應(yīng)力腐蝕破裂（stress corrosion cracking，SCC）是靜拉應(yīng)力與腐蝕共同作用下導(dǎo)致的一種損壞，表現(xiàn)為斷裂，斷口呈脆性斷裂的形態(tài)。腐蝕對斷裂的影響可以是通過對裂紋前端的陽極溶解，也可以是通過氫原子的作用使裂紋前端變脆。

  不銹鋼在拉應(yīng)力狀態(tài)下，在某些介質(zhì)中經(jīng)過一段不長時間，就會發(fā)生破裂，隨著拉應(yīng)力的加大，發(fā)生破裂的時間縮短。當(dāng)取消拉應(yīng)力時，鋼的腐蝕量很小，并且不發(fā)生破裂。應(yīng)力的來源通常是由于金屬經(jīng)過不正確的熱處理或焊接和冷加工過程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，也可能是外加負(fù)荷，或者二者同時存在。

  應(yīng)力腐蝕破壞的特征是裂縫和拉應(yīng)力方向垂直，斷口呈脆性破壞，顯微分析可在斷口附近發(fā)現(xiàn)許多裂紋，它們多沿晶界分布，也有穿晶分布，或晶界與穿晶混合分布。

  應(yīng)力腐蝕破裂時，腐蝕介質(zhì)是特定的，只有某些金屬一介質(zhì)的組合才產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂，如奧氏體不銹鋼的氯脆、高強(qiáng)度鋼的氫脆等。

  一般認(rèn)為，產(chǎn)生奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕是應(yīng)力和電化學(xué)腐蝕共同作用的結(jié)果。奧氏體不銹鋼在介質(zhì)中形成鈍化膜，在應(yīng)力的作用下出現(xiàn)滑移臺階導(dǎo)致表面膜破裂，膜的局部破壞造成裸露金屬成為小陽極，小陽極的溶解逐步形成裂紋，在應(yīng)力與環(huán)境的共同作用下，破裂過程加速發(fā)展。應(yīng)力腐蝕的另一種機(jī)制是氫脆機(jī)制，認(rèn)為蝕坑或裂紋內(nèi)形成閉塞電池，使裂紋尖端或蝕坑底的介質(zhì)具有低的pH，滿足了陰極析氫的條件，氫原子吸附于金屬表面引起氫脆，而導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕。

  在介質(zhì)的影響下，裂紋可以在低于Kic時擴(kuò)展而導(dǎo)致斷裂，如圖9.5所示。人們定義裂紋“長”時間或給定時間不擴(kuò)展的應(yīng)力場強(qiáng)度因子K1值為KIscc，Kiscc也是一種韌性參量，它與Kic的差異便是介質(zhì)的影響。Kiscc／Kic則是衡量材料應(yīng)力腐蝕敏感性的指標(biāo)。

  當(dāng)應(yīng)力腐蝕裂紋前端的K1＞K1scc時，裂紋會隨時間而長大，裂紋擴(kuò)展速率以da／dt斷裂時間表示。應(yīng)力腐蝕的發(fā)展通常分為三個階段：第一階段包括孕育期、表面膜的蝕穿、裂紋的形核；第二階段為裂紋相對穩(wěn)定擴(kuò)展階段；第三階段為裂紋快速擴(kuò)展和斷裂階段。實(shí)踐中，第一階段往往最長，成為整個過程的控制階段。

  18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼對氯脆的敏感性很大。鎳含量高于8％時，鎳含量越高，抗氯脆能力越大。鎳含量低于8％時，鎳含量越低，抗氯脆能力越大。這是由于生成的復(fù)相鋼和鐵素體不銹鋼的氯脆趨勢較小。用錳氮代替鎳的鉻錳氮奧氏體不銹鋼有較好的抗氯脆性能。在18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼中加入1％～2％Mo將增加氯脆趨勢。鈦和鈮都增加鉻鎳奧氏體不銹鋼對氯脆的敏感性。

  無論在奧氏體鋼或復(fù)相鋼中加入1.5％以上的硅均能顯著改善鋼的抗應(yīng)力腐蝕斷裂性能。硅能顯著縮小y區(qū)，因此含硅較高的鋼會含有8相，形成復(fù)相鋼。

  有關(guān)奧氏體不銹鋼氯脆各種影響因素的深入分析及其機(jī)理的研究可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。

  測量Kiscc比較簡單，最常用的是懸臂梁彎曲試驗(yàn)，試樣采用和測Kic的標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)彎曲試樣相同，但要長一些。樣品一端固定于立柱上，另一端與一個力臂相連，力臂的另一端加上載荷。在樣品的預(yù)裂紋周圍配置所研究的環(huán)境，還可以同時測出da／dt-K1曲線。我國于1995年開始，制定了國家推薦標(biāo)準(zhǔn)GB／T 15970-1995《金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)》，直至2007年先后發(fā)布了第1～第9共9個部分。