第三章 金属在某些环境中的腐蚀点蚀.ppt

1、第三节 点蚀,董卫国,2008-3-3,表面状态与几何因素 不适当的表面状态与几何构形还会引起孔蚀、缝隙腐蚀以及浓差电池腐蚀等等。实际上许多工程结构发生的应力腐蚀、疲劳腐蚀和磨损腐蚀，也是由于几何形状设计不合理造成的，但它们的破坏本质上是力学因素与腐蚀环境共同作用的结果 一、孔蚀 孔蚀又叫坑蚀，俗称点蚀，小孔腐蚀，它只发生在金属表面的局部地区。粗糙表面往往不容易形成连续而完整酌保护膜，在膜缺陷处，容易产生孔蚀；加工过程的锤击坑或表面机械擦伤部位将优先发生和发展孔蚀。,2008-3-3,一、孔蚀 当然，孔蚀的发生不一定非要表面初始状态存在机械伤痕或缺陷，尤其对于孔蚀敏感的材料，即使表面非常光滑同

2、样也会发生。孔蚀有很高的腐蚀速度，检查蚀孔比较困难，通常被腐蚀产物所遮盖，直至设备腐蚀穿孔后才被发现，所以孔蚀是隐患性很大的腐蚀形态之一。,2008-3-3,易钝化的金属在含有活性阴离子(最常见的是Cl-)的介质中，最容易发生孔蚀。孔蚀的过程大体上有蚀孔的形成与成长两个阶段，现以18-8不锈钢在充气的NaCl溶液中的腐蚀过程为例加以说明。,2008-3-3,18-8不锈钢是钝化能力比较强的金属，在无活性阴离子的介质中，其钝化膜的溶解和修复(再钝化)处于动平衡状态。而在NaCl溶液中，由于存在Cl-将使平衡受到破坏，因为氯离子能在某些活性点上优先于氧原子吸附在金属表面，并和金属离子结合成可溶性氯

3、化物，形成孔径很小(约2030m)的蚀孔活性中心，亦称孔蚀核。,2008-3-3,蚀核可在钝化金属的光滑表面上任何地点形成，随机分布。但当钝化膜局部有缺陷(金属表面有伤痕、露头位错等)，金属内部有夹杂的硫化物，晶间上有碳化物等沉积时，蚀核将在这些特定点上优先形成。有些蚀核可能再钝化而不再长大，而大部分蚀核将继续长大。当蚀核长大到孔径约大于30m时，金属表面即出现宏观可见的蚀孔。,2008-3-3,形成蚀孔以后，由于孔内金属表面处于活态，电位较负，蚀孔外的金属表面处于钝态，电位较正，于是孔内外构成了一个活态一钝态微电池。孔内的主要阳极反应有FeFe2+2e、NiNi2+2e以及CrCr3+3e。

4、孔外的主要阴极反应为1/2O2+H2O+2e2OH-。由于孔的面积相对很小，阳极电流密度很大，蚀孔迅速加深。孔外金属表面将受到阴极保护，可继续保持钝态。,2008-3-3,孔内介质基本上处于滞留状态，溶解的金属离子不易往外扩散，溶解氧也不易扩散进孔内。随着腐蚀的进程，孔内带正电的金属离子浓度增加，为保持溶液的电中性，带负电的氯离子就不断迁入，使孔内形成了金属的氯化物FeCl2等，氯化物又进一步水解产生盐酸 M2+Cl2-+2H2O M(OH)2+2HCl,2008-3-3,孔内介质的酸度增高，促使阳极溶解速度加速。进而二次腐蚀产物Fe(OH)2，以及水中的可溶性盐如Ca(HCO3)2。由于孔口

5、介质PH值的升高而转化成的CaCO3沉淀物，一起在孔口沉积使蚀孔成为一个闭塞电池。这样，孔内、外的物质交换就夏加困难，而离子半径很小的Cl-可以继续穿过无保护性的沉积物迁入孔内，金属氯化物不断增浓。,2008-3-3,水解后使溶液的酸度进一步提高，有时甚至可使PH值接近于零。高浓度的酸液将急剧地加快阳极溶解速度。这种闭塞电池内进行的所谓“自催化酸化作用”，将使蚀孔沿重力方向迅速深化，以至把金属断面蚀穿。,2008-3-3,孔蚀的防止方法，主要从材料上考虑如何降低有害杂质的含量和加入适量的能提高抗孔蚀能力的合金元素； 改善热处理制度，例如铝合金避免在500左右退火，以减少沉积相的析出； 或者设法

