近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，工程材料（主要是金屬材料）的腐蝕疲勞已成為全球最重要的研究主題之一。第一次世界大戰(zhàn)期間，這種腐蝕疲勞失效現(xiàn)象首先是在英國(guó)皇家海軍某個(gè)設(shè)備的電纜中觀察到的。如今，腐蝕疲勞已被認(rèn)為是研究最為廣泛的腐蝕失效類型之一。而自1960年代初以來(lái)，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）也逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注。盡管在許多不同情況下腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂會(huì)單獨(dú)發(fā)生，但它們?nèi)匀槐徽J(rèn)為具有很大的相關(guān)性。眾所周知，當(dāng)這兩種現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生時(shí)，會(huì)在許多行業(yè)中導(dǎo)致設(shè)備失效并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這些失效都是突發(fā)性的和災(zāi)難性的，是近年來(lái)人們進(jìn)行廣泛的科學(xué)和工程研究的重要主題。但是，要了解腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂如何相互作用，必須首先了解每種腐蝕類型涉及的機(jī)理。

一、什么是應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂？

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）被定義為由于機(jī)械應(yīng)力和腐蝕的相互作用而發(fā)生的開(kāi)裂現(xiàn)象。造成應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂有很多因素，但與其中任何一種單獨(dú)作用的因素相比，腐蝕性環(huán)境這一因素在材料中引起的應(yīng)力產(chǎn)生的破壞一般更大。盡管SCC最常見(jiàn)于金屬中，但它也可以存在于一些其他材料中，例如聚合物和玻璃等。SCC帶來(lái)的結(jié)果通常被認(rèn)為是災(zāi)難性的，因?yàn)椴牧系膹?qiáng)度會(huì)因此發(fā)生降低，隨后材料的結(jié)構(gòu)也可能發(fā)生破壞。通常情況下，細(xì)微的腐蝕裂紋僅在材料的晶界處形成，而其余的區(qū)域則不受破壞。因此，在臨時(shí)檢查中通常很難檢測(cè)到SCC損傷現(xiàn)象，并且不容易預(yù)測(cè)損傷的程度。導(dǎo)致SCC進(jìn)一步發(fā)展的原因之一是某些金屬的晶界缺乏鈍性。由于雜質(zhì)在這些位置的偏析現(xiàn)象改變了材料的微觀結(jié)構(gòu)，使材料的表面鈍化難以在邊界界面處發(fā)生。例如，在某些奧氏體不銹鋼中，晶界處的鉻金屬局部濃度可能大大低于材料表面的局部濃度。結(jié)果，晶界可能比其他材料具有更少的鈍化保護(hù)，從而為腐蝕的發(fā)生提供了一條有效的途徑。然后，隨著一些外部應(yīng)力的施加就會(huì)在這些薄弱區(qū)域形成一條裂縫，也就是應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂現(xiàn)象。

二、什么是腐蝕疲勞？

當(dāng)金屬物體在腐蝕性環(huán)境中經(jīng)受交變或循環(huán)應(yīng)力時(shí)，會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞。與傳統(tǒng)的機(jī)械疲勞相反，腐蝕疲勞沒(méi)有疲勞極限。換句話說(shuō)，使材料能夠抵抗無(wú)限載荷循環(huán)的最低應(yīng)力水平是不存在的。材料疲勞本身就是危險(xiǎn)的，而腐蝕疲勞則顯得更為嚴(yán)重，這是因?yàn)榕c傳統(tǒng)疲勞相比，腐蝕疲勞在較低的應(yīng)力下以及較短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生故障。腐蝕疲勞一般是由材料的保護(hù)性鈍化膜破裂而引起的。因?yàn)檠h(huán)的應(yīng)力加載不僅會(huì)使材料變?nèi)酰医惶娴睦旌蛪嚎s作用也會(huì)使得氧化層受到損壞。失去這種保護(hù)會(huì)導(dǎo)致更多的腐蝕發(fā)生，從而進(jìn)一步降低材料的強(qiáng)度并縮短其使用壽命。腐蝕疲勞會(huì)導(dǎo)致裂紋的形成，最終甚至可能導(dǎo)致脆性斷裂。但是，與SCC對(duì)應(yīng)的裂紋不同，腐蝕疲勞形成的裂紋更局限且不易分支。

