金属材料の応力腐食について

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金属材料の応力腐食割れとは、静的な引張力と腐食性媒体が同時に作用することで腐食割れが生じる現象を指す。それは単に応力によって引き起こされる破壊とは異なり、この腐食は極めて低い応力条件下でも発生する；それは単なる腐食による損傷とも異なり、腐食性が極めて弱い媒体でも腐食き裂を引き起こすことがある。それはしばしば前兆なく急速に進行し、突然破断するため、重大な事故を引き起こしやすい。したがって、それは極めて危険な破壊形態である。 き裂の進展過程における電気化学反応に基づき、応力腐食はアノード反応感受性型とカソード反応感受性型の2つの基本カテゴリーに分けられる。 陽極反応感受性ストレス腐食とは、この種のストレス腐食き裂の形成および進展過程が、き裂部の金属の陽極溶解を基盤としているものであり、き裂の成長速度も金属の陽極溶解速度によって決定されることを指す。 陰極反応感受性ストレス腐食とは、この種の反応過程において陰極での水素吸収によって引き起こされる脆性的な破壊を指し、水素脆性型ストレス腐食または単に水素脆性とも呼ばれる。 一般的に言われる応力腐食とは、陽極反応感受性型の応力腐食を指す。金属材料が応力腐食を起こす特徴は、4つの観点から説明できる。1、応力：応力としては、主に静的な部分が挙げられる。これは外部から加えられる荷重や組み立て時の力（例えばボルトを締める力や拡張力など）によって生じる応力であるほか、部品が加工、熱処理、溶接などの工程で生じる内部応力でもある。その起源がどうであれ、応力腐食割れを引き起こす応力には引張応力の成分が必要であり、圧縮応力では応力腐食割れは発生しない。また、このような応力は通常、比較的軽度です。腐食環境でなければ、この程度の応力では部材が機械的に破壊されることはない。破壊を引き起こす応力値は、材料や腐食媒体などの具体的な状況によって決定される。 2、腐食媒体 应力腐食を引き起こす材料と媒体は任意のものではなく、両者がある特定の組み合わせになった場合にのみ応力腐食が発生する。一般鋼の応力腐食を引き起こす腐食媒体には、水酸化物溶液がある；硝酸塩、炭酸塩、硫化水素を含む水溶液；海水、硫酸-硝酸混合液；溶けた亜鉛、リチウム；熱い三塩化鉄溶液；液体アンモニア。オーステナイト系ステンレス鋼の応力腐食を引き起こす媒質には、酸性および中性の塩化物溶液がある；海水；溶融塩化物；熱いフッ化物溶液；水酸化物溶液。 3、材料　極めて純度の高い金属では応力腐食割れは発生しないと一般に考えられており、合金や不純物を含む金属でのみ発生する。 4、破壊過程 a. 成長段階。これは応力腐食き裂が発生する前の一定期間で、き裂の核形成の準備をするものです。 b.き裂の安定拡大段階。応力と腐食性媒体の相互作用により、き裂はゆっくりと進展する。c.き裂の不安定進展段階。これが最後の機械的な破壊です。 また、金属材料の応力腐食割れには、金属の亀裂が金属自体の厚さとは無関係であるという特徴もあります。一般的に厚さが大きいほど腐食が遅くなる（均一腐食）という状況は、ここでは当てはまりません。したがって、金属の厚さを増やして応力腐食割れを遅らせることはほとんど効果がない。