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在處理螺栓連接節(jié)點(diǎn)時(shí)，常見問(wèn)題之一是腐蝕。腐蝕會(huì)對(duì)螺栓的預(yù)拉力穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至導(dǎo)致螺栓斷裂。腐蝕還會(huì)加速螺紋破損和疲勞等力學(xué)破壞，甚至誘發(fā)破壞。

金屬在承受拉應(yīng)力時(shí)傾向于成為陽(yáng)極，導(dǎo)致螺栓內(nèi)裂紋尖端成為陽(yáng)極。在拉力作用下，裂紋尖端會(huì)消耗能量，若有電解液存在，則形成小電池，進(jìn)一步加速裂紋擴(kuò)展，最終導(dǎo)致螺栓斷裂。

一、應(yīng)力腐蝕的條件

應(yīng)力腐蝕所需要的基本條件有三個(gè)：

1.敏感的金屬材料

2.足夠的拉伸應(yīng)力

3.特定的腐蝕性環(huán)境

（一）不是所有的金屬或合金都容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕，只有特定的材料對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感。特定的腐蝕性環(huán)境是應(yīng)力腐蝕發(fā)生的必要條件之一。（二）這個(gè)應(yīng)力可以是外加應(yīng)力，也可以是焊接、冷加工或熱處理產(chǎn)生的殘留拉應(yīng)力。（三）這些環(huán)境可以是液體、氣體或介質(zhì)中的污染物，它們能夠與金屬或合金發(fā)生腐蝕反應(yīng)。通常認(rèn)為靜態(tài)拉應(yīng)力是導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件。

應(yīng)力水平超過(guò)一個(gè)門檻值的影響更為明顯。荷載超過(guò)一定數(shù)值后，荷載（可以理解為預(yù)拉力）越高，螺栓的壽命會(huì)越短。而如果低于某一值，則螺栓的壽命基本是無(wú)限長(zhǎng)的。這個(gè)荷載定義了那種環(huán)境下這種材料的應(yīng)力水平門檻值。

二、影響應(yīng)力腐蝕斷裂的因素

（1）材料成分

材料的組織結(jié)構(gòu)也對(duì)其應(yīng)力腐蝕敏感性有顯著影響。例如，碳鋼的冷變形度越大，越耐應(yīng)力腐蝕。鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼對(duì)含Cl?溶液有較高的耐應(yīng)力腐蝕能力。一般來(lái)說(shuō)，體心立方點(diǎn)陣比面心立方點(diǎn)陣不銹鋼更耐應(yīng)力腐蝕。

（2）環(huán)境因素

但這又不是一個(gè)單一材料特性，因此沒(méi)有單一的應(yīng)力水平門檻值。這些取值很大程度上取決于環(huán)境。但非常不走運(yùn)的是，很多腐蝕環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)都是空白。

（3）螺紋成型方式

螺紋成型的方式也會(huì)影響螺栓對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂的抗力。熱處理后熱軋螺紋的抗力要明顯高于熱處理前的熱軋螺紋。這跟氫脆的問(wèn)題一樣，其實(shí)也有人認(rèn)為氫脆是應(yīng)力腐蝕的一種。

（4）溫度因素

溫度對(duì)應(yīng)力腐蝕的影響較為復(fù)雜。一般而言，溫度越高越容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。然而，不同材料-介質(zhì)體系的溫度影響各異。例如，奧氏體不銹鋼在含Cl?水中，當(dāng)溫度低于90℃時(shí)，很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。

（5）螺栓直徑和螺距

一種給定材料的大直徑螺栓，相比于小直徑螺栓有著更低的門檻應(yīng)力水平，直到一點(diǎn)?；谙嗤脑?，有精制螺紋的螺栓對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂敏感度較粗制螺紋的螺栓更低。

三、避免應(yīng)力腐蝕斷裂

為避免應(yīng)力腐蝕斷裂破壞，我們需要找到一種方法來(lái)消除或者減小三個(gè)基本條件中的一個(gè)：

（1）合理選擇材料，選用耐應(yīng)力腐蝕的材料。

（2）減少或消除殘余拉應(yīng)力，包括設(shè)計(jì)優(yōu)化和熱處理。

（3）改善介質(zhì)條件，包括去除有害離子和添加緩蝕劑。