应力腐蚀开裂的三个条件

应力腐蚀开裂的三个条件

应力腐蚀开裂的三个条件是：

1.应力：材料在受到外力的作用下，内部产生应力。这种应力可以是拉应力、压应力或剪应力。应力是引起应力腐蚀开裂的最根本原因。

2.腐蚀介质：材料表面与一种特定的腐蚀介质接触，这种介质可指一种或多种腐蚀物质或液体。在这个介质中，材料表面的原子或分子将被电化学氧化或还原，从而导致在材料表面出现小裂纹。

3.材料：材料的组成和微观结构对应力腐蚀开裂的敏感程度有一定的影响。尤其是金属合金的组成、残余应力、晶粒大小等因素，都会影响应力腐蚀开裂的发生和扩展。

应力腐蚀

1．应力腐蚀的机理：阳极溶解和氢致开裂机理 阳极溶解机理应力腐蚀断裂必须首先发生选择性腐蚀，而金属的腐蚀又受图4所示的阳极极化曲线的影响。以不锈钢为例，增加介质中Cl-含量，降低介质中O2含量及pH值，都会使图4a中阳极极化曲线从左向右移动，这四根曲线分别对应于蚀坑或裂纹区(图4b)的不同位置。应力的主要作用在于使金属发生滑移或使裂纹扩展，这两种力学效应都可破坏钝化膜，从而使阳极过程得以恢复，促进局部腐蚀。钝化膜破坏以后，可以再钝化。若再钝化速度低于钝化膜破坏速度，则应力与腐蚀协同作用，便发生应力腐蚀断裂。 氢致开裂机理或称氢脆机理，是应力腐蚀断裂的第二种机理。这种机理承认SCC必须首先有腐蚀，但是，纯粹的电化学溶解，在很多情况下,既不易说明SCC速度，也难于解释SCC的脆性断口形貌。氢脆机理认为,蚀坑或裂纹内形成闭塞电池，局部平衡使裂纹根部或蚀坑底部具备低的pH值，这是满足阴极反应放氢的必要条件。这种氢进入金属所引起的氢脆,是SCC的主要原因。这种机理取决于氢能否进入金属以及金属是否有高度的氢脆敏感性。高强度钢在水溶液中的SCC以及钛合金在海水中的SCC是氢脆引起的。

2．应力腐蚀开裂的断口形貌：穿晶断口开裂图

3．氢鼓泡产生机理，文字图 通过实验和理论分析研究了氢鼓泡形核、长大和开裂的过程. 在充氢试样中发现直径小于100 nm未开裂的孔洞, 它们是正在长大的氢鼓泡, 也发现已开裂的鼓泡以及裂纹多次扩展导致破裂的鼓泡.分析表明, 氢和空位复合能降低空位形成能, 从而使空位浓度大幅度升高, 这些带氢的过饱和空位很容易聚集成空位团.H在空位团形成的空腔中复合成H2就使空位团稳定, 成为氢鼓泡核.随着H 和过饱和空位的不断进入, 鼓泡核不断长大, 内部氢压也不断升高.当氢压产生的应力等于被氢降低了的原子键合力时, 原子键断开, 裂纹从鼓泡壁上形核. 图5 氢鼓泡形核、长大示意图 (a) 空位V和原子氢H聚集成为空位-原子氢集团; (b) 原子氢在空位 团中复合成分子氢H2, 使其稳定, 鼓泡核形成; (c) 空位和氢不断进 入鼓泡核使其长大; (d) 当鼓泡核内氢压产生的应力等于原子键合力时, 在鼓泡壁形成裂纹 首先, 氢(H)进入金属和空位(V)复合, 使空位形成能大大降低, 从而大幅度升高空位浓度, 这些过饱和空位容易聚集成空位团. 当4个或以上的空位或空位-氢复合体(V-H)聚集成空位四面体或空位团时, 内部形成空腔, 如图5(a). 空位所带的氢在空腔中就会复合成H2, 形成氢压. 由于室温时H2不能分解成H, 故含H2的空位团在室温是稳定的, 它就是鼓泡核, 如图5(b). 随着H和空位不断进入鼓泡核, 就导致鼓泡在充氢过程中不断长大, 同时氢压不断升高, 如图5(c). 当鼓泡中的氢压在内壁上产生的应力等于被氢降低了的原子键合力时, 原子键断裂, 裂纹沿鼓泡壁形核, 如图5(d). 随着氢的不断进入, 裂纹扩展, 直至鼓泡破裂4．氢进入金属材料的途径P129 5．氢致脆断类型：可逆和不可逆，第一类和第二类

金属设备的应力腐蚀及预防措施

金属/设备的应力腐蚀及预防措施 一、应力腐蚀的机理和特点 1．应力腐蚀----金属/设备在拉应力和腐蚀介质同时作用下产生脆性破裂，叫应力腐蚀破裂。 2．应力腐蚀破裂的裂缝形态----主要有二种： a.沿晶界发展，称晶间破裂。 b.裂缝穿过晶粒，称穿晶破裂。 也有混合型，主逢为晶间型，支缝或尖端为穿晶型。 3．应力腐蚀的特征---- a.必须存在拉应力（外加载核、热应力、冷/热加工或焊接后的残余应力等），若存在压应力则可抑制这种腐蚀。 b.发生应力腐蚀开裂(SCC)必须同时满足材料、环境、应力三者的特定条件。也就是说一般只发生在一定的体系，如奥氏体不锈钢/CI-体系，碳钢/NO-3体系，铜合金/NH+4体系等。根据介质主要成分为氯化物、氢氧化物、硝酸盐、氨、含氧水及硫化物等，而分别称为氯裂（氯脆）、碱裂（碱脆）、硝裂（硝脆）、氨裂（氨脆）、氧裂（氧脆），还有硫化物应力开裂等。 c. 应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成的开裂不同，它在极低的负荷应力下也能产生开裂。 d. 应力腐蚀开裂与单纯由腐蚀引起的开裂也不同，腐蚀性极弱的介质也能引起应力腐蚀开裂。其全面腐蚀常常很轻，而且没有变形预兆，即发生突然断裂，应力腐蚀是工业生产中危害性最大的一种恶性

