does not control the SCC,therefore the mechanism of the SCC is belong to the anodic dissolution.The effecis of hydrogen and stress on anodic dissolution are synergistic rather than simply additive,The normal stress instead of shear stress pays a controlled role in SCC of anodic dissolution. KEY WORDS:stress corrosion,hydrogen induced cracking,anode dissolution 广为接受的应力腐蚀机理是阳极择优溶解和氢致开裂。在水溶液中，缺口或裂纹前端由 于闭塞电池的作用，H+浓度将会提高103-10倍1)。例如，对合金钢，裂尖pH=4,铝合金 pH=3.5,钛合金pH=1.7,奥氏体不锈钢pH=11。因此，不管环境pH值的大小，裂尖 PH值保持不变，而且是酸性的，这就为氢的放电和进入试样创造了条件。在应力腐蚀过程 中进入试样的氢有可能引起氢致开裂，如它起控制作用，则应力腐蚀就是氢致开裂的一个特 例。但是，如果应力腐蚀的阴极过程是吸氧反应，或者进入试样的氢不足以引起氢致开裂， 或不起控制作用，则应力腐蚀就通过阳极择优溶解产生和扩展。 为了弄清特定材料一一介质体系的应力腐蚀机理，首先必须确定它是属于氢致开裂型还 是阳极溶解型，因为这两类机理完全不同。综合运用第1节所列的判定方法，可以区分这两类 机理。如属于氢致开裂，则可用一般的氢致开裂理论处理，本文将不涉及这个问题。如属于阳 极溶解，这时必须研究应力腐蚀过程中进入试样的氢在阳极溶解过程中所起的作用，在本文 第2节将讨论这个问题。关于阳极溶解的机理，一直存在争议，本文第3节将介绍我们在这 方面研究的最新进展。 1区分氢致开裂和阳极溶解的方法 1.1电化学研究 早期工作认为，如果阳极极化促进应力腐蚀，而阴极极化抑制应力腐蚀，则它属于阳极 溶解型；反之，则属于氢致开裂型‘1。但这个观点是不对的。例如，我们的工作表明，阳 极和阴极极化均使7075铝合金‘2以及高强度钢3)在水中应力腐蚀的da/dt升高，与此同时， 也使进入试样的氢含量升高。321、不锈钢在LC1溶液中应力腐蚀时，随阳极极化电流升高， 恒载荷试样的断裂时间下降，当阴极极化电流i<10A/m时，断裂时间不断升高，当>10A/ m2时，随阴极极化电流升高，断裂时间不断下降〔4)。因此.仅仅根据极化对应力腐蚀的影 响不能确定它是属于氢致开裂型还是阳极溶解型。 1.2裂纹扩展激活能 一般来说，da/dt=Acxp(-Q/RT),其中Q是裂纹扩展的激活能，可用实验测出。早 期认为，测出的Q值和已知过程的激活能比较就可判断应力腐蚀机构，但实际上并不理想。 例如，Speide测出铝合金在水中的Q=37.6kJ/mol,和氢的扩散激活能相同，故认为这是氢 致开裂机理，Wood测出Q=46.8kJ/mol,等于阳极溶解过程的激活能，故认为它属于阳 极溶解型r1;Speide测出Q=15.9kJ/mol,和卤素离子的迁移激活能相近；而Landkaf测 出Q=102.4kJ/mol,和蠕变激活能相同1。由此可知，激活能研究只能作为一种辅助手 段。 213d o e s n o t e o n t r o l t h e S C C , t h e r e f o r e t h e m e e h a n i s ln o f t h e a n o d i e d i , s o l u t i o n . T h e e f f e e t s o f h y d r o g e n a n d s t r e s s S C C 5 5 b e l o n g t o t h e o n a n o d i e d i s s o l u t i o n a r e s y n e r g i s t i e r a t h e r t h a n s i m p l了 a d d i t i v e . T h e n o r m a l , t r e : 5 i n , t e a d o f s h e a r s t r e s , p a y s a e o n t r o l l e d r o l o i n SC C o f a n o d i e d i s s o K E Y W O R D S : s t r e s , e o r r o s i o 。 , 卜y d r o g e n i n d u e e d e r a i o n 。 n g , a n o d e d i s o o l u t i o n 广为接受的应力腐蚀机理是 阳极择优 溶解和氢 致开 裂 。 在水溶液 中 , 缺口 或裂纹前端 由 于闭塞电池的作用 , H 千 浓度 将会提高 1 0 “ 一 1 0 . 倍 〔 ` ’ 。 例如 , 对合金钢 , 裂尖 p H 二 4 , 铝合金 p H 二 3 . 5 , 钦合金p H 二 1 。 7 , 奥 氏体不锈 钢p H = 1 亡 ` ’ 。 因此 , 不 管环境 p H 值的 大小 , 裂尖 p H 值保持不 变 , 而且是酸性的 , 这就 为氢的 放电和进入试样创造了条件 。 在应力 腐 蚀 过程 中进 人试样的氢有可能引起氢致开裂 , 如它起控制作用 , 则应力 腐蚀就是氢致开裂的 一个特 例 。 但是 , 如果应力腐蚀 的阴 极过翟 是吸 氧 反应 , 或者进入试样的氢 不足以 弓!起氢致 开 裂 , 或不起控制作用 , 则应力 腐蚀就通过 阳极择优溶 解产生和扩展 。 为 了弄清特定材料— 介质体系的应力 腐蚀机 理 , 首 先必须 确定它是属于 氢致 开裂型还 是阳 极溶解型 , 因为这 两类机理 完全不 同 。 综合运 用第 1 节所列的判定方法 , 可以区 分这 两 类 机 理 。 如属 于 氢致开裂 , 则可 用一般的 氢致 开裂理论处理 , 本文将不涉及这个 间题 。 如属于 阳 极溶解 , 这时必 须 研究应力腐蚀过程 中进人试样的氢在阳极溶解过程 中所起 的 作 用 , 在本文 第 2 节将讨 论这 个 问题 。 关于阳 极溶 解的 机 理 , 一直存 在 争议 , 本文第 3 节将介绍 我们在这 方面研究 的最新进 展 。 区分氢致开裂和阳 极溶解的方法 1 。 1电化 学研究 早 期工作认为 , 如果阳极极化促进应 力腐蚀 , 而 阴极极化抑制应力 腐蚀 , 则 它属于阳 极 溶解型 ; 反之 , 则属于 氢致 开裂 型 〔 ` ’ 。 但 这个观 点 是不 对的 。 例如 , 我 们的 工作 表 明 , 阳 极和阴极 极化均使7 0 7 5铝合 金 〔 2 ’ 以 及高强 度钢 〔 3 〕 在水中应 力腐蚀的 d 。 / dt 升高 , 与 此 同时 , 也使进人试样的氢含量升高 。 321 、 不锈钢 在IL CI 溶液 中应 力腐蚀时 , 随阳极极 化 电流升高 , 恒载荷试样 的断裂时间下 降 , 当阴 极极化 电流` < l o A / m “ 时 , 断裂 时 间不断 升 高 ; 当`> 1 0 A / m Z时 , 随阴 极极化电流升高 , 断裂时 间不断下降 〔 4 〕 。 因此 , 仅仅 根 据极 化 对应力腐蚀 的 影 响 不能 确定它是属于 氢致开 裂型还是阳 极溶 解型 。 1 . 2 裂纹扩展激活 能 一般来说 , d 。 d/ t = A e x p ( 一 Q /尸 T ) , 其中O是裂纹 扩 展的 激活 能 , 可 用实验测 出 。 早 期 认为 , 测出的 O值和 己 知过程 的 激活 能比较就可 判 断应 力腐蚀机 构 , 但 实际上并不 理想 。 例如 , S eP 记 e测 出铝合 金在水中的 O = 37 . 6女J / m o l , 和氢 的扩散激活能相 同 , 故认 为这是氢 致 开 裂机理 ; W o od 测 出 Q 二 46 . 8 k J / m o l , 等于阳极溶解过 程的 激活 能 , 故认 为 它 属 于 阳 极溶解型 〔 ” ; S eP i de 测出 Q 二 15 . 9 k J /。 。 l , 和 卤素离子 的 迁移激活 能相 近 ; 而 L a dn k af 测 出 Q = 1 0 2 。 4 k J / m o l , 和蠕变激活能相 同 〔 ` 〕 。 由此可知 , 激活能 研究只能 作 为一 种 辅 助 手 段 。 21 3