ترک خوردن ناشی از خوردگی توام با تنش SCC

یک نوع حمله ناشی از تنش کششی و مح یط خورنده به طور تو أم است. در SCC فلز یا آلیاژ تقریباً خورده نمی شود اما ترک های ریزی درون آن به وجود می آید و رشد می کند. قدیمی ترین گزارش های SCC، مربوط به ترک خوردن فصلی Cracking Season پوکه های برنجی فشنگ های نظامی، در اوقات بارانی جنگ جهانی اول، و تردی بازیEmbrittlement Caustic فولاد است، که در لوکوموتیوهای بخاری اولیه رخ می داد. برای رخدادSCC حداقل به دو مقوله جداگانه تنش و خوردگی نیاز است.

تنش به تنهایی معمولاً اثراتی نظیر خزش، خستگی و گسیختگی ایجاد می کند و خوردگی تنها هم، به واکنش انحلالی منتهی می شود. اما ترکیب این دو اگر با شرایط مساعد دیگری همراه شود، می تواند اثر فاجعه بار داشته باشد. در احتمال رخداد SCC بزرگی تنش، درجه حرارت محیط، ترکیب شیمیایی محلول خورنده، ترکیب شیمیایی و ساختار متالورژیکی فلز از عوامل مهم هستند. در SCC هر دو نوع ترک بین دانه ای Intergranular و میان دانه ای Transgranular رخ می دهد.

معیار اصلی تنش هایی که سبب SCC می شوند این است که از حدی بالاتر و از نوع کششی باشند. تنش می تواند از نوع تنش های ناشی از بهره برداری، پس ماند، حرارتی یا جوشکاری باشد. خوردگی نیز مولد تنش است و گاهی تنش های بزرگی در اثر محصو لات خوردگی به وجود می آید.

زمان شکست اهمیت زیادی دارد و خسارت های مهمی که در SCC رخ می دهد در مراحل نهایی صورت می گیرد. نزد محققان خوردگی، الگویی کلی برای محیط هایی که در آن آلیاژهای مختلف دچار SCC می شوند وجود ندارد. برخی از خوردگی های SCC در محیط آبی، برخی در نمک ها و فلزات مذاب و برخی در مایعات معدنی فاقد آب رخ می دهند. شیبه اکثر واکنش های شیمیایی، SCC با افزایش درجه حرارت، شدت می یابد. ترک خوردگی SCC در فلزاتی که به طور کامل درون مایع قرار داشته باشند، معمولاً کمتر از مناطقی است که در معرض خشک و تر شدن متناوب باشند.

مجموعه متغیرهای وارد شده در پدیده SCC مدرکی کافی جهت اینکه مکانیزم مربوطه ساده نبوده و یا اینکه به سادگی درک نمی شود، است. تئوری های مختلفی در این زمینه ارائه شده است. تئوری های حاضرعموماً به دو مکانیزم زیر محدود می شود.تئوری الکتروشیمیایی شامل گسیختگی فیلم اکسیدی که خوردگی غیرپیوستگی های روی سطح فلز، یک ترک میکروسکوپی را شکل می دهد. تمرکز تنش در نوک ترک از تشکیل فیلم جدید در آنجا جلوگیری خواهد کرد اما فیلم روی گوشه های ترک شکل می گیرد و آن را کاتدی می کند. بنابراین، نوک ترک بیشتر خورده می شود.تئوری تنش جذب سطحی شامل شرا یط انرژی سطحی یا ضعیف شدن پیوند اتم های نزدیک سطح به وسیله جذب اجزاء محیط.

شکل دهی و تغییر شکل سرد، جوشکاری، عملیات حرارت دهی و ماشین کاری از جمله عوامل ایجاد تنش های باقیمانده هستند. بزرگی و اهمیت چنین تنش هایی اغلب نادیده انگاشته می شود. با وجود SCC معمولاً عمده سطح از حملات در امان است اما ترک های ریزی به عمق مواد نفوذ می نمایند. در میکرو استراکچر، این ترک ها می توانند از مورفولوژی intergranular یا transgranular برخوردار باشند. در ابعاد ماکرو، شکست های SCC ظاهری شکننده دارند.

دما، فشار، نوع/غلظت/میزان فعالیت عوامل مهاجم، pH، پتانسیل الکتروشیمیایی، ویسکوزیته محلول و هم زدن (عدم سکون) از جمله پارامترهای محیطی هستند که بر نرخ رشد ترک ها موثرند که آن را می توان یکی از مهم ترین صور SCC، خوردگی تنشی ناشی از کلراید خوردگی بین دانه ای به حساب آورد.این نوع خوردگی در مورد steel stainless austenitic تحت تنش در حضور یون های کلراید و اکسیژن و دمای بالا به وقوع می پیوندد. فولادهای کربنی در طیف وسیعی از محیط های متمایل به تشکیل فیلم پسیو محافظی از اکسیدها یا دیگر عوامل شامل محلول های قلیایی، فسفات ها، نیترات ها و کربنات ها ممکن است دچار SCC شوند.

روش های جلوگیری از SCC

• انتخاب صحیح مواد با توجه به نوع محیط
• حذف عواملی که به منجر به ایجاد تنش می شوند
• کاهش عوامل مهاجمی نظیر هیدروکسیدها، کلریدها و اکسیژن
• بازدارنده های خوردگی

پوشش ها و عایق های مناسب

فولادهای ساده کربنی گرچه در مقابل خوردگی عمومی ضعیفتر از فولادهای زنگ نزن هستند، اما در برابر SCC از فولادهای زنگ نزن مقاومترند. به عنوان اصل کلی، فولادهای کربنی و کم آلیاژی با استحکام کمتر در قبال SCC نسبت به فولادهای با استحکام بیشتر مقاوم ترند. با افزایش استحکام فولاد به ترک خوردن مستعدتر می شود.

ملاحظه های عمومی در مورد مکانیزم SCC مکانیزم SCC به دلیل پیچیدگی روابط فلز، فصل مشترک و محیط خورنده، هنوز بخوبی روشن نشده است. بیشتر نظرها بر این است که مکانیزم SCC در تمام سیستم های خورنده یکسان نیست. اما همه اذعان دارند که در به وجود آوردن و آغاز ترک ها، خوردگی رل مهمی بازی می کند. وجود حفره، شیار، یا هر غیر یکنواختی دیگر روی سطح، سبب تمرکز تنش در آن نقاط می شود و امکان ایجاد ترک را تسریع می کند. با شروع ترک، تمرکز تنش در راس شیار، به علت کوچکی شعاع شیار، به شدت افزایش و ترک ایجاد می شود.