应力腐蚀断口特征分析

金属构件在静载拉应力和特定腐蚀环境共同作用下所导致的脆性断裂为应力腐蚀断裂，其断口的形貌特征主要有：

1）应力腐蚀断裂是脆性断裂，即使是延性极好的材料，产生应力腐蚀断裂时同样也是脆性断裂。其断口平齐、与主应力垂直、没有明显的塑性变形，断口形态呈颗粒状。

2）应力腐蚀是一种局部性腐蚀，裂纹常被腐蚀产物所覆盖，从外表很难观察到。

3）应力腐蚀的断口特征比较复杂。它与材料的晶体结构、合金成分、热处理状态、环境介质、温度及应力状态有关；它既可呈脆性断口，有时也可看到延性断口，断裂方式既可是晶界型，也可是沿晶型。

在一般情况下，低碳钢、低合金钢、铝合金和α-黄铜等合金是晶界断裂。超高强度钢一般沿原始的奥氏体晶界断裂，如图3-24所示。

铝合金应力腐蚀断口主要特征为沿晶断裂，在晶界面上有腐蚀产生的痕迹并可观察到泥纹状花样，如图3-25所示。它是平坦面上分布着晶界裂纹（如河底干涸状），这种平坦面并不是断口表面金属的真实面貌，而是晶界面上覆盖了一层腐蚀产物。引起铝合金应力腐蚀的主要介质有水蒸气、潮湿空气、海洋大气、海水及NaCl水溶液等。

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图3-24 30CrMnSiNi2A钢在3.5%NaCl水溶液中应力腐蚀的沿晶断裂特征

图3-25 铝合金应力腐蚀断口的泥纹状花样

不锈钢的应力腐蚀断裂也是脆性断裂，具有较高塑性的奥氏体Cr-Ni不锈钢也不例外，其微观断口形态可以是穿晶的，也可以是沿晶的或两者都有的混合型。通常情况下，奥氏体不锈钢在Cl-离子溶液中主要是穿晶断裂，而在热碱性溶液中是穿晶断裂还是沿晶断裂，取决于腐蚀剂的温度。图3-26所示为13Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢在3.5%NaCl水溶液中应力腐蚀断裂的断口形貌特征。

图3-26 13Cr11Ni2W2MoV钢的应力腐蚀断口