腐蚀类型。 4．应力腐蚀的机理----应力腐蚀的机理很复杂，按照左景伊提出的理论，破裂的发生和发展可区分为三个阶段： a.金属表面生成钝化膜或保护膜。 b. 钝化膜或保护膜局部破裂，产生孔蚀或裂缝源。 c.裂缝内发生加速腐蚀，在拉应力作用下，以垂直于应力的方向深入金属内部。裂缝多半有分枝，裂缝端部尖锐，端部的扩张速度很快，断口具有脆性断裂的特征。 二、应力腐蚀试验方法 根据应力的加载方法不同，应力腐蚀试验方法主要可分为以下四类： 恒变形法----给予试样一定的变形，对其在试验环境中的开裂敏感性进行评定 恒载荷法(SSCC)----方法有拉伸试验、弯梁试验、C形环试验、双悬臂梁试验，常用拉伸试验，即把单轴拉伸型的试样进行H2S水溶液应力腐蚀试验，试验介质为%HAc+5%NaCl+饱和H2S水溶液，试验在恒负荷拉伸应力腐蚀试验机上进行。试验时按不同的应力级别（取材料屈服强度的百分比）分别对试样加载，经过一定时间后发生应力腐蚀开裂，记录其断裂时间。最长试验周期为720小时，把试样在720小时不发生断裂视为合格。通过试验达到二个目的：（1）检测材料在一定的应力级别下是否很好地抵抗应力腐蚀开裂；（2）可以测定材料的“临界拉伸应力σth”,对同样的材料分别施加不同的应力级别，试

应力腐蚀&晶晶间腐蚀

应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。 碳钢和低合金钢焊制的压力容器最常见的应力腐蚀环境包括：湿H2S环境，液氨环境以及NaOH溶液。而奥氏体不锈钢压力容器最常见的应力腐蚀是氯离子引起的。 可产生应力腐蚀破坏的金属材料与环境的组合主要有以下几种： 1.碳钢和低合金钢：介质为碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等； 2.奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物+蒸汽、湿硫化氢、碱液等； 3.含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜的水溶液等； 4.黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等； 5.钛：含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等； 6.铝：湿硫化氢、海水等 减弱应力腐蚀的有效方法就是对设备进行消除应力热处理。消除应力热处理属于焊接工件被加热到500-650度而后再缓慢冷却的过程。应力的降低起因于高温下的蠕变，在碳钢中从450度开始出现；在含钼的钢中，从550度开始出现。温度越高，应力越易于消除。但是一旦超过钢材的原始回火温度，钢的强度便要降低。所以消除应力的热处理一定要掌握好温度和时间两个要素，缺一不可。 晶间腐蚀产生的条件是： 1）酸性介质，如，工业醋酸、硝酸、盐酸、甲酸等，但气相酸不会产生晶间腐蚀。 2）温度大于50度 碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。 国外材料304是不考虑晶间腐蚀的！

应力腐蚀

第二节应力腐蚀开裂 （此处缺内容） 应力腐蚀开裂是危害性最大的局部腐蚀形态破坏形式之一，在腐蚀过程中，若有微裂纹形成，其扩展速度比其它类型的局部腐蚀速度要快几个数量级，SCC是一种“灾难性的腐蚀”如桥梁坍塌，飞机失事，油罐爆炸，管道泄漏都造成了巨大的生命和财产损失。此外，如核电站，船只，锅炉，石油化工也都发生过应力腐蚀断裂的事故。 二，应力腐蚀开裂的特征。 （一）引起应力腐蚀开裂的往往是拉应力。 这种拉应力的来源可以是： 1，工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力。 2，加工，制造，热处理引起的内应力。 3，装配，安装形成的内应力。 4，温差引起的热应力。 5，裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。 （二）每种合金的应力腐蚀开裂只对某些特殊介质敏感。 一般认为纯金属不易发生应力腐蚀开裂，合金比纯金属更易发生应力腐蚀开裂。下表列出了各种合金风应力腐蚀开裂的环境介质体系，介质有特点：即金属或合金可形成纯化膜，弹介质中有有破坏纯化膜完整性的离子存在。 而且介质中的有害物质浓度往往很低，如大气中微量的H2S和NH3可分别引起钢和铜合金的应力腐蚀开裂。空气中少量的NH3是鼻子嗅不到的，却能引起黄铜的氨脆。19世纪下半叶，英军在印度生产的弹壳每到雨季就会发生破裂。由于不了解真正的原因，当时给了个不恰当的名字叫“季脆”（原因是黄铜弹壳（1）应力加上印度大气中含有微量NH3）。再如奥氏体不锈钢在含有几个ppm氯离子的高纯水中就会出现应力腐蚀开裂。再如低碳钢在硝酸盐溶液中的“硝脆”，碳钢在强碱溶液中的“碱脆”都是给定材料和特定环境介质结合

