D0I:10.13374/j.issnl001-053x.1983.02.030 北京钢铁学院学报 1983年第2 压应力引起的不锈钢的应力腐蚀 金属物理教研室姚京◆褚武扬肖纪美 摘 要 用表面残余压应力试样、U型弯曲试样（用其压缩区）和WOL恒位移缺口压缩 试样，对18-8不锈钢在沸腾MgC1,溶液中进行了压应力条件下的应力腐蚀试验。结 ·果表明，三种试样分别经110小时，73-100小时以及262-324小时后都观寒到了由 压应力所产生的应力腐蚀裂纹，并获得了具有岩层状特征的准解理脆性断口，这和 拉应力腐蚀时获得的解理断口明显不同。 压应力条件下应力腐蚀裂纹的孕育期比拉应力要高一个数量级，而且裂纹扩展 缓慢，加上裂纹不能张开而难于排认，故当试样中同时存在拉应力时将不会观寒到 压应力所产生的应力腐蚀裂纹。 、 前 言 一般认为存在拉应力是应力腐蚀的必要条件【】。如应力腐蚀的本质是氢致裂纹过程， 则需要通过氢的富集才能引起滞后塑性变形并导致裂纹的形核和扩展【]，【]，压应力显然 不能引起氢的富集，故拉应力是产生氢脆型应力腐蚀的充分条件。但拉应力并不是氢致开裂的 必要条件，如对【型裂纹，由于剪应力场和氢应变场存在的互作用，故通过化学位扩散，氢 将向互作用能最小的地方（它和原裂纹面成-45)富集，从而沿-45°面产生滞后裂纹【) 【1。我们的最近工作表明，超高强钢【型裂纹在水介质中应力腐蚀时，裂纹也沿-45°平面 产生。对阳极溶解型的应力腐蚀过程，如认为应力的作用是使裂纹尖端产生滑移而使钝化膜 破裂，然后通过阳极溶解使断纹向前扩展【！，则压应力同样能引起位错运动，故原则上也 能产生应力腐蚀。 早在1944年，Scheil{7)在一次讨论中就提供了压应力使不锈钢产生应力腐蚀的实例， 但一直未被承认和引用，我们在研究不锈钢在MgC1,中的应力腐蚀机理时偶然发现在压应力 区也能出现裂纹，为此对这个问题进行了较系统的研究。 二、试验过程和结果 材料是商用18-8不锈钢，固溶后水淬，腐蚀介质为42%MgC1,溶液(143°C)。所用试 样及试验结果如下。 1.表面残余压应力引起的裂纹 ◆本院1979届研究生 113北 京 钢 铁 学 院 学 报 年第 压应 力引起的不锈钢的应力腐蚀 金 属物理 教研 室 姚 京 帝 褚斌杨 肖纪典 摘 要 用表面 残余压 应力试 样 、 型弯 曲试 样 用 其压 缩 区 和 恒位 移缺 口 压 缩 试 样 ， 对 一 不 娇钥在沸腾 溶 液 中进行 了压 应 力条件下 的应力 腐性试验 。 结 · 果表明 ， 三 种试样分 别经 小 时 ， 小 时 以及 一 小时后 都观察到了 由 压 应 力所产 生的应 力腐蚀裂纹 ， 并获得 了具 有岩层状特征 的准解理脆性断 口 ， 这和 拉应力腐蚀 时获得 的解 理 断 口 明显不 同 。 压 应 力条件下应 力腐蚀裂纹的孕 育期 比拉应 力要 高一 个数 级 ， 而且裂纹扩展 缓 慢 ， 加 上 裂纹不 能张开 而难于拼认 ， 故 当试样 中同时存在拉应 力时将不 会观察到 压应 力所产 生的应 力腐蚀裂纹 。 一 、 前 ， ‘ ，一 一 口 一般认为存在拉应 力是应 力腐蚀的必 要条件 〔 ‘ 。 如应 力腐蚀的 本质是氢致 裂纹过程 ， 则需要通 过氢的富集才能 引起滞后 塑性 变形并导 致 裂纹 的 形 核和 扩展 “ 】 ’ ， 压应 力显然 不 能 引起氢的富集 ， 故拉应 力是 产生氢脆型应 力腐蚀 的充分条件 。 但 拉应 力并不 是 氢致开裂的 必 要条件 ， 如对 ，型裂纹 ， 由于 剪应 力场 和氢应 变场 存在 的 互作用 ， 故通 过化学位 扩散 ， 组 将向互作用 能最 小的地方 它和原 裂纹面成 一 。 富集 ， 从而 沿 一 。 面 产生 滞后 裂纹 ‘ 。 我们 的最近工作表明 ， 超高强钢 ，型裂纹在水介质中应 力腐蚀 时 ， 裂纹也沿 一 平面 产生 。 对 阳极 溶解型 的应 力腐蚀 过程 ， 如认为应 力的作用是使裂 纹尖端 产生滑移而使钝化膜 破裂 ， 然后 通 过阳极 溶解使断 纹 向前扩展 汇 ， 则压应 力 同样能 引起位错运 动 ， 故原则 上 也 能产生应力腐蚀 。 早在 年 ， 尸 在 一次讨 论中就提供了压应 力使不 锈钢产生应 力腐蚀 的实例 ， 但 一直未被承认和 引 用 ， 我们在研 究不 锈钢在 中的应 力腐蚀机理 时偶 然发 现在压应 力 区也能出现裂 纹 ， 为此 对这个问 题进行 了较 系统的研究 。 二 、 试 验 过 程 和 结果 材料是商用 一 不 锈钢 ， 固溶后 水淬 ， 腐蚀介质为 溶液 。 所用试 样及 试 验结果 如下 。 裹面残余压 应 力 引起 的 砚故 本 院 届 研 究 生 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．02．030