保持恒定時，負荷將自動下降，從而也擴展而位移保持恒定時，負荷將自動下降，從而也 使使K值降低，當值降低，當K值下降到值下降到KIth（KIscc）以下時，裂）以下時，裂 紋就會基本上停止擴展。紋就會基本上停止擴展。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 10 一種鈦合金在一種鈦合金在3.5%鹽水中的破壞時間與鹽水中的破壞時間與 初始應(yīng)力強度因子的關(guān)系初始應(yīng)力強度因子的關(guān)系 最大應(yīng)力強度因子最大應(yīng)力強度因子 門檻應(yīng)力強度因子門檻應(yīng)力強度因子 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 11 滯后斷裂的示意圖滯后斷裂的

8、示意圖 孕育期：孕育期：裂紋產(chǎn)生前的一段時間，主要裂紋產(chǎn)生前的一段時間，主要 是形成蝕坑（裂紋核心）的過程。是形成蝕坑（裂紋核心）的過程。 亞臨界裂紋擴展速率亞臨界裂紋擴展速率da/dt表征了材料的表征了材料的 另一種應(yīng)力腐蝕抗力。另一種應(yīng)力腐蝕抗力。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 12 給定溫度、壓力和介質(zhì)中的典型裂紋擴給定溫度、壓力和介質(zhì)中的典型裂紋擴 展速率曲線展速率曲線 在在I區(qū)和區(qū)和區(qū)，擴展速率區(qū)，擴展速率da/dt與應(yīng)力與應(yīng)力 強度因子有很強的關(guān)系，但在強度因子有很強的關(guān)系，但在區(qū)，區(qū)， 實際上幾乎沒有關(guān)系（但仍受溫度、實際上幾乎沒有關(guān)系（但仍受溫度、 壓力和環(huán)境的影響）。壓力和環(huán)境的影

9、響）。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 13 恒載試驗方法恒載試驗方法 21 3 323 112. 4 BW M K I 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 14 恒位移試驗方法恒位移試驗方法 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 15 7.1.3 應(yīng)力腐蝕的機理應(yīng)力腐蝕的機理 1鈍化膜理論鈍化膜理論 l在應(yīng)力腐蝕破壞時，首先表現(xiàn)為鈍化膜的破壞在應(yīng)力腐蝕破壞時，首先表現(xiàn)為鈍化膜的破壞 。 破壞部分成為陽極；破壞部分成為陽極； 裂紋尖端應(yīng)力集中降低陽極電位，加速陽極溶解。裂紋尖端應(yīng)力集中降低陽極電位，加速陽極溶解。 l在應(yīng)力作用下表面鈍化膜破壞是由于臨近裂紋尖端處容易產(chǎn)生局部塑在應(yīng)力作用下表面鈍化膜破壞是由于臨近裂紋尖端處容易產(chǎn)

10、生局部塑 性變形而形成滑移臺階所致。性變形而形成滑移臺階所致。 2閉塞電池理論閉塞電池理論 （1）在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，金屬表面的缺陷處形成微蝕孔）在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，金屬表面的缺陷處形成微蝕孔 或裂紋源?；蛄鸭y源。 （2）微蝕孔和裂紋源的通道非常窄小，孔隙內(nèi)外溶液不容易對流和擴）微蝕孔和裂紋源的通道非常窄小，孔隙內(nèi)外溶液不容易對流和擴 散，形成所謂散，形成所謂“閉塞區(qū)閉塞區(qū)”。 （3）在閉塞區(qū)，氧迅速耗盡，得不到補充，最后只能進行陽極反應(yīng)。）在閉塞區(qū)，氧迅速耗盡，得不到補充，最后只能進行陽極反應(yīng)。 （4）縫內(nèi)金屬離子水解產(chǎn)生）縫內(nèi)金屬離子水解產(chǎn)生H離子，使離子，使pH值下降

11、，為了維持電中性，值下降，為了維持電中性， 縫外的縫外的Cl-陰離子可移至縫內(nèi)，形成腐蝕性極強的鹽酸，使縫內(nèi)腐蝕以陰離子可移至縫內(nèi)，形成腐蝕性極強的鹽酸，使縫內(nèi)腐蝕以 自催化方式加速進行。自催化方式加速進行。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 16 裂紋尖端塑性變形引起鈍化膜破壞的模型裂紋尖端塑性變形引起鈍化膜破壞的模型 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 17 7.1.4 防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計 1防止措施防止措施 （1）合理選擇材料：合理選擇材料：針對零件所受的應(yīng)力和使用條件針對零件所受的應(yīng)力和使用條件 選用耐應(yīng)力腐蝕的金屬材料。選用耐應(yīng)力腐蝕的金屬材料。 銅對氨的應(yīng)力腐蝕敏感

