朱龙奎

（中国航天科技集团有限公司第一研究院北京强度环境研究所，北京 100076）

应力腐蚀（SCC）在武器装备、航空航天、核能核力、深潜器、舰艇船舶、海洋设施等领域时有发生。科学上较早记载的SCC事故，是20世纪初英国殖民军在印度贮存的黄铜弹体的季节性开裂[1]。尽管已延宕百年，至今SCC问题依然严峻，很具挑战。例如，近几年印度与俄罗斯研制的6000 m深水潜航器链绳控制系统所用的SS316L奥氏体不锈钢螺钉，在海水中浸泡约200 h、暴露空气中6年后，发生了穿晶解理型应力腐蚀断裂；承压舱用AISI204奥氏体不锈钢螺钉在海水中浸泡7～8 h、暴露空气中2个月，首先发生点蚀，而后发生穿晶解理型应力腐蚀断裂[2]。2002年印度运载火箭辅助燃料箱波纹管、2003年美国核反应堆压力容器等也出现了 SCC现象。同时，我国舰载与临海武器装备值班寿命较短，文昌卫星发射架腐蚀多发，其中也存在 SCC现象。尽管一些系统多次涂覆防护涂层，或更换材料或部件，但 SCC问题并没有根本解决。

应力腐蚀一直困扰至今难以解决的原因，就在于人们不清楚引起 SCC的机理，特别是韧性体脆性解理的微观机制。研究表明 SCC是一种低应力失效模式，即在特定环境下受许用应力的材料发生滞后脆性开裂或断裂的现象，也称之为“敏感材料、特定环境和应力”三因子理论（如图1所示），如NaCl水溶液+奥氏体不锈钢+恒载荷的经典 SCC体系[3-4]。整体上看，SCC具有外加应力低与韧性体脆性开裂的特点。同时，基于二维与三维 SCC实验及模拟结果，提出了“局部腐蚀、膜破裂形成蚀孔和裂纹纵深扩展”的三阶段理论以及阳极溶解、氢致开裂两型 SCC宏观机制[1,3-4]，但目前SCC微观机制仍存在争议。……