6、降低介质中尤其是卤素离子的浓度； 结构设计时注意消除死区，防止溶液中有害物质的浓缩。 此外，也可以采用阴极保护。,2008-3-3,第四节 缝隙腐蚀,当金属与金属或金属与非金属之间存在很小的缝隙(一般为0.0250.1mm)时，缝内介质不易流动而形成滞留状态，促使缝隙内的金属加速腐蚀，这种腐蚀称为缝隙腐蚀。,2008-3-3,许多工程结构都普遍存在这类间隙，例如，铆接板的接合面、螺纹连接、螺母压紧面、法兰垫片接合面、设备底板与基础的接触面等等。有些缝隙是设计不合理造成的，而有些从设计上是很难避免的。此外，泥沙、污垢、灰尘等沉积在金属表面上，无形中亦形成了缝隙。,2008-3-3,大多数工业用金

7、属或合金都可能会产生缝隙腐蚀，而耐蚀性主要依靠表面形成钝化膜的金属或合金，对缝隙腐蚀尤为敏感。几乎所有的腐蚀介质(包括淡水)都能引起缝隙腐蚀，但其中以充气的含有活性阴离子的中性介质最容易发生一遭受缝隙腐蚀的金属，在缝内呈现深浅不一的蚀坑或深孔，缝口常有腐蚀产物覆盖。,2008-3-3,一直以来认为缝隙腐蚀是由于缝隙内与缝隙外存在金属离子或氧的浓度差所引起的，因此就用浓差腐蚀的概念来解释这类腐蚀形态。近期的研究表明，金属离子或氧的浓差只是缝隙腐蚀的起因，它进一步的发展，与孔蚀一样属于闭塞电池的自催化腐蚀过程。,2008-3-3,例：铆接的钢板在充气的海水中的腐蚀 腐蚀初期阶段，缝隙内外发生氧去极

8、化的均匀腐蚀。 随后就构成了宏观的氧浓差电池，缺氧的缝内成为阳极，缝外为阴极。阳极溶解反应FeFe2+2e；缝隙外发生1/2O2+H2O+2e2OH-反应，并受到一定程度的保护。,2008-3-3,阴、阳极的腐蚀产物在缝口相遇形成二次产物而沉积，逐步发展为闭塞电池。缝隙中产生的金属离子Fe2+因难于往缝隙外扩散而使缝内正电荷增高，必然有氯离子迁移进来以保持电荷平衡，,(带负电荷的氢氧离子也可能迁入，但它们的迁移速度比Cl-慢得多)。,2008-3-3,结果缝内的金属氯化物浓度不断增加，氯化物进一步水解产生不溶性的氢氧化物和游离酸。这样就造成了闭塞电池的自催化腐蚀过程，加速了缝隙内的腐蚀。,20

9、08-3-3,易钝化金属对缝隙腐蚀比碳钢敏感，它们的腐蚀过程与碳钢基本相同。只是腐蚀刚开始时，缝内、外几乎处于等电位状态，缝内由于供氧不足，钝化膜的溶解速度(即活化过程)很慢，往往有一个很长的孕育期。当缝内一旦活化以后，缝内、外即构成了钝化活化电池，继而产生闭塞电池的自催化过程，腐蚀速度便急剧增加。,2008-3-3,缝隙腐蚀的防止，主要是在结构设计上如何避免形成缝隙和能造成表面沉积的几何构形。,2008-3-3,2008-3-3,若在结构设计上不可能采用无缝隙方案，也应使结构能够妥善排流，以利于沉积物及时清除。 亦可采用固体填充料将缝隙填实，例如，对于海水介质中使用的不锈钢设备，可采用铅锡合

10、金作填充料，同时它还可以起牺牲阳极的作用。 设计选材时，采用某些耐缝隙腐蚀的材料，可以延长设备寿命。例如采用高钼铬镍不锈钢、哈氏合金等，但由于价格昂贵，未能广泛使用。此外，也可以采用阴极保护。,2008-3-3,第五节 晶间腐蚀,主要发生焊接处,2008-3-3,第四节 焊接因素 一、焊接缺陷与腐蚀 1、焊接表面缺陷 飞溅是熔敷金属的小粒子飞散而附着在母材表面的缺陷，当电流过太、焊皮中有水分、电弧太长、粉性熔渣或焊条角度不当时都可能出现这种缺陷。 焊瘤或咬边常形成可见的狭缝，而飞溅往往亦在母材板和金属粒的接触区形成缝隙，从而产生缝隙腐蚀。 焊接过程如果焊条直接在工件表面起弧，常常促使表面出现熔

