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9.3.4.3 减弱金属材料的阴级活性
减小阴极面积，提高金属材料阴极放氢超电位 9.3.4.4 使金属材料表面生成电阻值大的腐蚀产物膜 钢中加入铜和磷
9.4 金属材料应力腐蚀
材料在静拉伸应力与腐蚀介质作用下发生的破坏现象。 分2类
阳极反应敏感型：金属阳极溶解为基础。 阴极反庆敏感型：阴极吸氢为基础（氢脆） 9.4.1 应力 静拉伸应力
图有效应力与破坏时间 9.4.2 腐蚀介质
有一定组合，钢+氢氧化物 9.4.3 材料
合金或含杂质金属。纯铜+0.004%磷 9.4.4 破坏过程
主要是晶间，脆断。也有穿晶，混合 9.5 蒸汽腐蚀
水在铁为催化剂下在400℃下发生分解。 4H2O+3Fe——>Fe3O4+8H
如H不能被流动带走，产生氢脆 影响因素，
防止方法：（1）消除蒸汽停滞现象，（2）加入合金元素，Cr,Mo
9.5 硫腐蚀
锅炉燃料（煤、油）中含有一定量的硫，硫以各种形式存在于烟气中，使锅炉受热面及元件受到腐蚀。
9.6.1 高压锅炉水冷壁管的硫腐蚀
过程（1）产生自由的硫原子FeS2——>FeS+S （2）形成硫化亚铁2H2S+SO2——>2H2O+3S （3）形成硫化亚铁Fe+S——>FeS
钢材经表面渗铝处理，可提高钢材料耐热性及对某些介质的耐腐蚀性。 9.6.2 锅炉过热器管的高温硫腐蚀 复合硫酸盐在550～700℃会与金属反应。 9.6.3 含镍合金钢的硫腐蚀
硫会与钢中的镍发生作用生成Ni2S2，与镍组成易熔共晶体（Ni-Ni2S2）。 防止方法在含镍的钢中加入合金元素Cr。
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9.6.4 硫的低温腐蚀
低温烟气中有少量SO3，与水蒸汽化合成硫酸。 防止方法：省煤器及低氧燃烧
9.7 钒腐蚀
油燃烧产生的钒氧化物存在于油灰中，高温下会破坏金属的氧化膜。 钢中加入添加剂，镁，氧化镁。
9.8 氧腐蚀
指水或汽水混合物中所含的氧与金属材料之间发生的电化学腐蚀现象。 9.8.1 氧腐蚀原理
铁（标准电极电位-0.44V）与氧构成原电池(+0.4V)。 9.8.2 影响氧腐蚀因素 9.8.2.1 水中的溶解氧量 溶解氧越多，氧腐蚀速度越大 9.8.2.2 水的pH值
PH值越低，腐蚀越严重，PH接近于7时，金属表面生成保护膜，腐蚀速度显著降低。 9.8.2.3 水的温度
温度越高，扩散越快，金属腐蚀越快
9.9 防腐原理
电化学腐蚀是金属腐蚀的更重要更普遍的形式，尽可能减少原电池； 在钢表面形成一层稳定，完整且与钢基体结合牢固的钝化膜； 在形成原电池的情况下，尽可能减少两极间电位差。
第十章：金属材料的疲劳
材料或元件在交变应力（随时间作周期性改变的应力）作用下，经过一段时期后，在内部缺陷或应力集中的部位，局部产生细微的裂纹，裂纹逐渐扩展以致在应力远小于屈服点或强度极限的情况下，突然发生脆性断裂，这种现象称为疲劳，例如频繁进料、出料的周期性间歇操作的设备，往复式压缩机气缸，应考虑其疲劳失效的可能性． 疲劳分类： （1）高周疲劳
低应力，高循环次数。最常见 （2） 低周疲劳 高应力，低循环次数。 （3） 热疲劳
温度变化引起的热应力作用下引起的疲劳破坏。
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（4） 腐蚀疲劳
交变载荷与腐蚀介质共同作用下引起的破坏。 （5） 接触疲劳
机件的接触表面在接触应力反复作用下出现表面剥落。
10.1 交变载荷特性
大小或方向或两者同时随时间发生周期性变化的载荷。 交变载荷的特性可用几个参数来表示：
应力循环：交变应力在两个应力极值之间变化一次的过程。 最大应力（ζ最小应力（ζ应力幅：（ζ
maxmin
）：循环中代数值最大的应力。 ）：循环中代数值最小的应力。
max
平均应力：（ζ
max
+ζ
min
max
）/2
）;r=-1对称，r=0脉动；-1 -ζ）/2 ζ max 不对称系数：r=（ζ不对称 min/ 10.2 高周疲劳特点 10.2.1 应力-应变曲线 随着循环次数的增加，应力幅值不变，应变量在减小。这是因为发生的冷作硬化。应力幅值是表征材料高周疲劳的主要参量。 10.2.2 金属材料的疲劳特性曲线 （图） 用旋转弯曲疲劳试验法进行高周疲劳试验。应力幅值与交变循环周数。钢铁材料Nf>107曲线呈水平,对于铝合金等有色金属则没有明显水平部分。 10.2.3 疲劳断裂的断口特征 脆性断裂，断口无明显塑性变形，贝壳状纹路。 对缺口敏感（材料外缘和芯部纹扩散速度不同），对缺口不敏感。 10.2.4 金属材料的疲劳抗力指标 10.2.4.1 疲劳极限 材料经无限多次应力循环不断裂的交变应力幅值。对于铝合金取Nf>=105～107的应力幅值作为条件疲劳极限。 同一材料，对称循环疲劳极限也不同，弯曲疲劳极限（ζ-1）>拉压疲劳极限（ζ -1p ）>扭转疲劳极限（η -1n ）。 10.2.4.2 疲劳缺口的敏感度 47 应力集中程度用应力集中系数 缺口对疲劳强度的影响，用疲劳有效应力集中系数Kf 缺口敏感度 ，图，相同缺口半径，材料强度越高，q值越大。 10.3 疲劳断裂机理 10.3.1 疲劳裂纹的产生 金属所受交变应力大于疲劳极限，在金属表面，晶界及非金属夹杂物处形成滑移带，滑移带中的缺陷或挤入沟处形成应力集中，形成裂纹源。 10.3.2 疲劳裂纹的扩展 第1阶段：从金属表面的驻留滑移带，挤入沟或夹杂物开始，沿最大切应力方向（与主应力呈45℃方向）向内部发展。速度慢，每1次循环0.1nm数量级 第2阶段：裂纹扩展方向逐渐转为和主应力垂直的方向，速度快，每1次循环微米数量级。 10.3.3 疲劳裂纹的扩展速率 每次应力循环裂纹的扩展量 ，称为疲劳扩散速率。 典型疲劳裂纹扩展速率曲线图 如下： 48