12、性很高，因此，接觸氨的零件應(yīng)避免銅對氨的應(yīng)力腐蝕敏感性很高，因此，接觸氨的零件應(yīng)避免 使用銅合金；使用銅合金； 在高濃度氯化物介質(zhì)中，一般可選用不含鎳、銅或僅含微量在高濃度氯化物介質(zhì)中，一般可選用不含鎳、銅或僅含微量 鎳、銅的低碳高鉻鐵素體不銹鋼，或含硅較高的鉻鎳不銹鋼，鎳、銅的低碳高鉻鐵素體不銹鋼，或含硅較高的鉻鎳不銹鋼， 也可選用鎳基和鐵也可選用鎳基和鐵鎳基耐蝕合金。鎳基耐蝕合金。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 18 7.1.4 防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計 1防止措施防止措施 （2）減少或消除零件中的殘余拉應(yīng)力減少或消除零件中的殘余拉應(yīng)力 。 設(shè)計上應(yīng)盡量減小零件上

13、的應(yīng)力集中；設(shè)計上應(yīng)盡量減小零件上的應(yīng)力集中； 工藝上加熱和冷卻要均勻，必要時采用退火工藝以工藝上加熱和冷卻要均勻，必要時采用退火工藝以 消除應(yīng)力；消除應(yīng)力； 如能采用噴丸或其他表面熱處理方法，使零件表層如能采用噴丸或其他表面熱處理方法，使零件表層 產(chǎn)生一定的殘余壓應(yīng)力對防止應(yīng)力腐蝕是有效的。產(chǎn)生一定的殘余壓應(yīng)力對防止應(yīng)力腐蝕是有效的。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 19 7.1.4 防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計 1防止措施防止措施 （3）改善介質(zhì)條件改善介質(zhì)條件 。 減少和消除促進應(yīng)力腐蝕開裂的有害化學(xué)離子，如通過水凈減少和消除促進應(yīng)力腐蝕開裂的有害化學(xué)離子，如通過水凈

14、 化處理，降低冷卻水與蒸汽中的氯離子含量，對預(yù)防奧氏體化處理，降低冷卻水與蒸汽中的氯離子含量，對預(yù)防奧氏體 不銹鋼的氯脆十分有效；不銹鋼的氯脆十分有效； 可以在腐蝕介質(zhì)中添加緩蝕劑，如在高溫水中加入可以在腐蝕介質(zhì)中添加緩蝕劑，如在高溫水中加入30010- 6的磷酸鹽，可使鉻鎳奧氏體不銹鋼抗應(yīng)力腐蝕性能大大提的磷酸鹽，可使鉻鎳奧氏體不銹鋼抗應(yīng)力腐蝕性能大大提 高。高。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 20 7.1.4 防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計 1防止措施防止措施 （4）采用電化學(xué)保護采用電化學(xué)保護。 采用外加電位的方法，使金屬在介質(zhì)中的電位遠離采用外加電位的方法，使金屬在

15、介質(zhì)中的電位遠離 應(yīng)力腐蝕敏感電位區(qū)域，也是防止應(yīng)力腐蝕的一種應(yīng)力腐蝕敏感電位區(qū)域，也是防止應(yīng)力腐蝕的一種 措施，一般采用陰極保護法。措施，一般采用陰極保護法。 不過，對高強度鋼和其他氫脆敏感的材料不能采用不過，對高強度鋼和其他氫脆敏感的材料不能采用 這種保護法。這種保護法。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 21 7.1.4 防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計防止應(yīng)力腐蝕的措施和安全設(shè)計 2構(gòu)件的安全設(shè)計構(gòu)件的安全設(shè)計 長期在介質(zhì)中工作的零件存在裂紋時，可用斷裂力長期在介質(zhì)中工作的零件存在裂紋時，可用斷裂力 學(xué)方法進行安全分析。學(xué)方法進行安全分析。 以給定材料的表面裂紋體為例，可由查閱資料得到以給定材料的表

16、面裂紋體為例，可由查閱資料得到 的應(yīng)力強度因子的應(yīng)力強度因子KI表達式，分別令表達式，分別令KI=KIscc和和KI=KIc 給出兩種臨界狀態(tài)的給出兩種臨界狀態(tài)的a圖。圖。 l當零件所承受的名義應(yīng)力為當零件所承受的名義應(yīng)力為時，可在圖中作相應(yīng)水時，可在圖中作相應(yīng)水 平虛線，分別得到在介質(zhì)中應(yīng)力腐蝕開裂和在空氣中平虛線，分別得到在介質(zhì)中應(yīng)力腐蝕開裂和在空氣中 應(yīng)力腐蝕開裂的臨界裂紋尺寸。應(yīng)力腐蝕開裂的臨界裂紋尺寸。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 22 由由4340鋼的鋼的KIscc和和KIc作出的作出的a曲線圖曲線圖 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 23 7.2 氫脆氫脆 氫脆的定義氫脆的定義 l由氫和應(yīng)力的

