Коррозионное растрескивание под напряжением
Коррозионное растрескивание под напряжением ( КРН ) — это рост трещинообразования в агрессивной среде. Это может привести к неожиданному и внезапному разрушению обычно пластичных металлических сплавов при растяжении , особенно при повышенной температуре. SCC очень химически специфичен, поскольку некоторые сплавы могут подвергаться SCC только при воздействии небольшого количества химических сред. Химическая среда, которая вызывает SCC для данного сплава, часто является слабокоррозионной.к металлу. Следовательно, металлические детали с тяжелым SCC могут казаться яркими и блестящими, будучи заполненными микроскопическими трещинами. Этот фактор приводит к тому, что SCC остается незамеченным до отказа. SCC часто быстро прогрессирует и чаще встречается у сплавов, чем у чистых металлов. Конкретная среда имеет решающее значение, и только очень небольшие концентрации некоторых высокоактивных химических веществ необходимы для возникновения катастрофического растрескивания, часто приводящего к разрушительным и неожиданным отказам. [1]
Напряжения могут быть результатом щелевых нагрузок из-за концентрации напряжений или могут быть вызваны типом сборки или остаточными напряжениями при изготовлении (например, холодная обработка); остаточные напряжения могут быть сняты отжигом или другой обработкой поверхности.
SCC является результатом сочетания трех факторов: восприимчивого материала, воздействия коррозионной среды и растягивающих напряжений выше порогового значения. Если какой-либо из этих факторов устранен, инициация SCC становится невозможной.
За возможным исключением последнего, который является частным примером водородного растрескивания , все остальные демонстрируют явление докритического роста трещины , т. е. небольшие поверхностные дефекты распространяются (обычно плавно) в условиях, когда механика разрушения предсказывает, что разрушения не должно произойти. То есть в присутствии коррозионного агента трещины развиваются и распространяются значительно ниже критического коэффициента интенсивности напряжения ( ). Докритическое значение интенсивности напряжения, обозначаемое как , может быть менее 1 % от .
Аналогичный процесс ( растрескивание под воздействием окружающей среды ) происходит в полимерах , когда изделия подвергаются воздействию определенных растворителей или агрессивных химических веществ, таких как кислоты и щелочи . Как и в случае с металлами, атака ограничивается определенными полимерами и определенными химическими веществами. Таким образом , поликарбонат чувствителен к воздействию щелочей, но не кислот. С другой стороны, полиэфиры легко разлагаются кислотами, и SCC является вероятным механизмом отказа . Полимеры подвержены растрескиванию под воздействием окружающей среды , когда агрессивные агенты не обязательно вызывают химическую деградацию материалов.Нейлончувствителен к разложению кислотами, процесс, известный как гидролиз , и нейлоновые молдинги трескаются при воздействии сильных кислот.
Например, поверхность излома топливного соединителя показала прогрессивный рост трещины от воздействия кислоты (Ch) до конечного выступа (C) полимера. В данном случае отказ был вызван гидролизом полимера при контакте с серной кислотой , вытекающей из автомобильного аккумулятора . Реакция разложения обратна реакции синтеза полимера:
