腐蝕失效分析

金屬與其表面接觸的介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而造成的損壞稱為腐蝕。腐蝕失效類型：腐蝕失效的特點是失效形式眾多，失效機理復(fù)雜，按腐蝕形態(tài)分為：均勻腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、點蝕、晶間腐蝕、磨蝕、應(yīng)力腐蝕和氫損傷，腐蝕疲勞、高溫氧化和熱腐蝕九種。

蝕失效

   1）定義:金屬與其表面接觸的介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而造成的損壞稱為腐蝕。

   2）腐蝕失效類型：腐蝕失效的特點是失效形式眾多，失效機理復(fù)雜，按腐蝕形態(tài)分為：均勻腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、點蝕、晶間腐蝕、磨蝕、應(yīng)力腐蝕和氫損傷，腐蝕疲勞、高溫氧化和熱腐蝕九種。

   3）腐蝕失效特征

      均勻腐蝕：金屬在整個暴露表面上均勻的發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)。其特征是厚度均勻減薄構(gòu)件完全破壞。均勻腐蝕預(yù)防方法：選擇合適的材料、涂料、緩蝕劑或者陰極保護。

 

均勻腐蝕

      電偶腐蝕：兩種不同的金屬相互接觸而同時處于電解質(zhì)中所產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕，其特征是兩種不同的金屬接觸，其中一種在介質(zhì)中作為陽極，發(fā)生電化學(xué)溶解出現(xiàn)溝槽、凹坑等局部加速腐蝕的跡象。電偶腐蝕預(yù)防措施：盡可能采用電極電位接近的異金屬連接；避免使用大陰極、小陽極；異金屬連接處采用絕緣材料；表面采用涂層或者鍍層，與腐蝕介質(zhì)隔離。

       點腐蝕：一種局部腐蝕形式，鈍性金屬較易發(fā)生點蝕，其特征是構(gòu)件表面有肉眼可見的腐蝕麻坑，其金相形貌基本呈現(xiàn)蝶形、橢圓和楔形三種，能譜檢測可以檢測到氧和氯元素。

不銹鋼管點腐蝕形貌

       縫隙腐蝕：金屬和金屬或金屬和非金屬表面狹窄的縫隙間，由于介質(zhì)移動受阻，腐蝕性陰離子停留在窄縫內(nèi)形成濃度差電池，引起縫隙腐蝕。其腐蝕特征是腐蝕發(fā)生在法蘭、鉚釘?shù)却嬖诳p隙的部位。

       晶間腐蝕：金屬材料的晶粒界面發(fā)生腐蝕，使材料沿晶界分離，失去強度。晶間腐蝕特征是構(gòu)件表面尺寸基本不變，有時表面仍存在金屬關(guān)澤，但強度和韌性下降，稍加沖擊，表面會出現(xiàn)裂紋。金相剖面分析，拋光態(tài)下可觀察到沿晶界的裂紋。斷口微觀形貌具有冰糖狀的沿晶斷口。

晶間腐蝕裂紋金相形貌

       應(yīng)力腐蝕開裂：應(yīng)力腐蝕敏感材料在特殊環(huán)境和應(yīng)力的共同作用下發(fā)生的脆性開裂。其開裂必須具備環(huán)境、應(yīng)力、材料三個因素。應(yīng)力腐蝕形貌特征有材料表面腐蝕程度較輕，但裂紋很深，裂紋走向基本與主應(yīng)力方向垂直；金相形貌可見裂紋分叉，裂紋有沿晶和穿晶及混合型；斷口宏觀可見腐蝕色，有時能看到放射狀條紋，斷口微觀穿晶型可見河流花樣，沿晶型有冰糖塊特征；能譜能檢測到腐蝕介質(zhì)元素；應(yīng)力腐蝕是多源的。

應(yīng)力腐蝕裂紋金相形貌

磨耗腐蝕：腐蝕性流體與金屬表面發(fā)生相對運動，尤其在流體急劇改變方向時，流體對金屬表面已經(jīng)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物沖刷破壞，引起金屬加速腐蝕。

疲勞腐蝕：在具有腐蝕性的介質(zhì)中，金屬材料的疲勞極限顯著降低。腐蝕疲勞的斷口特征包括：有腐蝕產(chǎn)物覆蓋，顏色呈棕黑色，常為多源。

       氫損傷：金屬材料的性能由于氫的作用而惡化的總稱，造成金屬氫損傷的氫常來源于環(huán)境介質(zhì)中，故把氫損傷歸為腐蝕失效，氫損傷包括氫鼓包、氫致開裂、氫脫碳及氫腐蝕。

       高溫氧化和熱腐蝕：在高溫下金屬材料的腐蝕失效，主要表現(xiàn)為金屬不斷地被氧化和被腐蝕介質(zhì)腐蝕。