11、坑，而成为孔蚀的发源地。,2008-3-3,2、异种金属焊接 化工设备采用异种金属焊接，如碳钢-不锈钢、奥氏体不锈钢-铁素体不锈钢、复合钢板的焊接等并不少见，而某些钎焊结构如铜焊、锡焊、银焊更为常见。这种情况下，由于熔敷金属与母材的组成成分都不相同，在腐蚀环境中常常由于存在电位差而构成电偶腐蚀。尤其当焊缝金属电位远低于母体金属时，成为大阴极小阳极，焊缝金属将被迅速腐蚀。,2008-3-3,2、异种金属焊接 因此工程上常选用比母材电位更高的金属作焊条，这样在大阳极小阴极情况下，焊缝不被腐蚀，而母材腐蚀轻微。不过当溶液导电性比较低时，腐蚀将集中在焊缝周围的局部地区而出现较严重的局部腐蚀。,2008

12、-3-3,3、焊接残余应力 焊接应力是焊接过程中焊件体积变化受阻而产生的；高温区金属内部产生残余拉应力，低温区金属内部产生残余压应力。,2008-3-3,当焊接构件处于某些腐蚀环境中时，由于应力腐蚀破裂具有在垂直于最大拉伸应力方向破裂的特性，并且应力水平即使不太高的情况下亦会发生，所以为了防止应力腐蚀破裂，应尽可能降低焊接残余应力。 降低焊接残余应力的措施，在设计上应尽可能做到正确布置焊缝，避免应力叠加，以降低应力峰值。在工艺上可采用不加外力的反变形、长焊缝的逆向分段焊、厚板的多层焊和锤击焊接区的方法。或者焊层进行热处理，这是生产中最常用的消除焊接残余应力的方法，一般其消除应力的效果可达90以

13、上。,2008-3-3,4、焊接热影响区 焊接过程在肄缝两侧距焊缝远近不同的各点，所经历的焊接热循环是不同的，距焊缝越近的点，其加热最高温度越高，越远则越低。也就是说焊接热影区的各点实际相当于经受一次不同规范的热处理，因此必然有相应的组织变化，如出现晶粒长大、相变重结晶等。 当金属含有大量合金元素时，其组织变化就复杂得多。在某些情况下，晶间行为变得非常活泼，而发生严重的局部腐蚀，如焊缝晶间腐蚀。,2008-3-3,二、焊缝晶间腐蚀 1、焊缝晶间腐蚀特征 晶间腐蚀是一种微电池作用而引起的局部破坏现象，是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料晶间产生的腐蚀。焊缝晶间腐蚀是生产上最常见的腐蚀破坏形式之一

14、：常用金属与合金基本上都是多晶体结构，其表面有大量晶界，而晶间区仅500nm以下，腐蚀沿如此狭窄的部位向纵深发展，肉眼是根本无法辨认的。,2008-3-3,二、焊缝晶间腐蚀 1、焊缝晶间腐蚀特征 其腐蚀特征是，在表面还看不出破坏时，晶粒间已几乎完全丧失了结合强度，并失去金属声音，严重时只要轻轻敲打即可破碎，甚至形成粉状。特别是不锈钢材料，有时即使晶间腐蚀已发展到相当严重的程度，其表观仍保持着光亮无异的原态。所以，这是一种危害性很大的局部腐蚀。,2008-3-3,焊缝晶间腐蚀通常发生在热影响区的熔合线附近一个较窄的区域。,2008-3-3,2、晶间腐蚀机理 奥氏体不锈钢晶间腐蚀的贫铬理论已被大家

15、所公认。其主要论点是：奥氏体不锈钢在450850长时间加热，例如焊接时，焊缝两侧23mm处将被加热到这个温度范围的所谓晶间腐蚀敏感区，此时晶间的铬和碳化合成为(Cr、Ni、Fe)4C、(Cr、 Fe、Ni)7C3或Cr23C6，从固溶体中沉淀出来，生成的碳化物，每1C约需1020Cr，导致晶间铬含量降低。,2008-3-3,2、晶间腐蚀机理 这时由于晶内与晶间的元素存在浓度梯度，晶内的碳及铬将同时向晶问扩散，但在450850时，Cr比C的扩散速度慢(原子半径Cr=1.28，C=0.771)，因此进一步形成的碳化铬所需的Cr仍主要来自晶粒边缘，致使靠近碳化铬的薄层固溶体中严重缺Cr，使Cr量降到

