應力腐蝕
關注創建者：蜃 創建時間：2016-12-16
應力腐蝕的視頻教程
Abaqus支架腐蝕分析建模過程
Abaqus支架腐蝕分析建模過程，通過vusdfld子程序進行材料腐蝕分析，考慮了點蝕和應力腐蝕，并且引入了服從weibull分布的腐蝕速率系數。ABAQUS通過VUSDFLD模擬材料腐蝕 － 技術鄰 (jishulink.com)
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應力腐蝕的實例教程
材料或零件在應力和腐蝕環境的共同作用下引起的開裂稱為應力腐蝕開裂，這是應力與腐蝕聯合作用的結果。如果只有一個方面，應力或者介質的作用，破壞不會發生，但當二者聯合作用時，卻能很快發生開裂。因此，發生應力腐蝕時，應力是很低的，介質的腐蝕性也是很弱的，也正由于此，應力腐蝕經常受到忽視，導致“意外”事故不斷發生，造成巨大危害和損失。
◆分類
1、點腐蝕
是一種導致腐蝕的局部腐蝕形式。
2、晶間腐蝕
晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的邊界，因而，它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利區域。因此，在某些腐蝕介質中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。
3、縫隙腐蝕
是局部腐蝕的一種形式，它可能發生于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動的表面沉積物以及海生物相接觸之處形成。
4、全面腐蝕
是用來描述在整個合金表面上以比較均勻的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時，材料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強酸和強堿中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔心，因為，這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。
◆特點
1、造成應力腐蝕破壞的是靜應力，遠低于材料的屈服強度，而且一般是拉伸應力。
2、應力腐蝕造成的破壞，是脆性斷裂，沒有明顯的塑性變形。
3、只有在特定的合金成分與特定的介質相組合時才會造成應力腐蝕。
展開 圖2 晶體的有限元建模
應力腐蝕有兩種不同的類型，一種是沿晶腐蝕，另外一種是穿晶腐蝕，穿晶腐蝕的機理更加復雜。目前有限元仿真可以對沿晶應力腐蝕的過程做出仿真。首先需要確定所有晶粒之間的邊界，從而進一步在仿真中得到發生應力腐蝕開裂的路徑。如下圖所示找出了所有的晶體邊界。
圖3 開裂路徑的設置
應力腐蝕過程存在著三個階段：潛伏階段、裂紋萌生階段以及裂紋傳播階段。在潛伏階段中，晶體微結構受到應力作用和晶間腐蝕作用的影響，但是并沒有裂紋生成。在裂紋萌生階段中，裂紋開始生成，但是裂紋穿透深度很小。之后裂紋逐漸擴展，達到裂紋傳播階段，此時裂紋擴大至可以穿過整個晶間區域。有限元仿真的一個難點在于準確的判斷出不同的晶粒間所處的應力腐蝕的階段，為此相關研究人員開發出了一套如下圖所示的具體仿真流程。
圖4 應力腐蝕開裂仿真流程
仿真過程中可以通過不同晶粒之間的PH值判斷是否發生氧化。考慮到本研究是基于有限元的斷裂力學仿真，并沒有引入多物理場。氧化一般會發生在金屬與水的交界面上，當判斷晶粒間出現氧化后，會給晶粒間一個更小的臨界切應力，使得裂紋萌生的過程更容易發生。
首先，需要計算裂紋出現前晶體結構上的應力結果，再根據應力計算結果，基于開裂準則來判斷裂紋是否萌生。下圖中展示了（100）（111）（110）晶向交界處的平均等效應力計算結果。
圖5
晶體截面上平均等效應力的計算結果
再依據開裂準則可以判斷出裂紋是否萌生和傳播擴展，接下來就可以進一步對應力腐蝕開裂處的上下邊界進行平均等效應力計算。下圖展示了發生應力沿晶腐蝕后，每個高斯積分點上的等效應力計算值統計結果。