后发生的破坏。氯离子能引起不锈钢的应力腐蚀开裂，而硝酸根离子对不锈钢不起作用，反之，硝酸根离子能引起低碳钢的应力腐蚀开裂，而氯离子对低碳钢不起作用。 （三）应力腐蚀开裂是材料在应力和环境介质共同作用下经过一段时间后，萌生裂纹，裂纹扩展到临界尺寸，此时由于裂纹尖端的应力强度因子K1达到材料的断裂韧性K1c,发生失稳断裂。即应力腐蚀开裂过程分为三个阶段：裂纹萌生，裂纹扩展，失稳断裂。 1，裂纹的萌生。 裂纹源多在保护膜破裂处，而膜的破裂可能与金属受力时应力集中与应变集中有关，此外，金属中存在孔蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀也往往是SCC 裂纹萌生处。萌生期长短，少则几天，长达几年，几十年，主要取决于环境特征与应力大小。 2，裂纹扩展。 应力腐蚀开裂的裂纹扩展过程有三种方式。应力腐蚀开裂裂纹的扩展速率 d a/d t与裂纹尖端的应力强度因子K1的 关系具有图示的三个阶段特征。在第一 阶段da/dt随K1降低而急剧减少。当 K1降到Kiscc以下时应力腐蚀开裂裂纹 不再扩展，因此Kiscc时评定材料应力 腐蚀开裂倾向的指标之一。在第二阶 段，裂纹扩展与应力强度因子K1大小无 关，主要受介质控制。在这阶段裂纹出 现宏观和微观分枝（图）。但在宏观上， 裂纹走向与抗应力方向是垂直的。第三 阶段为失稳断裂，纯粹由力学因素K1 控制，da/dt随K1增大迅速增加直至断 裂。 （四）应力腐蚀开裂属于脆性断裂。即使塑性很高的材料也是如此。其断口呈多种形貌。有沿晶断，准解理，韧（2）等。 三，应力腐蚀开裂机制。 应力腐蚀开裂现象很多，目前尚未有统一的见解，不同学派的观点可能从电化学，断裂力学，物理冶金进行研究而强调了它们的作用。 （一）电化学理论。 1，活性通道理论。 该理论认为，在金属或合金中有一条易于腐蚀的基本上是连续的通 道，沿着这条活性通道优先发生阳极溶解。活性通道可以是晶界，亚 晶界或由于塑性变形引起的阳极区等。电化学腐蚀就沿着这条通道进 行，形成很窄的裂缝裂纹，而外加应力使裂纹尖端发生应力集中，引 起表面膜破裂，裸露的金属成为新的阳极，而裂纹两侧仍有保护膜为 阴极，电解质靠毛细管作用渗入到裂纹尖端，使其在高电流密度下加 速裂尖阳极溶解。该理论强调了在拉应力作用下保护膜的破裂与电化 学活化溶解的联合作用。 2，快速溶解理论。

应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂 王博浩过控1201 学号：201209300319 摘要：工业上广泛应用的材料是金属，而金属无可避免的会面临腐蚀问题，而在设备的腐蚀中，应力腐蚀是在其中占有相当大比例的一种腐蚀类型。应力腐蚀广泛存在于材料受到静应力条件下，这种腐蚀对于材料是毁灭性的腐蚀。因此，了解应力腐蚀的机理和原因以及预防的方法是十分必要的。 一．引言 腐蚀导致经济的巨大损失已是众所周知的事实。从国内石油化工生产企业统计，1999年泸天化年总产值8.284亿元，而直接与间接腐蚀经济损失共计6010万元，占年生产总值的7.25%。仪征化纤厂大修周期从1年改为2年，创净利润（22~23）亿/年。通常认为间接腐蚀损失比直接腐蚀损失大。根据现有数据，石油工业的间接腐蚀损失是直接腐蚀损失的3倍。2000年，上海医药集团腐蚀损失是8114万元；华东电网因锅炉“四管”腐蚀爆漏导致非计划停车115次，损失电量29亿千瓦·小时，经济损失7.7亿元。汽车行业1999年的腐蚀损失约为242亿元。以重庆汽车腐蚀调查为例，重庆市系内陆盆地，夏季闷热，冬天潮湿， 年平均气温较高，其环境大气中的Cl-、SO 2和H 2 S等含量高，下雨频率高，酸雨、 大雾天气时有发生。车辆受大气环境的腐蚀十分严重，通常新车运行1年后就产生锈斑，2年左右就有腐蚀穿孔现象发生。由于大面积腐蚀和腐蚀穿孔，通常车辆每年都要进行外涂装；2年要进行换顶；4年要进行面板、车顶的更换，大梁、车身骨架的维护，重庆市车辆年均总的腐蚀损失为16057.1万元。 应力腐蚀、氢脆、孔蚀等局部腐蚀破坏的发生难以预测，极易引起生产设备的爆炸、火灾等突发性灾难事故，危及职工及生产装置的安全。如国内某天然气管线曾因硫化氢应力腐蚀破坏多次发生爆炸，其中一次引爆起特大火灾，造成20多人伤亡；某天然气井口设备因硫化氢酸性气体腐蚀造成井喷，大火烧了二十多天，经济损失惨重；某化肥厂废热锅炉进口管因氢腐蚀引发爆炸，造成7人死亡等。不光在工业生产中，在公共设施中应力腐蚀也有着重大的影响北京西直门立交桥1979年建成通车，1999年拆除重建，使用不到20年。除交通流量等客观因素外，主要是因溶雪撒盐造成的“盐腐蚀”。 二．应力腐蚀的发现 应力腐蚀开裂最初出现在19世纪后期,当时,人们发现黄铜弹壳在存储过程中发生开裂,由于影响军事行动,两次世界大战之间,人们对此做了大量的工作。19世纪末期出现铆接的蒸汽锅炉由于碱脆而发生爆炸及高强度钢的氢脆现象。20世纪20年代,有报道高强度铝合金在海水中的应力腐蚀问题。20世纪30年代,奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂问题又引起了人们的关注。直到目前,由于金属材料广泛地应用在航空、海洋、石油、化工等国民经济的各个部门,应力腐蚀开裂又极具破坏性,开裂前没有明显的预兆,它的破坏性和危害性是最大的,所以,金属在不同介质中的应力腐蚀开裂一直得到人们的重视。 三．应力腐蚀的发生 应力腐蚀是在应力和腐蚀同时作用下产生的。同一种合金在不同的环境中,