16、钝化所必需的最低含量(11)以下。这样，当与腐蚀性介质接触时，晶间贫铬区相对于碳化物和固溶体其他部分将形成小阳极对大阴极的微电池，而发生严重的晶问腐蚀。,2008-3-3,温度影响扩散能力，当温度很低时，碳原子等没有足够的扩散能量，不会析出碳化物；当温度很高时，例如超过1000，碳化物可能会析出，但很快又会重新溶人奥氏体中，因此都不会造成晶间贫铬。只有当处于450850的敏化温度范围时最易产生晶间腐蚀，其中的700750温度区最为危险。,2008-3-3,时间影响浓度梯度。即使处于450850温度区，若经历时间很短，碳来不及扩散到边界，贫铬亦不致发生的“一次稳定区”。反之，若时间很长，则铬会充

17、分扩散到晶界进行补充，使晶间的贫铬消失或至少达到钝化所需的铬浓度，即出现“二次稳定状态”，晶间腐蚀也不会发生。而处于两种稳定状态之间的时间内为不稳定状态，将产生晶间腐蚀。,2008-3-3,3、防止晶间腐蚀的方法 (1)固溶处理。加热到10501150，使焊接时析出的碳比铬重新分解溶入奥氏体内，再在水中冷却，即经淬火进入一次稳定区。此法工艺比较复杂，且构件淬火易变形，仅适宜于小工件。 (2)稳定化退火。加热到850900保温25h后空冷，因为在这个温度区内，元素在金属中的扩散相当迅速，使晶粒各处的铬量均匀，进入二次稳定区。 (3)超低碳法。控制焊缝的含碳量低于0.04，可大大降低碳化铬的析出量

18、。随着冶炼技术的提高，现在超低碳不锈钢的应用日益广泛。,2008-3-3,3、防止晶间腐蚀的方法 (4)合金化法。加入钛、铌、钽等比铬亲碳能力更强的合金元素，使用碳与这些合金元素优先形成碳化物析出，起到稳定奥氏体内铬含量的作用，避免了贫铬。这些合金元素中，以钛最好，因为它能同时起到细化晶粒的作用，所以如1Cr18Ni9Ti这类稳定型的18-8钢，应用十分广泛。,2008-3-3,3、防止晶间腐蚀的方法 此外，通过焊接材料向焊缝掺入铁素体形成元素(钛、铝、硅等)，使焊缝呈奥氏体-铁素体双相组织，也能提高抗晶间腐蚀能力。因为铬在铁素体内浓度大，扩散速度也大，这样当奥氏体晶界形成碳化铬后，铁素体内的

19、铬就能迅速扩散到晶界，以弥补铬的损失，防止了贫铬区的出现。同时铁素体在奥氏体内能打破贫铬区的连续性，可减轻晶间腐蚀的危害。铁素体相一般控制在5以下。,2008-3-3,第六节 应力腐蚀破裂,随着机械设备结构上存在或外加不同性质的应力如：拉、交变、剪应力，在与腐蚀介质共同作用下，将分别产生应力腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀，它们的腐蚀特征和机理各不相同。 一、应力腐蚀破裂 应力腐蚀破裂是金属结构在拉应力和特定腐蚀环境共同作用下引起的破裂，简称应力腐蚀，常以英语缩写SCC( Stress Corrosion Cracking)表示。,2008-3-3,1、应力腐蚀实例,2008-3-3,2、应力腐蚀产生

20、条件 应力腐蚀是应力与腐蚀介质综合作用的结果。其中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。拉应力的来源除了载荷造成的工作应力外，更多的来自制造加工过程，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。据报道残余应力造成的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。,产生SCC的另一重要条件是环境因素(包括腐蚀介质性质、浓度、温度)，对于某种材料其对应的环境条件是特定的，也就是说只有在一定的材料和一定环境的组合情况下才能发生这类腐蚀破坏。,2008-3-3,3、应力腐蚀破裂速度与裂纹形貌 金属在无裂纹、无蚀坑或缺陷的情

