腐蝕裂縫尖端,裂紋表面和開裂進(jìn)行區(qū)的化學(xué)過程仍未被人們所知。盡管有大量的實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格定義了裂縫尖端溶液的化學(xué)成分和電化學(xué)條件,但是對(duì)于腐蝕開裂機(jī)理仍然有很大的研究空間,包括缺乏對(duì)于裂縫尖端的鈍化膜層機(jī)理的理解,對(duì)于應(yīng)變引起裸露金屬的研究以及鈍化膜層一旦破裂暴露的溶解速率的計(jì)算。以下圖為例。
環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂局部放大圖: 機(jī)械應(yīng)力作用下試樣的生物應(yīng)力開裂
內(nèi)部絕緣起搏器電極線的金屬離子氧化。注意外部聚合物線圈變化
來源:由美敦力公司
另外,在很多合金體系中,仍然不能預(yù)測(cè)或者估計(jì)合金元素造成氫脆的原因。其中浮現(xiàn)出的大量氫脆模型只能簡(jiǎn)單地預(yù)測(cè)材料行為,或用限定的實(shí)驗(yàn)來校正損傷系數(shù)。這就又為我們提供了一個(gè)研究機(jī)會(huì)。至于應(yīng)力腐蝕開裂中的熱溫度變化也不能被人們所預(yù)測(cè)。
因此,我們?nèi)鄙俅罅康哪P突蛘呤腔局R(shí)來指導(dǎo)設(shè)計(jì)用于極端環(huán)境下使用的高性能工程合金。這類合金需要很好的斷裂韌性和緩慢的裂紋生長(zhǎng)速率。最后,不同于水溶液中的反應(yīng)已經(jīng)被研究透徹記錄歸檔,高溫開裂反應(yīng)活性效果仍然值得我們作進(jìn)一步的研究。舉例來說,高溫腐蝕過程會(huì)優(yōu)先在晶界處進(jìn)行反應(yīng),然后將其他微觀結(jié)構(gòu)特征作為開裂和失效的路徑。我們對(duì)于氧和其他元素在高溫裂縫生長(zhǎng)中的作用具有很大的興趣,但是研究得很少。
在這方面,Woodford等人以鎳基合金為對(duì)象做了開創(chuàng)性的工作[1].他們研究比較了在裂縫尖端處鈍化性和膜層破損的問題,但是他們并沒有做很具體的研究工作,只是對(duì)比了已經(jīng)完成的水溶液條件下的實(shí)驗(yàn)條件。因此他們對(duì)于進(jìn)一步的研究給予了一個(gè)清晰的領(lǐng)域,那就是可以把具有潛在性災(zāi)難后果的裂縫,具有重要作用的應(yīng)力,已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)科學(xué)文獻(xiàn)以及先進(jìn)的模擬計(jì)算模型和試驗(yàn)技術(shù)來研究高溫腐蝕開裂現(xiàn)象。
[1] D.A.Woodford,鎳基超合金的氣相脆化及其隨時(shí)間變化的開裂,能源材料1:59-79,2006
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標(biāo)簽: 腐蝕 開裂

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