影响腐蚀的结构因素

第五节影响腐蚀的结构因素 一、力学因素 （一）应力腐蚀破裂（SCC）：简称应力腐蚀 在拉应力和腐蚀性介质联合作用下，以显著速率发生和扩展的一种开裂破坏 1.应力腐蚀产生条件 应力腐蚀是:应力与腐蚀介质综合作用的结果。 ⑴应力的性质必须是拉应力,而压应力的存在不仅不会引起SCC,甚之可以使之延缓。 拉应力的来源： ①工作应力； ②制造加工过程的应力; 譬如剪、冲、切削等冷加工; 锻造、焊接、热处理; 以及装配过程; 都会产生残余应力。 残余应力造成的SCC事故,远高于工作应力所占的比例,其中尤以焊接应力为最。 ※有效应力 （指工作应力与残余应力之和） 如果有效应力＜某一应力水平,就不会发生SCC。如图. 应力腐蚀特点： ①应力值越大,到达破裂的时间越短。 ②SCC往往是在结构尺寸变化不大,亦即均匀腐蚀甚微的情况下发生的。 ③属脆性断裂（即使材料塑性很好）。 ⑵环境因素 产生SCC的另一重要条件是(包括腐蚀介质性质、浓度、温度) 发生腐蚀时：材料与其对应的环境条件是特定的； 即只有材料和环境，满足特定组合时，才能发生这类腐蚀破坏。 最早发现的这种特定组合为数不多,例如:“黄铜－氨溶液”、“奥氏体不锈钢－含Cl－溶液"、"碳钢－OH－溶液等； 2. 应力腐蚀机理 目前要提出一个统一的理论尚有困难。 解释SCC机理的学说很多,如电化学阳极溶解理论、氢脆理论、膜破裂理论以及应力吸附破裂理论等等。 下面仅对电化学阳极溶解理论作扼要介绍。 ①认为合金中,存在一条阳极溶解的“活性途径”； 腐蚀沿这些途径优先进行,阳极侵蚀处就形成狭小的裂纹或蚀坑。 ②小阳极的裂纹内部与大阴极的金属表面构成腐蚀电池： 大阴极→耗氧反应 腐蚀产物→碱性金属氧化物； ③裂纹中形成闭塞电池： ④裂纹尺寸很小,内部的溶液不易与外部发生对流交换,溶液将不断浓缩,浓缩的电解质溶液水解而被酸化（生成HCI）： ⑤促使裂纹尖端的阳极快速溶解； ⑥在应力作用下,使裂纹不断扩展,直至破裂。 活性途径： 主要是： 晶粒边界，塑性变形引起的滑移带以及由于应变引起表面膜的局部破裂等处。 当有较大应力集中时,会使这些活性途径处进一步产生变形,形成新的活性阳极。 5.防止或减轻应力腐蚀的途径 影响SCC的因素有：环境、应力和冶金三个方面。 冶金方面：选择和发展材料； 环境方面：除了个别情况外,尚有许多困难。 应力方面：消除或降低应力值（是有效而广泛应用的方法）。 ※应力方面的具体方法： 应力方面采用的具体方法： 降低设计应力，使最大有效应力或应力强度降低到临界值以下： 设计原则: 根据断裂力学观点，进行应力和结构设计。 常规设计方法——是采用名义抗拉强度或屈服强度进行设计，未考虑材料中的缺陷。 实际所有工程材料，必然存在各种缺陷：原有裂纹、以及环境影响造成的新裂纹。 断裂力学观点 ①无腐蚀时，即在空气环境条件下,如果满足以下条件,则构件是安全的。 K1＜K1c ；K1=Y·σ·(π·a)1/2 应力强度因子 该结构应力强度因子临界值；可以通过实验测定。 与裂纹垂直的均匀拉应力 裂纹深度 构件形状修正系数 ①当无缺陷时，临界应力σc =σs ; ②当有缺陷时，临界应力σc <σs; 且随着缺陷深度的增加, σc相应的减小； ③对于一定大小的缺陷a,有对应的σc和K1c，当应力σ= σc时，即K1=K1c，构件会立即脆性破坏. ④对于一定大小的缺陷a，当应力σ<σc时，即K1

应力腐蚀断裂

应力腐蚀断裂 一．概述 应力腐蚀是材料、机械零件或构件在静应力(主要是拉应力)和腐蚀的共同作用下产生的失效现象。它常出现于锅炉用钢、黄铜、高强度铝合金和不锈钢中，凝汽器管、矿山用钢索、飞机紧急刹车用高压气瓶内壁等所产生的应力腐蚀也很显著。 常见应力腐蚀的机理是：零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏,破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大，进一步腐蚀已破坏的表面。加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展，而且还能穿过晶粒发展。应力腐蚀过程试验研究表明：当金属加上阳极电流时可以加剧应力腐蚀，而加上阴极电流时则能停止应力腐蚀。一般认为压应力对应力腐蚀的影响不大。 应力腐蚀的机理仍处于进一步研究中。为防止零件的应力腐蚀，首先应合理选材，避免使用对应力腐蚀敏感的材料,可以采用抗应力腐蚀开裂的不锈钢系列,如高镍奥氏体钢、高纯奥氏体钢、超纯高铬铁素体钢等。其次应合理设计零件和构件，减少应力集中。改善腐蚀环境，如在腐蚀介质中添加缓蚀剂，也是防止应力腐蚀的措施。采用金属或非金属保护层，可以隔绝腐蚀介质的作用。此外，采用阴极保护法见电化学保护也可减小或停止应力腐蚀。本篇文章将重点介绍应力腐蚀断裂失效机理与案例研究，并分析比较应力腐蚀断裂其他环境作用条件下发生失效的特征。，由于应力腐蚀的测试方法与本文中重点分析之处结合联系不大，故不再本文中加以介绍。 二．应力腐蚀开裂特征 （1）引起应力腐蚀开裂的往往是拉应力。 这种拉应力的来源可以是： 1．工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力。 2．加工，制造，热处理引起的内应力。 3．装配，安装形成的内应力。 4．温差引起的热应力。 5．裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。 （2）每种合金的应力腐蚀开裂只对某些特殊介质敏感。 一般认为纯金属不易发生应力腐蚀开裂，合金比纯金属更易发生应力腐蚀开裂。下表列出了各种合金风应力腐蚀开裂的环境介质体系，介质有特点：即

残余应力产生对腐蚀开裂的影响资料

金属在拉应力和特定的腐蚀环境共同作用下,发生的脆性断裂称为应力腐蚀开裂,即SCC,如发生在钢､不锈钢､镍基合金､铝､钛甚至金等材料上｡它是一种极为隐蔽的局部腐蚀形式,而且往往事先无明显预兆,因此常常造成灾难性的事故｡产生应力腐蚀的拉应力,可以是工作应力､残余应力或服役时的热应力等｡在工程中,往往只注意工作应力,而忽视了残余应力｡在金属应力腐蚀破坏事故中,残余应力往往起重要作用,因此研究残余应力对金属腐蚀开裂的影响具有重要意义｡ 一､应力腐蚀开裂的特征 应力腐蚀只有在特定条件下才会发生｡产生腐蚀开裂的基本特征如下: 1)一定要在拉应力的作用下才发生｡在压应力下不会发生应力腐蚀｡当有多向应力存在时,其最大主应力为拉应力时,即会发生应力腐蚀｡ 2)大多数体系中,存在临界应力值｡当应力低于某一值时,不会发生应力腐蚀,一旦超过该值,即可发生应力腐蚀｡一般除不锈钢外,金属均存在临界应力值｡ 4)只有在特定的腐蚀介质中才会发生应力腐蚀｡由于材料成分和组织的不同,对开裂的敏感性也不同｡例如低碳钢在硝酸盐中的“硝脆”,奥氏体不锈钢在氯离子溶液中的“氯脆”,锅炉钢在碱溶液中的“碱脆”,黄铜在带有氨气中的“氨脆”｡ 5)SCC断裂形态属于脆断｡ 因此,要产生腐蚀开裂,必须具备以下几个条件:拉应力､特定的介质和对腐蚀敏感的金属｡其中拉应力和腐蚀共存是应力腐蚀开裂的必要条件｡受力结构中局部的高拉应力往往是开裂的起源,当材料处于拉应力的作用下,同时又处于与腐蚀性介质相接触的状态时,在这种条件下,往往材料经过一定时间使用后,就发生裂纹,并扩展到整个断面而破坏｡根据大量SCC破坏事故中拉应力的主要来源统计资料表明,残余应力占主要地位｡ 综上所述,对于材料来说,如何检测腐蚀开裂,杜绝腐蚀的破坏,就必须对材料进行应力腐蚀方面的检测,这样的设备必须具备:慢拉伸,腐蚀介质两个特点｡如果还要更进一步知道这种材料在腐蚀介质下的寿命,那么设备就要具备腐蚀疲劳试验的功能了｡ 二､残余应力的产生 在没有外力加载的条件下,其内部仍存有的应力称为残余应力｡这种或大或小､或拉或压的残余应力虽然只产生在很薄的表面层中,但却影响零件的强度､硬度､疲劳强度､抗腐蚀性等,从而进一步影响机械产品的使用寿命｡残余应力产生的实质是由于金属内部组织发生了不均匀的体积变化,主要有以下三种原因: 1)毛坯制造中产生的残余应力

1-5应力腐蚀开裂

1-5 应力腐蚀开裂 概述 因介质对材料的腐蚀而造成的结构破裂称腐蚀破裂。 金属材料的腐蚀有多种，按腐蚀机理可分为：化学腐蚀和电化学腐蚀； 按腐蚀介质可分为：氧腐蚀、硫腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀等； 按腐蚀部位和破坏现象，可分为：均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等。 金属材料在特定腐蚀环境下，受拉应力共同作用时所产生的延迟开裂现象，称为“应力腐蚀开裂”。应力腐蚀开裂属于环境敏感断裂范畴。并非任何环境都会产生应力腐蚀开裂，应力腐蚀是特殊的腐蚀现象和腐蚀过程，一定的金属材料只在某一特定的腐蚀环境中才会产生应力腐蚀开裂。有拉伸应力存在，是应力腐蚀开裂的先决条件，焊接剩余拉应力有着极为重要的影响！ 在锅炉压力容器部件的腐蚀中，应力腐蚀及其造成的破裂是最常见、危害最大的一种！已成为工业（特别是石油化工）中越来越突出的问题（参见：化工设备损伤事例统计表），石油化工焊接结构的破坏事故中，约有半数为应力腐蚀开裂。 化工设备（低于300ºC）损伤事例统计表 ①包括腐蚀疲劳开裂，一般约占8% 。 因此，必须从结构设计及施工制造方面考虑洚低剩余拉应力，以提高结构的抗应力腐蚀开裂性能。当然，还应从生产管理方面考虑降低介质的腐蚀作用。 本节主要是了解应力腐蚀开裂的特征，以防止、控制应力腐蚀开裂。 一. 应力腐蚀开裂特征： 1. 应力腐蚀开裂条件： （1）合金----纯金属不发生应力腐蚀，但几乎所有的合金在特定的腐蚀环境中都会产生

应力腐蚀裂纹。极少量的合金或杂质都会使材料产生应力腐蚀。各种工程实用材料几乎都有应力腐蚀敏感性。 （2）拉应力-----引起应力腐蚀的应力必须是拉应力，且应力可大可小，极低的应力水平也可能导致应力腐蚀破坏（不管拉应力多么小，只要能引起变形滑移，即可促使产生应力腐蚀开裂）。应力既可由载荷引起，也可是焊接、装配或热处理引起的残余应力。 （3）腐蚀性介质----产生应力腐蚀的材料和腐蚀性介质之间有选择性和匹配关系，即当二者是某种特定组合时才会发生应力腐蚀。常用金属材料发生应力腐蚀的敏感介质如下表所示。 常用材料发生应力腐蚀的敏感介质（锅炉压力容器安全讲座刘清方） 2.应力腐蚀开裂过程： 一般将应力腐蚀开裂分为三个阶段： （1）孕育阶段----形成局部性的最初的腐蚀裂口，拉应力起主要作用。 1）拉应力作用造成塑性变形，材料形成活化的滑移系统，使局部地点产生“滑移阶梯”，破坏合金表面保护膜，导致合金表面上出现断层。（如图1-5-1b所示） 阶梯因无保护而溶解、腐蚀 a b 图1-5-1