21、况下，SCC过程可分为三个阶段。 第一阶段为腐蚀引起裂纹或蚀坑的阶段，也即导致应力集中的裂纹源生核孕育阶段，常把相应的这一阶段时间称为潜伏期或诱导期。 第一阶段为裂纹扩展阶段，即由裂纹源或蚀坑发展到单位面积所能承受最大载荷的所谓极限应力值时的阶段。 最后是失稳纯力学的裂纹扩展阶段，即为破裂期。,2008-3-3,第一阶段受应力影响很小，时间长，约占破裂总时间的90，后两阶段仅占总破裂时间的10。如果构件在一开始使用时就存在微裂纹或蚀坑等缺陷，则SCC破裂过程只有裂纹扩展和失稳快速断裂两个阶段。所以SCC可能发生在很短时间内，也可能发生在几年后。,2008-3-3,SCC断裂速度约为0.013m

22、mh，远大于无应力存在下的局部腐蚀速度(如孔蚀等)，但又比单纯力学断裂速度小得多。例如，钢在海水中的SCC断裂速度为孔蚀的106倍，而比纯力学断裂速度几乎低10个数量级，这主要是纯力学断裂通常对应的应力水平要高得多。,2008-3-3,应力腐蚀裂纹形态有晶间型、穿晶型和混合型三种。混合型是以一种形态为主，支缝中出现另一种形态。几种裂纹形态见图。不同的金属-环境体系，将出现不同的裂纹形态。例如，碳钢、高强钢、铝合金、铜合金多半是沿晶间断裂，奥氏体不锈钢、镁合金大多是穿晶型，而钛合金为混合型。,2008-3-3,4、应力腐蚀机理 由于影响SCC的因素众多而复杂，对于各种金属一环境体系，目前要提出一

23、个统一的理论尚有困难。现在解释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、化学脆化-机械破裂两阶段理论、腐蚀产物楔入理论以及应办吸附破裂理论等等。这些理论都只能解释部分实验现象，并且带有不同学科的侧重点，但是对于裂纹的发展和断裂，认为与化学因素及力学因素密切相关的观点是一致的。下面仅对电化学阳极溶解理论作扼要介绍。,2008-3-3,电化学阳极溶解理论的论点：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。小阳极的裂纹内部与大阴极的金属表面构成腐蚀电池，由于活性阴离子(如Cl-)进入形成闭塞电池的裂纹或蚀坑内部，使浓缩的

24、电解质溶液水解而被酸化，促使裂纹尖端的阳极快速溶解，在应力作用下使裂纹不断扩展，直至破裂。,2008-3-3,所谓“活性途径”通常多半是晶粒边界、塑料变形引起的滑移带以及金属间化合物、沉淀相，或者由于应变引起表面膜的局部破裂。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。,2008-3-3,裂纹中的闭塞电池，因为尺寸很小，内部的溶液不易与外部发生对流交换，溶液将不断浓缩。同时随着腐蚀过程的进行，产生金属离子富集，为保持溶液的电中性，必然出现裂纹内部的金属离子与外部的活性阴离子相向扩散迁移，在裂纹内部形成的二次腐蚀产物(如氯化物)进一步水解而使溶液酸化。,2008-3-

25、3,布朗(Brown)等人曾经直接测量出，其pH值达3.23.4，这样就使腐蚀大大加快。荷尔(Hoar)等人以18-8钢在42MgCl2溶液中测定，裂纹内部的腐蚀电流密度i10-5Acm2(图中的A区)，而裂纹尖端(A区)则高达i05Acm2，说明腐蚀速度是相当大的 。,2008-3-3,SCC断口之所以呈现脆性断裂特征，可能是裂纹内溶液被酸化后形成的H+，由于腐蚀的阴极反应产生的氢原子扩散到裂纹尖端金属内部，使这一区域变脆，在拉应力作用下发生脆断。 电化学阳极溶解理论已被合金的阴极极化所证实，因为采用阴极保护可以抑制合金裂纹的产生和发展，如果取消阴极保护，裂纹又继续扩展。,2008-3-3,

26、5、防止或减轻应力腐蚀的途径 影响SCC的因素有环境、应办和冶金三个方面，因此，有效的防止方法就是消除这三个方面一切有害的因素。 (1)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 常规设计方法中采用的名义抗拉强度或屈服强度，并来考虑材料存在的缺陷。 (2)合理设计与加工减少局部应力集中,2008-3-3,2008-3-3,(3)采用合理的热处理方法消除残余应力，或改善合金的组织结构以降低对SCC的敏感性 例如，采用退火处理消除内应力。钢铁在500600处理0.51h，然后缓慢冷却；奥氏体不锈钢可以加热到900左右再缓冷。但高温处理有可能引起金属表面氧化，形状复杂的结构还会产生变形，