17、聯(lián)合作用而產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象謂之氫由氫和應(yīng)力的聯(lián)合作用而產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象謂之氫 脆斷裂，簡稱脆斷裂，簡稱氫脆氫脆。 氫脆發(fā)生的機理氫脆發(fā)生的機理 l原子氫在結(jié)合成氫分子的過程受阻，部分原子氫在結(jié)合成氫分子的過程受阻，部分氫原子會溶氫原子會溶 解到金屬內(nèi)部，解到金屬內(nèi)部，而當金屬同時受應(yīng)力作用時，就可能而當金屬同時受應(yīng)力作用時，就可能 通過某種機制導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生和脆性擴展。通過某種機制導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生和脆性擴展。 影響氫脆發(fā)生的因素影響氫脆發(fā)生的因素 l氫原子溶入金屬的數(shù)量、它的擴散能力以及基體受力氫原子溶入金屬的數(shù)量、它的擴散能力以及基體受力 的狀態(tài)的狀態(tài)。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 24 7.2

18、氫脆氫脆 原子氫進入金屬基體的途徑原子氫進入金屬基體的途徑 l應(yīng)力腐蝕中的陰極過程。應(yīng)力腐蝕中的陰極過程。 l冶煉、焊接、電鍍、酸洗等其他過程中引入。冶煉、焊接、電鍍、酸洗等其他過程中引入。 氫脆的分類氫脆的分類 l內(nèi)部氫脆內(nèi)部氫脆 內(nèi)部氫脆只涉及把晶格中過飽和的氫原子通過擴散輸送到裂紋內(nèi)部氫脆只涉及把晶格中過飽和的氫原子通過擴散輸送到裂紋 前端，使金屬脆化；前端，使金屬脆化； l環(huán)境氫脆環(huán)境氫脆 環(huán)境氫脆需要把環(huán)境介質(zhì)中的氫通過物理吸附、化學(xué)吸附、氫環(huán)境氫脆需要把環(huán)境介質(zhì)中的氫通過物理吸附、化學(xué)吸附、氫 分子分解、氫原子溶解以及氫在晶格中的擴散等全過程，才能分子分解、氫原子溶解以及氫在晶格中

19、的擴散等全過程，才能 達到裂紋尖端。達到裂紋尖端。 環(huán)境氫脆隨材料強度的提高而愈加敏感。環(huán)境氫脆隨材料強度的提高而愈加敏感。所以，高強度鋼，特所以，高強度鋼，特 別是超高強度鋼尤其要注意它對氫脆的敏感性。別是超高強度鋼尤其要注意它對氫脆的敏感性。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 25 7.3 腐蝕疲勞腐蝕疲勞 腐蝕疲勞是材料腐蝕疲勞是材料在腐蝕介質(zhì)中在腐蝕介質(zhì)中承受交變荷載承受交變荷載所產(chǎn)生的疲所產(chǎn)生的疲 勞破壞現(xiàn)象。勞破壞現(xiàn)象。 從失效的意義上說，腐蝕疲勞和常規(guī)疲勞相仿，同樣有從失效的意義上說，腐蝕疲勞和常規(guī)疲勞相仿，同樣有 工程裂紋萌生和裂紋擴展兩類失效問題。所以，其疲勞工程裂紋萌生和裂紋擴展兩類

20、失效問題。所以，其疲勞 特性也有所謂腐蝕疲勞和腐蝕疲勞裂紋擴展兩大類。特性也有所謂腐蝕疲勞和腐蝕疲勞裂紋擴展兩大類。 在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，裂紋萌生要比在在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，裂紋萌生要比在 惰性介質(zhì)中容易得多，所以材料腐蝕疲勞裂紋擴展特性惰性介質(zhì)中容易得多，所以材料腐蝕疲勞裂紋擴展特性 在整個腐蝕疲勞特性中占有更重要的地位。在整個腐蝕疲勞特性中占有更重要的地位。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 26 7.3.1 腐蝕疲勞中的腐蝕疲勞中的S N曲線曲線 和常規(guī)疲勞類似，腐蝕疲勞特性通常也是用和常規(guī)疲勞類似，腐蝕疲勞特性通常也是用SN曲曲 線表征的。線表征的。 l真空中真空中疲勞