应力开裂裂纹特征

应力开裂裂纹特征 一、应力开裂裂纹的概念和分类 应力开裂是指物体在受到外部作用力时，由于其内部存在一定的应力 集中，导致物体表面出现开裂现象。这种开裂现象被称为应力开裂。 而在应力开裂中，如果出现了明显的断口，则称为应力开裂断口或者 是应力腐蚀断口。 根据不同的应力来源和作用方式，可以将应力开裂分为以下几类： 1. 静态载荷下的静态强度破坏 2. 动态载荷下的疲劳破坏 3. 热载荷下的热疲劳破坏 4. 腐蚀环境下的腐蚀开裂 二、应力开裂裂纹形貌特征 在实际工程中，由于材料本身质量和制造工艺等因素影响，会导致材 料内部存在缺陷或者是微小孔洞等缺陷。当外部作用力引起局部应变时，这些缺陷就可能会成为损伤生长源并形成微小的裂纹。随着外部 作用力不断增加，这些裂纹就会逐渐扩展并形成明显的应力开裂裂纹。

应力开裂裂纹的形貌特征主要包括以下几个方面： 1. 裂纹起始点：应力开裂裂纹通常都是从材料表面或者是内部的缺陷 处开始发生，这个位置被称为裂纹起始点。在金属材料中，通常都会 出现一些微小孔洞或者是夹杂物等缺陷，这些缺陷就是应力开裂的最 常见起始点。 2. 裂纹扩展方向：应力开裂裂纹的扩展方向与外部作用力的方向有关。如果外部作用力垂直于材料表面，则裂纹扩展方向通常也是垂直于表面；如果外部作用力与材料表面夹角较小，则裂纹扩展方向可能会呈 现出一定的倾斜。 3. 裂纹长度和深度：随着外部作用力不断增加，应力开裂裂纹会逐渐 扩展并加深。如果不及时处理，则可能导致整个构件失效。因此，在 实际工程中需要通过对应力集中区域进行加强或者是采取其他措施来 防止裂纹的扩展。 4. 裂纹形状：应力开裂裂纹的形状通常都是不规则的。这是由于材料 内部存在着各种不同形状和大小的缺陷，而这些缺陷会对应力集中区 域产生影响，导致裂纹形状不规则。 三、应力开裂裂纹的危害和预防措施

316l不锈钢应力腐蚀开裂要素

316l不锈钢应力腐蚀开裂要素 让我们从简单的概念开始，深入探讨316L不锈钢应力腐蚀开裂的要素。316L不锈钢是一种低碳型的不锈钢，具有优异的耐蚀性和机械性能，在化工、海洋工程、医疗器械等领域得到广泛应用。然而，即使具有 良好的腐蚀抵抗性，316L不锈钢也存在应力腐蚀开裂的问题，这给其应用带来了一定的局限性。 316L不锈钢应力腐蚀开裂的要素可以从以下几个方面进行全面评估： 1. 化学成分 316L不锈钢主要由铬、镍、钼和少量的铁、锰等元素组成。其中，镍的含量对其抗应力腐蚀开裂性能起着重要的作用。还需注意评估其他 杂质元素的含量，以及其对应力腐蚀开裂的影响。 2. 环境因素 环境因素是影响316L不锈钢应力腐蚀开裂的重要要素之一。包括介质的PH值、氯离子浓度、温度等因素都会对其腐蚀性能产生影响。还 需评估材料处于的具体环境条件，如海水中、化工介质中等。 3. 应力状态 材料的应力状态是引发应力腐蚀开裂的重要要素之一。在实际应用中，

316L不锈钢往往会受到各种静态和动态应力的作用，例如张应力、弯曲应力等。需要对材料在不同应力状态下的腐蚀性能进行深入评估。 4. 微观组织 316L不锈钢的微观组织对其应力腐蚀开裂行为也具有重要影响。晶粒尺寸、晶界沿晶腐蚀、析出相等微观结构都会对材料的腐蚀性能产生影响，因此需要对材料的微观组织进行全面的分析。 基于以上要素的评估，可以进一步深入了解316L不锈钢应力腐蚀开裂的机制和规律，为其在实际应用中的预防和控制提供有益的指导。 总结回顾性部分，通过对316L不锈钢应力腐蚀开裂要素的全面评估，我们更深入地了解了这一不锈钢材料在特定环境条件下的腐蚀行为。对于相关领域的工程师和研究人员来说，深入理解这些要素对于选择合适的材料、设计合理的工程结构以及预防应力腐蚀开裂具有重要意义。 个人观点方面，我认为对于316L不锈钢的应力腐蚀开裂要素进行全面评估，并加强对其机制和规律的研究，可以帮助我们更好地应对工程实践中的相关问题，提高材料的安全性和可靠性。我也希望未来能够加强对新材料的研究和开发，以满足不同工程领域对于材料性能的需求。

316l不锈钢应力腐蚀开裂要素

如题：316L不锈钢应力腐蚀开裂要素 一、316L不锈钢的基本概念 316L不锈钢是一种低碳型的316不锈钢，具有优异的耐腐蚀性能，尤其适用于耐高温和高氯化物环境。它的主要成分是铬、镍和钼，其中铬的含量达到了16，镍的含量达到了10，钼的含量达到了2.5。这些成分赋予了316L不锈钢优异的耐腐蚀性能和机械性能，使其成为各种领域中广泛应用的一个重要材料。 二、316L不锈钢的应力腐蚀开裂概念 应力腐蚀开裂是金属在受到一定的应力和腐蚀介质的作用下出现的一种特定形式的腐蚀现象。对于316L不锈钢来说，其在一定条件下也会发生应力腐蚀开裂，这是因为不锈钢在一定应力和腐蚀环境下会发生微观裂纹并逐渐扩展，最终导致零件的失效。而316L不锈钢应力腐蚀开裂要素就是指导致316L不锈钢在应力和腐蚀环境下发生应力腐蚀开裂的各种因素。 三、316L不锈钢应力腐蚀开裂的要素探究 1. 应力：316L不锈钢的应力腐蚀开裂与应力密切相关。高应力会加速316L不锈钢的应力腐蚀开裂，因此在设计和使用中要合理控制材料的应力状态，减少应力集中的地方，从而降低应力腐蚀开裂的风险。 2. 腐蚀介质：腐蚀介质的种类和浓度也会影响316L不锈钢的应力腐蚀开裂。高浓度的氯化物、硫化物和溶解氧等物质都可能导致316L不