三、腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂有何關(guān)系？

腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂在許多方面具有相似性。但是，兩者之間仍然存在一些區(qū)別，其主要區(qū)別在于施加的載荷的類型不同。SCC通常是由于靜態(tài)拉伸載荷引起的，而腐蝕疲勞是反復(fù)和交替循環(huán)載荷作用的結(jié)果。盡管這兩類腐蝕之間的界限可能很模糊，但它們經(jīng)常會(huì)一起發(fā)生并帶來(lái)災(zāi)難性的后果。SCC主要會(huì)降低材料的承載能力。在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂過(guò)程中，腐蝕一般發(fā)生在晶界處，幾乎沒(méi)有材料表面發(fā)生失效現(xiàn)象的案例。當(dāng)材料受到初始拉應(yīng)力時(shí)，會(huì)有裂紋萌生，從而導(dǎo)致弱化的晶界“打開(kāi)”。一旦形成了初始裂紋，在常規(guī)操作期間，周期性/交替的載荷就會(huì)在整個(gè)材料中傳播這些裂紋。

此過(guò)程可以進(jìn)一步細(xì)分為以以下三種方式發(fā)生：

1.應(yīng)力腐蝕疲勞

應(yīng)力腐蝕疲勞是純機(jī)械疲勞和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的組合。在下圖1中，黑線表示純機(jī)械疲勞。當(dāng)施加的應(yīng)力強(qiáng)度超過(guò)SCC開(kāi)裂閾值時(shí)，由于存在受腐蝕的晶界（如紅線所示），裂紋擴(kuò)展速度將顯著增加。

圖1 應(yīng)力腐蝕疲勞引起的裂紋擴(kuò)展行為

2.腐蝕疲勞

這里所說(shuō)的腐蝕疲勞是指不受SCC影響的腐蝕疲勞。在下圖中，黑線表示純機(jī)械疲勞。當(dāng)存在腐蝕性環(huán)境時(shí)，曲線向左移動(dòng)，表明在較低的應(yīng)力水平下就會(huì)形成裂紋。

圖2.腐蝕疲勞導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展行為。

3.腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕疲勞相結(jié)合

但是，在某些情況下，腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂會(huì)同時(shí)發(fā)生從而表現(xiàn)出獨(dú)特且加速的裂紋擴(kuò)展。圖3就很好的說(shuō)明了這種行為，其中紅線是圖1和圖2中表示的裂紋擴(kuò)展速率的疊加。

圖3.腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕疲勞共同作用下的裂紋擴(kuò)展行為

四、總結(jié)

腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）一直困擾著許多行業(yè)。盡管人們已經(jīng)在腐蝕防護(hù)等領(lǐng)域取得了許多進(jìn)展，但是研究人員仍在不斷研究這兩種破壞力極強(qiáng)的腐蝕類型之間的相互作用。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有一些可用于避免SCC和腐蝕疲勞相互作用的方法，但是識(shí)別和預(yù)測(cè)這些故障仍然是十分具有挑戰(zhàn)性的。因此，當(dāng)下最重要的是能夠更加充分理解這兩種腐蝕機(jī)制，以避免發(fā)生一些突然和潛在的災(zāi)難性故障。

五、夢(mèng)能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用，請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請(qǐng)用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試，請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購(gòu)買通道

零售：購(gòu)買50kg以內(nèi)，線上購(gòu)買，抖店直接下單購(gòu)買。

工廠業(yè)務(wù)：長(zhǎng)期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測(cè)、開(kāi)具13%專用發(fā)票

貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項(xiàng)目保護(hù)。

業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院：提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、施工方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。