21、強度最高，這是因為真空中排除了水蒸汽疲勞強度最高，這是因為真空中排除了水蒸汽 和氧氣的影響；和氧氣的影響； l預(yù)浸腐蝕介質(zhì)是在試驗表面形成蝕坑，起應(yīng)力集中的預(yù)浸腐蝕介質(zhì)是在試驗表面形成蝕坑，起應(yīng)力集中的 作用。所以，作用。所以，預(yù)浸使疲勞特性同缺口試樣的疲勞特性預(yù)浸使疲勞特性同缺口試樣的疲勞特性 類似類似； l腐蝕疲勞的腐蝕疲勞的SN曲線最低曲線最低，這是因為單純腐蝕在蝕，這是因為單純腐蝕在蝕 坑和裂紋尖端處形成的保護性氧化膜，在交變應(yīng)力作坑和裂紋尖端處形成的保護性氧化膜，在交變應(yīng)力作 用下不斷破裂，致使新裸表面不斷受到腐蝕介質(zhì)的作用下不斷破裂，致使新裸表面不斷受到腐蝕介質(zhì)的作 用。用。 7

22、應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 27 7.3.1 腐蝕疲勞中的腐蝕疲勞中的S N曲線曲線 材料的腐蝕疲勞特性除和介質(zhì)有關(guān)外，還和材料的腐蝕疲勞特性除和介質(zhì)有關(guān)外，還和 材料成分、常規(guī)力學(xué)性能、試驗頻率以及抗材料成分、常規(guī)力學(xué)性能、試驗頻率以及抗 腐蝕能力有關(guān)。腐蝕能力有關(guān)。 l鋼的強度愈高，其腐蝕疲勞的敏感性相對愈鋼的強度愈高，其腐蝕疲勞的敏感性相對愈 大。大。 l當頻率下降時，腐蝕過程會更充分地進行，當頻率下降時，腐蝕過程會更充分地進行， 則材料的腐蝕疲勞強度還要有所下降。則材料的腐蝕疲勞強度還要有所下降。 一般說來，任何改善材料抗腐蝕能力的措施一般說來，任何改善材料抗腐蝕能力的措施 都對提高腐蝕疲勞強

23、度有利。都對提高腐蝕疲勞強度有利。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 28 在四種不同環(huán)境條件下的在四種不同環(huán)境條件下的S-N曲線曲線 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 29 不同材料的抗拉強度對淡水中的腐蝕疲勞強不同材料的抗拉強度對淡水中的腐蝕疲勞強 度的影響度的影響淡水噴射、旋彎試驗、淡水噴射、旋彎試驗、24Hz 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 30 7.3.2 腐蝕疲勞裂紋擴展腐蝕疲勞裂紋擴展 1腐蝕疲勞紋裂擴展的類型腐蝕疲勞紋裂擴展的類型 在各種高強度材料和介質(zhì)系統(tǒng)的腐蝕疲勞裂紋擴展在各種高強度材料和介質(zhì)系統(tǒng)的腐蝕疲勞裂紋擴展 中，可以把裂紋擴展速率中，可以把裂紋擴展速率da/dN對應(yīng)力強度因子幅對應(yīng)力強度因子幅

24、 K的關(guān)系歸納為以下三類：的關(guān)系歸納為以下三類： lA型：具有交變載荷與腐蝕環(huán)境相乘的效果。型：具有交變載荷與腐蝕環(huán)境相乘的效果。 lB型：具有交變載荷與腐蝕環(huán)境疊加的效果。當型：具有交變載荷與腐蝕環(huán)境疊加的效果。當 KIKIscc時，腐蝕環(huán)境的影響很大，時，腐蝕環(huán)境的影響很大， （da/dN）CF急劇上升并出現(xiàn)水平臺階。急劇上升并出現(xiàn)水平臺階。 l工程上的大部分合金材料與環(huán)境的組合，一般認為是工程上的大部分合金材料與環(huán)境的組合，一般認為是 A，B兩型之間的兩型之間的C型。型。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 31 7.3.2 腐蝕疲勞裂紋擴展腐蝕疲勞裂紋擴展 2影響腐蝕疲勞裂紋擴展的主要因素影響腐蝕

25、疲勞裂紋擴展的主要因素 （1）加載頻率：加載頻率越低，）加載頻率：加載頻率越低，da/dN越大，而越大，而 且其影響隨頻率降低而加劇。且其影響隨頻率降低而加劇。 （2）平均應(yīng)力：無論是在惰性介質(zhì)（干氬）中）平均應(yīng)力：無論是在惰性介質(zhì)（干氬）中 還是在水介質(zhì)中，平均應(yīng)力對腐蝕疲勞裂紋擴還是在水介質(zhì)中，平均應(yīng)力對腐蝕疲勞裂紋擴 展有加速作用。展有加速作用。 （3）材料強度）材料強度 ：材料的：材料的s越高，（越高，（da/dN）CF 也越高。但在腐蝕作用不明顯的介質(zhì)中，影響也越高。但在腐蝕作用不明顯的介質(zhì)中，影響 也不明顯。也不明顯。 7 應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞 32 腐蝕疲勞裂紋擴展曲線腐蝕疲勞裂紋擴展曲線 A型代表： 鋁合金和水溶液 環(huán)境的組合 B型代表：