锈钢的应力腐蚀开裂，因此在实际使用中要尽量避免接触这些腐蚀介质。 四、317L不锈钢应力腐蚀开裂的防护措施 1. 合理设计：在零部件设计阶段，就应该考虑到应力腐蚀开裂的风险 因素，采取合理的构造设计和表面处理，减少应力集中和腐蚀介质的 侵蚀。 2. 材料选择：在特定环境中，可以选择抗应力腐蚀开裂性能更好的 316L不锈钢，例如317L不锈钢，来取代316L不锈钢，提高零部件 的抗腐蚀性能。 五、结语 通过对316L不锈钢应力腐蚀开裂要素的深入探讨，我们可以更好地理解应力腐蚀开裂的机理和影响因素，从而采取更有效的防护措施，保 障零部件的使用寿命和安全性。也应该加强材料的研发和应用，不断 提高不锈钢的抗应力腐蚀开裂性能，为工程实践提供更好的材料选择。不锈钢是一种重要的金属材料，具有耐腐蚀、抗氧化、耐高温等优良 性能，因此在各种工程领域中得到了广泛的应用。而316L不锈钢作为一种低碳型的不锈钢，在耐腐蚀性能方面表现突出，尤其适用于耐高 温和高氯化物环境。然而，即使具有优异的性能，也不能完全避免其 在特定条件下发生应力腐蚀开裂的问题。深入了解316L不锈钢应力腐蚀开裂的要素以及防护措施，对于提高材料的工程实践价值至关重要。

硫化物应力腐蚀开裂(SSC)

H．7硫化物应力腐蚀开裂（SSC） H.7.1概述 对SCC的敏感性与渗透到钢材内的氢的量有关，这主要与pH值和水中的H2S含量这两个环境因素有关。典型地，人们发现钢中的氢溶解量在pH值接近中性的溶液中最低，而在pH值较低和较高的溶液中较高。在较低pH值中的腐蚀原因是因为H2S，反之在高pH值中腐蚀是因为高浓度的二价硫离子。若高pH值溶液中存在氰化物能够加剧氢渗透到钢材中。目前已知钢材对SCC的敏感性随H2S含量（例如H2S在气相中的分压，或液相中的H2S含量）的增加而增大。H2S含量为1ppm这样小浓度的水中也发现对SCC有敏感性。 对SCC的敏感性主要与材料两种物理参数有关硬度和应力水平。随着硬度的增加钢对SCC的敏感性也增加。通常对用于湿硫化氢环境的碳钢压力容器和管道不考虑SCC，因为它们具有较低的硬度（强度）。然而，焊接后的焊缝熔合区和热影响区具有高的残余应力。高的残余拉应力与焊缝结合增加了钢对SCC的敏感性。焊后热处理能够有效地减少残余应力，焊缝熔合区和热影响区的回火（软化）处理也有同样的效果。对每英寸厚度在大约1150℉（621℃）下保温一小时（最少一小时）的热处理方法被证明是一种对碳钢有效的防止腐蚀性开裂的消除应力热处理方法。对低合金钢有时需要更高的温度。控制硬度和减少残余应力被认为是防止SCC的方法，在NACE RP 0472中有详细描叙。 H.7.2基础数据 表H-8中列出了确定碳钢和低合金铁素体钢设备和管线对硫化物应力腐蚀开裂敏感性所需的基础数据。如果无法确定准确的工艺参数，则需咨询知识丰富的工艺工程师来进行预测。 H.7.3确定环境苛刻度 如果没有水存在，则认为设备和管线对SCC没有敏感性。如果有水存在，则用从表H-8中得出的有关水中的H2S含量和它的pH值的基础数据再从表H-9中估计环境苛刻度（潜在的氢溶解量）。 H.7.4确定对SCC的敏感性 用在表H-9中确定的环境苛刻度以及在表H-8中得到的有关最大布氏硬度和焊件焊后热处理的基础数据，从表H-10中确定对SCC的敏感性。按图H-5中流程来确定硫化物应力腐蚀的敏感性。

承压设备损伤之应力腐蚀开裂

承压设备损伤之应力腐蚀开裂 承压设备损伤之应力腐蚀开裂 1.3 应力腐蚀开裂（SCC） 应力腐蚀开裂是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而互生失效的一种通用术语。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。裂纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。 《承压设备损伤模式识别》、《容器定检规》中称为“环境开裂”（共列出13种）：氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、胺、湿硫化氢破坏（氢鼓包、氢致开裂、应力导向型氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂）、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水、连多硫酸、液体金属脆断等等。 >>裂纹特征应力腐蚀的宏观裂纹均起自于表面且分布具有明显的局部性；裂纹的走向与所受应力，特别是与残余应力有密切关系；裂纹常呈龟裂和风干木材状，裂纹附近未见塑性变形；除裂纹部位外，其它部位腐蚀轻微，且常有金属光泽。 >>在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩展的裂纹称为沿晶裂纹。应力腐蚀裂纹的微观形貌多为穿晶型，但也多见沿晶型和穿晶＋沿晶混合型；裂纹的宽度较小，而扩展较深，裂纹的纵深常较其宽度大几个数量级； >>裂纹既有主干也有分支，典型裂纹多貌似落叶后的树干和树枝，裂纹尖端较锐利。 典型的应力腐蚀开裂裂纹及其微观形貌 沿晶裂纹