展開 而不同的應力作用會產生不同的效果，交變應力和環境共同作用產生腐蝕疲勞，它和固定應力產生的應力腐蝕破裂通常有明顯區別。通常腐蝕疲勞比應力腐蝕產生的后果更嚴重。此外，加載速度的不同也會影響鋁合金應力腐蝕的敏感性。（來源：鋁友社區）
螺旋管的橢圓型缺陷應力腐蝕仿真 ￥1000
應力腐蝕是指在特定應力條件下，金屬材料遭受腐蝕破壞的現象。它是由金屬表面與介質接觸時的化學反應和材料內部的應力相互作用導致的。應力腐蝕通常發生在金屬材料表面受到應力作用的情況下，同時接觸有特定的化學介質。應力可以來自外界應力（如拉伸、彎曲、擠壓等），也可以是由材料內部的殘余應力引起的。化學介質可以是溶液、氣體或其它特定的環境條件。應力腐蝕的破壞是一種在金屬材料表面出現局部腐蝕和裂紋的形式。這種破壞往往比較隱蔽，因為它通常限制在應力集中的區域，如焊縫、金屬接頭或應力集中點等。隨著時間的推移，這些裂紋可能會擴展并最終導致材料的完全破壞。
本案例建立了一帶有橢圓形缺陷的螺旋管模型，如圖1所示，基于COMSOL軟件的固體力學模塊和二次電流分布模塊模擬仿真了螺旋管在10年腐蝕期間下的應力分布和腐蝕厚度，仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
應力分布
腐蝕厚度
圖2 仿真結果
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
展開 一 不銹鋼的腐蝕失效分析
1、應力腐蝕：
不銹鋼在含有氧的氯離子的腐蝕介質環境產生應力腐蝕。應力腐蝕失效所占的比例高達45 %左右。
常用的防護措施：
合理選材,選用耐應力腐蝕材料主要有高純奧氏體鉻鎳鋼,高硅奧氏體鉻鎳鋼,高鉻鐵素體鋼和鐵素體—奧氏體雙相鋼。其中,以鐵素體—奧氏體雙相鋼的抗應力腐蝕能力最好。控制應力：裝配時,盡量減少應力集中,并使其與介質接觸部分具有最小的殘余應力， 防止磕碰劃傷,嚴格遵守焊接工藝規范。
嚴格遵守操作規程：嚴格控制原料成分、流速、介質溫度、壓力、pH 值等工藝指標。在工藝條件允許的范圍內添加緩蝕劑。鉻鎳不銹鋼在溶解有氧的氯化物中使用時,應把氧的質量分數降低到1. 0×10 - 6 以下。實踐證明,在含有氯離子質量分數為500. 0 ×10 - 6 的水中,只需加入質量分數為150. 0 ×10 - 6 的硝酸鹽和質量分數為0. 5 ×10 - 6亞硫酸鈉混合物,就可以得到良好的效果。
2、孔蝕失效及預防措施
小孔腐蝕一般在靜止的介質中容易發生。蝕孔通常沿著重力方向或橫向方向發展,孔蝕一旦形成,即向深處自動加速。,不銹鋼表面的氧化膜在含有氯離子的水溶液中便產生了溶解，結果在基底金屬上生成孔徑為20μm～30μm 小蝕坑,這些小蝕坑便是孔蝕核。只要介質中含有一定量的氯離子,便可能使蝕核發展成蝕孔。
常見預防措施：在不銹鋼中加入鉬、氮、硅等元素或加入這些元素的同時提高鉻含量。降低氯離子在介質中的含量。加入緩蝕劑,增加鈍化膜的穩定性或有利于受損鈍化膜得以再鈍化。采用外加陰極電流保護,抑制孔蝕。
3、點腐蝕：由于任何金屬材料都不同程度的存在非金屬夾雜物，這些非金屬化合物，在Cl 離子的腐蝕作用下將很快形成坑點腐蝕，在閉塞電池的作用，坑外的Cl 離子將向坑內遷移，而帶正電荷的坑內金屬離子將向坑外遷移。
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這在某些情況下可能有所不同：
表面清潔
在用溶劑處理塑料時要小心，因為它們可能會引起膨脹或應力腐蝕（例如，丙酮的使用至關重要）。潮濕或應力腐蝕可能產生膨脹風險。
白氣和異丙醇在很大程度上被認為是不重要的，特別是因為接觸時間短。
在關鍵情況下，應始終進行初步試驗，因為由于改性塑料的數量非常多，因此無法作出明確的預測。
失效包括但不限于強度失效、疲勞失效、蠕變失效、腐蝕失效、磨損失效和應力腐蝕失效等。失效與破壞的區別在于失效是功能上的損失，而破壞是物理上的斷裂。失效的形式可以是彈性變形失效、塑性變形失效、韌性斷裂失效、脆性斷裂失效、疲勞斷裂失效和腐蝕失效。
材料失效的原因可能包括設計不當、材料缺陷、鑄造缺陷、焊接缺陷和熱處理缺陷等。失效機理通常分為斷裂、變形、磨損和腐蝕四種類型。
并可承受極端的機械應力和腐蝕性介質。</li></ul><p><br></p><p><strong>3.
