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7 应力腐蚀与腐蚀疲劳
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现代设计与分析研究所
何雪浤
7 应力腐蚀与腐蚀疲劳
机器零件受腐蚀介质和静应力联合作用而失效的现象叫做应力腐蚀破坏；
受腐蚀介质和交变应力联合作用的失效则叫做腐蚀疲劳破坏；
在应力腐蚀过程中，通常会同时产生金属吸氢而引起的脆性破坏，即所谓氢脆现象。
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7 应力腐蚀与腐蚀疲劳
复习思考题
腐蚀疲劳
03
氢脆
02
应力腐蚀
01
3
应力腐蚀
01
应力腐蚀裂纹扩展的特征
02
应力腐蚀开裂的测试方法
03
应力腐蚀的机理
04
防止应力腐蚀的措施和安全设计
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应力腐蚀裂纹扩展的特征
在拉应力作用下，金属零件在不同腐蚀介质中产生的应力腐蚀开裂和扩展有以下共同的特征：
拉应力是产生应力腐蚀开裂的必要条件。
纯金属一般不发生应力腐蚀。
仅在一定的合金与介质系统中才能发生应力腐蚀现象。
应力腐蚀是一种延迟断裂。
破坏一般是脆性的。
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产生应力腐蚀的敏感系统
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应力腐蚀开裂的测试方法
持久加载试验：在一定介质中和不同应力下测定材料的滞后破坏时间来评定材料的抗应力腐蚀能力。
采用光滑试样
数据分散；
对某些材料可能会给出错误的判断 ；
名义应力不反映裂纹扩展的驱动力，不便于工程应用。
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应力腐蚀开裂的测试方法
采用预制裂纹的试样
2. 采用预制裂纹的试样
在不同初始应力强度因子KIi下，记录到的破坏时间tf随KIi的下降而大大增长。
最大应力强度因子KImax和门槛应力强度因子KIth（KIscc ）
KImax与KIC
Kith ：当KIi < Kith,可以认为不存在裂纹扩展。给定滞后时间的条件门槛值。
在KIth和KImax之间的区域里，滞后破坏时间tf一般是由孕育期tinc和亚临界裂纹扩展期二者组成。
用da/dt和KI给出的裂纹扩展曲线，在典型情况下由三个区域组成。
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应力腐蚀开裂的测试方法
3. 两类不同的测试方法
（1）恒载试验
这是一种KI不断增大的试验方法，常用悬臂梁式弯曲试验装置，采用类似三点弯曲试样。试样一端固定，另一端与一力臂相连，并由砝码加载。
（2）恒位移试验
这是一种KI不断减小的试验方法，常用一种特殊结构的紧凑拉伸试样，并通过螺栓自身加载。试验开始时，用螺栓产生一初始的裂纹张开位移。当裂纹扩展而位移保持恒定时，负荷将自动下降，从而也使K值降低，当K值下降到KIth（KIscc）以下时，裂纹就会基本上停止扩展。
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%盐水中的破坏时间与初始应力强度因子的关系
最大应力强度因子
门槛应力强度因子