穿晶裂纹 >>断口形貌应力腐蚀的宏观断口多呈脆性断裂。断口的微观形貌，穿晶型多为准解理断裂，并常见河流，扇形，鱼骨，羽毛等花样；而沿晶型则多为冰糖块状花样。 断口扫描电镜微观形貌－解理＋微裂纹 沿晶断口，晶间存在微裂纹 1.3.1 氯化物应力腐蚀开裂 奥氏体不锈钢及镍基合金在拉应力和氯化物溶液的作用下发生的表面开裂。 >>损伤机理 氯离子易吸附在奥氏体不锈钢表面的钝化膜上，取代氧原子后和钝化膜中的阳离子结合形成可

碱脆

碱脆 金属及合金材料在碱性溶液中，由于拉应力和腐蚀介质的联合作用而产生的开裂。它是应力腐蚀破裂的一种类型。碱脆主要发生在锅炉水因软化处理带来碱性并在锅炉缝隙里浓缩造成的锅炉破裂，也发生在接触苛性碱的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢设备上。 碱脆的防止措施有：(1)添加抑制剂，如磷酸三钠、硝酸钠等；(2)尽可能降低作业温度；(3)尽量将负荷应力降低；(4)进行消除应力的热处理，除去焊接、装配、加工时产生的残余应力；(5)选用不易产生碱脆的高镍铸铁、镍合金等材料。 钢的碱脆，一般要同时具备3个条件。一是较高浓度的氢氧化钠溶液。试验指出，浓度大于10％的碱液即足以引起钢的碱脆。二是较高的温度，碱脆的温度范围较宽，但最容易引起碱脆的温度是在溶液的沸点附近。三是拉伸应力，可以是外载荷引起的应力，也可以是残余应力，或者是两者的联合作用。拉伸应力的大小虽然是碱脆的一个影响因素，但更重要的因素是应力的均匀与否，局部的拉伸应力最容易引起碱脆。碱脆通常发生在锅炉的锅筒等高温承压部件中，因为它有可能同时具备有发生碱脆的3个条件：在正常运行情况下，锅筒等承压部件就处在较高的温度和拉伸应力的作用下，而开孔接管等局部区域也存在不均匀的拉伸应力。至于锅水中的碱浓度虽然不会达到产生碱脆的程度，但在局部地方，常常会因为氢氧化钠富集而使水的碱浓度增大。例如在铆接、胀管及其他一些存在缝隙的地方，锅水进入后常被逐渐浓缩，就很有可能达到碱脆所需要的浓度。所以锅筒的碱脆绝大多数是在铆接或胀接的接缝上发生的。我国曾不止一次发生过锅炉碱脆爆炸事故，这类恶性事故国外也多次发生过。国内也有过超高压容器因稀碱液局部浓缩而引起碱脆并导致爆炸的事例。 苛性脆化是金属一种特殊的腐蚀形式。由于引起这种腐蚀的主要因素是水中的苛性钠，使受腐蚀的金属发生脆化，因而称为苛性脆化。又因为这种腐蚀是沿晶间发生裂纹，也称晶间腐蚀。实践证明，锅炉发生苛性脆化必须同时具备三个条件：一是锅水中氢氧化钠(NaO H)的浓度必须达到一定值，水质标准和锅炉规程都规定，为了防止发生苛性脆化，锅水的相对碱度不应超过0．2；二是锅炉受压件间存在间隙，有锅水局部浓缩的条件，如胀接和铆接处，都易造成锅水局部浓缩；三是发生苛性脆化的部位必须有大于材料屈服限的应力，在胀接和铆接处这些条件均具备。因此，采取胀接或铆接(现在已不再用了)易发生苛性脆化。在我国锅炉安全史上，因苛性脆化发生过几次严重锅炉爆炸事故。如1955年天津棉纺厂锅炉爆炸事故、1973年内蒙某电厂锅炉爆炸事故均是由苛性脆化引起的。 苛性脆化的危险性在于这种腐蚀发生的初期不易发现，不形成溃疡点，也不使金属变薄。当一旦有这种腐蚀时，金属很快遭到破坏。当察觉发生裂纹时，金属损伤已经达到严重程度，而金属的机械性能(如塑性、抗拉强度等)一般不发生任何变化。

管道的应力腐蚀断裂(2020版)

( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 管道的应力腐蚀断裂(2020版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

管道的应力腐蚀断裂(2020版) 四川省的天然气管线由于介质未处理好，在被输送的天然气中H2 S大大超过规定的含量，曾发生多次爆破事故。 据国外文献介绍，美国1955年第一次发生由于氢脆而产生的氢应力破坏，六十年代出现了其他形式的应力腐蚀断裂，以后随着时间的延续，这类破坏事故越来越多，而应力腐蚀断裂也越来越多地为管道工作者所关注，并成为研究的课题。 应力腐蚀断裂简称为SCC，这系由英文名词StressCorrosionCrac King而来的，其定义为：在应力和介质联合作用下，裂纹的形成和扩展的过程叫做应力腐蚀，由于应力腐蚀而产生的断裂称为应力腐蚀断裂。

当原始缺陷的长度2a小时临界裂纹长度2ac 时，管线是不会断裂的，但由于疲劳或(和)环境的作用，裂纹长度可以增长，当原始缺陷长度逐渐增长，最后达到2ac 时，则管道产生断裂。这里只将讨论后者，即在环境和应力相互作用下引起的应力腐蚀断裂。 一、应力腐蚀的机理 为说明应力腐蚀需先简单的介绍腐蚀反应。大家知道，钢铁放在潮湿的空气中，就会生锈，锈不断脱落，就会导致截面减小和重量减轻，这称为钢铁受到了腐蚀。腐蚀是一种电化学过程，它又可分为阳极过程和阴极过程，这二者是共存的。 金属原子是由带正电的金属离子，对钢来说，就是二价的铁离子F2+ 和周围带负电的电子云(用e- 来表示）构成的，如下所示： Fe→Fe2+ +2e-