27、为此可采用降低温度、延长时间的热处理制度。 又如，高强度铝合金，通过时效处理，可以改善合金的微观结构，避免晶间偏析物的形成，能提高抗SCC的敏感性。,2008-3-3,(4)其他方法：合理选材。例如，接触海水的换热器，用普通碳钢比用不绣钢更耐蚀，采用含高镍量的奥氏体钢或含12Ti的低碳钢，可提高抗SCC的性能。 如果条件允许的场合，亦可采用去除介质中有害成分，或添加缓蚀剂的办法防止SCC。此外，采用阴极保护也可减缓或阻止SCC。,2008-3-3,二、腐蚀疲劳 金属构件在变动负荷作用下，经过一定周期后所发生的断裂称为疲劳断裂。由于腐蚀介质和变动负荷联合作用而引起金属的断裂破坏，则称为腐蚀疲劳。

28、 变动负荷是指负荷的大小、方向，或大小和方向都随时间发生周期性变化(或无规则变化)的一类负荷。,2008-3-3,二、腐蚀疲劳 例如，往复泵的缸体，在活塞运动时，拉应力大小不断变化，而应力方向不变；单程的活塞杆只是压应力大小的变化，而双程活塞杆则出现拉压交变应力；刮刀离心机的转辅，在过滤、卸料阶段，负荷发生周期性变化。此外，间隙性输送热流体的管道、传热设备、反应釜也有可能由于温度应力的周期性变化而产生腐蚀疲劳。,2008-3-3,腐蚀疲劳的产生条件与应力腐蚀比较，它没有特定的腐蚀介质的限定，也就是说，在任何腐蚀环境中都可能发生。从撕裂特征来看，应力腐蚀裂纹既可为穿晶型，也可能为晶间型，且裂纹分

29、枝多，呈树根状。 而腐蚀疲劳裂纹多为穿晶型，裂纹分支亦较少。它所产生的裂纹数量往往比纯力学疲劳的多得多。从破坏的断面来看，纯力学疲劳破坏的断面大部分是光滑的，小部分是粗糙面，呈现一些结晶形状。腐蚀疲劳破裂的断面大部分被腐蚀产物所覆盖，小部分呈粗糙的碎裂状。,2008-3-3,腐蚀疲劳与介质的pH值、含氧量、温度以及变动负荷的性质、交变应力的幅度和频率都有关系。一般随pH值减小，含氧量增高、温度上升腐蚀疲劳寿命就越低。变动负荷以对称的拉压交变应力的影响最大，大幅度、低频率的交变应力更容易加快腐蚀疲劳。,2008-3-3,腐蚀疲劳过程比较复杂，因此关于腐蚀疲劳的机理至今尚无统一的认识。其中有一种观

30、点认为：腐蚀疲劳是一个力学-电化学过程。 当构件受交变应力作用时，金属的结晶结构将发生位错，处于滑移面上的金属原子具有更高的自由能，它们根对于未受应变的部分成为阳极，在电化学和应力的联合作用下，产生微裂纹并沿滑移面不断扩展。如果金属处于容易产生孔蚀的腐蚀介质中，那么蚀孔将增强应力的作用，并诱发成裂纹。腐蚀疲劳最后阶段的断裂与普通疲劳一样，是纯力学性质的，所以有小部分的断口呈现脆性断裂特征。,2008-3-3,腐蚀疲劳的防护方法有各种途径，提高金属或合金的抗拉强度对改善纯力学疲劳是有利的，但对腐蚀疲劳却反而有害。因为提高合金强度可以阻止裂纹形核，不过一旦产生了裂纹，高强合金比低强材料的裂纹扩展速度要快得多。而腐蚀疲劳中的裂纹常常为腐蚀作用所诱发，所以高强合金抗腐蚀疲劳的性能相当低。,2008-3-3,最为有效的办法是降低部件的应力，这可以通过改变设计和正确的热处理予以改善。例如，为减轻甲铵泵体的腐蚀疲劳，设计时应对四通交界处的尖角提出倒圆的要求。比较彻底的办法，最好将往复泵改为离心泵。 此外采用镀锌、镉；加缓蚀剂；表面氮化和喷丸处理；以及阴极保护等方法都能延长腐蚀疲劳寿命。,2008-3-3,三、磨损