應力腐蝕是指在特定應力條件下，金屬材料遭受腐蝕破壞的現象。它是由金屬表面與介質接觸時的化學反應和材料內部的應力相互作用導致的。應力腐蝕通常發生在金屬材料表面受到應力作用的情況下，同時接觸有特定的化學介質。應力可以來自外界應力（如拉伸、彎曲、擠壓等），也可以是由材料內部的殘余應力引起的。化學介質可以是溶液、氣體或其它特定的環境條件。應力腐蝕的破壞是一種在金屬材料表面出現局部腐蝕和裂紋的形式。
并可承受極端的機械應力和腐蝕性介質。</li></ul><p><br></p><p><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">3.
關鍵詞：承壓設備；筒體合攏縫；局部熱處理；中頻感應加熱；均溫性
0 前言
承壓設備是石化行業的關鍵設備[1-3]，在焊接制造過程中不可避免地產生焊接殘余應力，對應力腐蝕開裂(Stress corrosion cracking, SCC)、蠕變和疲勞失效影響較大。因此，國內外標準均要求采用熱處理的方法來恢復焊接接頭的力學性能及消除焊接殘余應力。大型化是石化裝備的發展趨勢。
分析認為噴丸處理可在試樣表面形成殘余壓應力，能夠減輕腐蝕坑對疲勞壽命的影響。但由于腐蝕坑處的疲勞開裂，較長的腐蝕時間和高溫下的疲勞仍會導致噴丸試樣的疲勞壽命大幅降低。
RAMM的衍生應用，包括用于溫度測量的RAMM，或RAMM-TM，可用于檢測由氯化物引起的應力腐蝕開裂（CISCC）、通風口堵塞和輻射水平引起的乏燃料罐破裂，以降低安全和公眾健康風險并保護環境。
阿貢計劃在不久的將來在愛達荷國家實驗室（INL）的選定設施實施RAMM。原型的成功運行預計將推動美國能源部和行業場地和設施采用RAMM。
7系鋁合金在應用過程中的主要問題是高強度與應力腐蝕敏感性的矛盾關系，學者們做出了大量研發來解決高強度鋁合金應力腐蝕敏感性強的問題，通過改變元素組成、熱處理工藝及形變熱處理等方法不斷改善7系鋁合金的應力腐蝕敏感性，各國都做出了大量的研究，積累了大量的數據，也取得了一定的成果。
圖15 東汽常用的汽封結構
2.4 低壓葉片防水蝕措施
為確保機組安全運行，東汽在設計時采取了完善的防水蝕及抗應力腐蝕措施來確保機組長期安全、經濟地運行。采用的主要措施有：
2.4.1 被動措施
大水滴撞擊動葉過程中，被動采用各種表面抗蝕技術，來提高金屬的抗侵蝕性能。
