第九章環境介質作用下的金屬力學性能在特定外界條件下工作的機件，雖然所受應力低于材料屈服強度，但服役一定時間后，也可能發生突然脆斷。這種與時間有關的低應力脆斷稱為延滯斷裂。外界條件可以是應力，如交變應力；也可以是環境介質，如腐蝕介質、氫氣氛或熱作用等。由交變應力引起的延滯斷裂，就是疲勞斷裂；而在靜載荷與環境聯合作用下引起的延滯斷裂，叫做靜載延遲斷裂，或稱靜疲勞；如果在腐蝕介質中承受交變應力作用，則產生腐蝕疲勞。(一)應力腐蝕現象StressCorrosionCracking

由拉伸應力和腐蝕介質聯合作用而引起的低應力脆性斷裂稱為應力腐蝕（常用英文的三個字頭SCC表示）。一.應力腐蝕現象及其特征第一節應力腐蝕斷裂合金腐蝕介質碳鋼荷性鈉溶液，氯溶液，硝酸鹽水溶液，H2S水溶液，海水，海洋大氣與工業大氣奧氏體不銹鋼氯化物水溶液，海水，海洋大氣，高溫水，潮濕空氣（濕度90%），熱NaCl，H2S水溶液，嚴重污染的工業大氣馬氏體不銹鋼氯化的，海水，工業大氣，酸性硫化物航空用高強度鋼海洋大氣，氯化物，硫酸，硝酸，磷酸銅合金水蒸汽，濕H2S，氨溶液鋁合金濕空氣，NaCl水溶液，海水，工業大氣，海洋大氣表10-1合金產生應力腐蝕的特定腐蝕介質3．應力腐蝕的裂紋擴展一般在10-9-10-6m/s，象疲勞。亞臨界擴展-------臨界尺寸------突然斷裂（二）應力腐蝕斷口特征應力腐蝕斷裂也是通過裂紋形成和裂紋擴展這兩個過程.一般認為裂紋形成約占全部時間的90%左右.裂紋擴展僅占10%左右。應力腐蝕斷裂可以是沿晶斷裂，也可以是穿晶斷裂。取決于合金成分及腐蝕介質.二斷裂力學在應力腐蝕中的應用應力腐蝕斷裂是一種與時間有關的延滯斷裂。用裂紋擴展速率da/dt來描述應力腐蝕裂紋的亞臨界擴展。

當裂紋前端的應力場強度因子KI大于材料的KISCC時，材料就可能產生應力腐蝕開裂而導致破壞，其開裂判據為：式中KI

裂紋尖端應力場強度因子，公斤力/毫米3/2；KISCC應力腐蝕臨界應力場強度因子，公斤力/毫米3/2；σ斷裂抗力，公斤力/毫米3/2α裂紋的半長度，毫米Y裂紋形狀系數。或（一）KISCC的概念當K1降低到某一定值后，材料就不會由于應力腐蝕而發生斷裂（即材料有無限壽命），此時的K1就叫做應力腐蝕臨界應力場強度因子，并以KISCC表示。

在lg(da/dt)-K1的坐標上，其關系如圖(p167)，曲線一般可分成三段。（二）應力腐蝕裂紋擴展速率當裂紋前端的KI>KISCC時，裂紋就會隨時間而長大。單位時間內裂紋的擴展量叫做應力腐蝕裂紋擴展速率，用da/dt表示，實驗證明，da/dt和裂紋前端的應力場強度因子有關。即保護膜破壞機理滑移——膜破——陽極溶解——再鈍化三應力腐蝕斷裂機理（二）改變介質條件（三）選用合適的合金材料（四）采用電化學保護四預防機件應力腐蝕斷裂的措施（一）降低應力

金屬材料由于受到含氫氣氛的作用而引起的斷裂，統稱為氫脆斷裂或氫致開裂。一氫脆的類型及特征（一）內部氫脆與環境氫脆氫脆可分成兩大類：第一類為內部氫脆，它是由于金屬材料在冶煉、鍛造、焊接或電鍍、酸洗過程中吸收了過量的氫氣而造成的；第二類氫脆稱為環境氫脆，它是在應力和氫氣氛或其它含氫介質的聯合作用下引起的一種脆性斷裂，如貯氫的壓力容器中出現的高壓氫脆。第二節氫脆（三）環境氫脆的特征在氫氣氛作用下，材料發生延滯斷裂的時間與應力場強度因子KI之間的關系如下圖所示。隨KI值降低，斷裂時間延長；當K1降低到某一臨界值Kth時，材料便不會產生斷裂，臨界值Kth就叫門檻值。（一）氫壓模型

在裂紋或缺口尖端的三向應力區內，形成了很多微孔核心，氫原子在應力作用下向這些核心擴散，并且結合成氫分子，由于微孔核心很小，只要有很少的氫氣應可產生相當大的壓力。這種內壓力大到足以通過塑性變形或解理斷裂使裂紋長大或使微孔長大、連接，最后引起材料過早斷裂。

二氫脆機理（二）減聚力氫脆模型

減聚力氫脆模型又稱晶格脆化模型，是由Troiano首先提出的，其要點是高濃度的固溶氫，可以降低晶界上或相界上金屬晶體的原子間結合力。而局部地區的張應力，又通過間隙原子間的化學勢及應力狀態間的熱力學平衡關系促使氫原子富集。這種富集區可能是低塑性材料內部的裂紋尖端處，或是位錯塞積處，滑移帶交叉處和塑性形不協調處。應力腐蝕是在特定的材料與介質組合下才發生的，而腐蝕疲勞卻沒有這個限制，它在任何介質中均會出現。對應力腐蝕來說，有一臨界應力強度因子KISCC

，這是材料固有的性能，當外加應力強度因子KI<KISCC，材料不會發生應力腐蝕裂紋擴展。但對腐蝕疲勞，即使KI<KISCC

，疲勞裂紋仍舊