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产生机理影响因素及防治措施.docx应力腐蚀撕裂 SCC产生机理影响因素及防治措施
应力腐蚀裂纹：金属材料在某些特定介质和拉应力共
同作用下所产生的延迟破裂现象称应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀裂纹已成为工业中特点是石油工业中最突
出的问题，日本1965～1975十年间化工设备破坏事故统
计有 50%属于应力腐蚀开裂，应力腐蚀裂纹造成危害极
大的。
一、应力腐蚀裂纹特征
1、形貌：
外观：无明显的均匀腐蚀痕迹，呈龟裂形式断断续续。
从横断面来看：犹如枯干的树木的根须，由表面向纵深方向往里发展，裂口深宽比大，细长而带有分支是其典型的特点。
从断口来看：仍保持金属光泽为典型脆性断口
2、材质与介质的匹配
纯金属不产生应力腐蚀裂纹，凡是合金即使含有微量元素的合金，在特定的腐蚀环境中都有一定的应力腐蚀开裂倾向。但并不是说，任何合金在任何介质中都产生应力
腐蚀开裂，一定的材料只在某一定的腐蚀环境中才产生应力腐蚀裂纹。
材料 腐蚀介质
低碳钢 NaOH水溶液(沸腾)、***盐水溶液等
低合金钢 海水、H2S水溶液、NH4Cl水溶液等
奥氏体不锈钢 ***化物水溶液、海洋气氛、海水等
一般说来，介质的腐蚀性较弱，呈中性或弱酸性 PH
6-7，当表面膜不能稳定存在时，易产生应力腐蚀开裂。
介质的腐蚀性强， 易产生全面的均匀性腐蚀， 反而不易产
生应力腐蚀开裂。
应力腐蚀开裂温度：易产生在 100～300℃之间
3、应力腐蚀开裂的临界应力
拉应力的存在是产生应力腐蚀开裂的先决条件之一，
造成应力腐蚀开裂的应力主要是残余应力。
临界应力
th—引起应力腐蚀裂纹开裂的临界应力， 与腐蚀介质，金
属材料的强度级别有关。
th s
二、应力腐蚀裂纹的形成条件 形成机理
形成三要素
1）、材质 2）、腐蚀介质 3）、临界拉应力
（一）、电化学应力裂机理
从电化学考虑，把应力腐蚀裂纹分为两大类
1类为应力阳极溶解开裂

简记

APC
另一类应力阴极氢脆开裂

简记

HEC
由电化学得知，形成微电池时电化学腐蚀过程为
1）、在阳极—金属 M溶解 金属以离子形式进入溶液
M M e
2）、电子 e在金属内部直接 (进)从阳极流入阴极
H e H
3）、在阴极 流来的电子 e被溶液中能吸收电子的物质
D所接受e D [De]
在阴极附近大多数情况 D是溶液中的 H
H e H
存在利于电子从阳极流向阴极，加强了腐蚀过程。称析氢腐蚀。
若溶液中存在氧时 O2也可夺取电子 e形成OH
O2 2H2O 4e 4OH 称吸氧腐蚀。
当在应力作用时，阳极发生 M 的溶解，这就是应力阳
极溶解开裂（APC）
当阳极电流密度 ia越大，M 的溶解越强烈腐蚀开裂时
间越短。
在应力作用下，阴极也会发生吸氢致脆的过程，并且
阴极电流密度越大，表明吸氢过程越强，这就是阴极
氢脆开裂（HEC）。
多数情况下，APC、HEC同时存在，例高强钢在水、
盐水、H2S水溶液、氢气液氨等介质中发生的延迟破
裂现象就是 APC、HEC两方面的过程。
（二）、机械破裂