Als materielle Grundlage für das Überleben und die Entwicklung von Menschen hat die Korrosion von Metallmaterialien der menschlichen Gesellschaft jedes Jahr enorme Vermögensverluste gebracht und auch eine große Anzahl von Unfällen mit Korrosionsversagen verursacht. Es gibt viele Formen von Korrosionsversagen. Laut einschlägiger Statistik ist der Anteil des metallischen Werkstoffversagens durch Spannungskorrosion am größten.
Spannungsrisskorrosion ist eine Art „Katastrophenkorrosion“. Brückeneinstürze, Flugzeugabstürze, Öltankexplosionen und Pipelinelecks im Zusammenhang mit Spannungskorrosion haben alle zu enormen Verlusten an Leben und Eigentum für Menschen geführt.
Wenn Metallmaterialien in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden, tritt auch ohne Belastung Korrosion auf, was zu Gewichtsverlust führt. Wenn Spannung vorhanden ist, führt Korrosion in einer bestimmten Umgebung zu Rissbildung und -ausdehnung, was zu Hystereserissen führt, die als Spannungskorrosion bezeichnet werden.
Spannungskorrosionsrisse (SCC) unterscheiden sich von Rissen, die durch einfache Spannung verursacht werden, sie können auch unter sehr geringer Belastung reißen; es unterscheidet sich auch von einfacher Korrosion, selbst ein schwach korrosives Medium kann Spannungsrisskorrosion verursachen.
Die Spannungsrisskorrosion ist eine „heimtückische“ Form der Korrosion, die bei minimalem Metallverlust zu einer erheblichen Verringerung der mechanischen Festigkeit führt. Schäden, die so subtil sind, dass sie bei oberflächlicher Inspektion schwer zu erkennen sind, Spannungsrisskorrosion kann einen schnellen mechanischen Bruch und sogar ein katastrophales Versagen von Komponenten und Strukturen auslösen.
Wenn sich im Prozess der Spannungskorrosion Mikrorisse bilden, ist ihre Wachstumsrate um mehrere Größenordnungen schneller als die anderer Arten von lokaler Korrosion.
Bedingungen für das Auftreten von Spannungskorrosion
Das Auftreten von Spannungsrisskorrosion muss gleichzeitig drei notwendige Bedingungen erfüllen:
a) Empfindliche Materialien. Wie das Sprichwort sagt, Fliegen beißen keine nahtlosen Eier, und Spannungsrisskorrosion muss erst bei empfindlichen Materialien gemacht werden. Die Empfindlichkeit des Materials gibt uns einen Hinweis darauf, dass bei einigen Arbeitsbedingungen, bei denen Spannungsrisskorrosion auftreten kann, die Materialauswahl vorsichtig sein sollte. Austenitischer Edelstahl wie 304 wird in einer chlorhaltigen Umgebung eingesetzt, und Spannungsrisskorrosion ist ein Problem, dem besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte. Austenitische Edelstähle sind kubisch flächenzentrierte Metalle, und kubisch flächenzentrierte Metalle sind besonders anfällig für Spannungsrisskorrosion, die durch die Kristallstruktur bestimmt wird.
b) Umgebungen, die zu Spannungsrisskorrosion neigen. Auch wenn das Material empfindlich ist, gibt es kein Medium, das Spannungsrisskorrosion verursacht, und Spannungsrisskorrosion wird nicht auftreten. Es ist wie die A/B-Seite einer Münze. Umgebungsmedium ist auch eine wichtige Bedingung für Spannungsrisskorrosion.
c) Ausreichende Zugspannung. Es wird allgemein angenommen, dass statische Zugspannung eine notwendige Bedingung für Spannungsrisskorrosion ist. Manch einer mag fragen, was ist mit Wechsellasten? Ich denke, es kann an Korrosionsermüdung liegen. Warum heißt es, dass für Spannungsrisskorrosion eine ausreichende statische Zugspannung erforderlich ist? Denn es muss im Korrosionszustand den kritischen Spannungsintensitätsfaktor KISCC erfüllen.
Die Rissmorphologie umfasst im Wesentlichen folgende Aspekte:
1. Risse gehen normalerweise von der Metalloberfläche aus. Die Rissrichtung ist "dendritisch", und der Stamm ist der Hauptriss, der entlang der Konvergenzrichtung auf die Quelle des Risses zeigt
2. Risswachstum kann transgranular, intergranular oder gemischt sein; An der Bruchfläche befinden sich oft Korrosionsprodukte
3. Transgranulare erweiterte Frakturen sind meistens Spaltungen, Quasi-Spaltungen, manchmal gemischt mit intergranularen oder Grübchen
4. Der intergranulare erweiterte Bruch hat die Form von Kandiszucker, manchmal gemischt mit einer kleinen Menge Quasi-Spaltung oder intergranularen und Grübchen
