خوردگی تنشی Stress Corrosion                                                           

 

اثر همزمان خوردگی و تنش ، خوردگی تنشی است و چون گاهی مواقع عامل ایجاد این نوع خوردگی ترک است به اختصار SCC می گویند . این نوع خوردگی بیشتر در جاهایی که سیستم تحت تأثیر نیروی کششی قرار دارد و خوردگی هم در محیط نقش دارد ، ظاهر می شود . عواملی همچون تنش کششی و محیط خورنده و آلیاژ حساس به دو عامل قبل باعث ایجاد خوردگی تنشی می شوند .

ترک های ایجاد شده در قطعه به دو صورت پیشروی می کنند :

ترک های ترد که دانه ها را از مرز دانه ها از هم جدا می کند که ترک بین دانه ای هم می گویند و بیشتر در فلزات سخت رخ می دهد . این ترک دیر تشکیل شده ولی سریع رشد می کند و عامل مهم جوانة ترک است . نوع دوم ترک های میان دانه ای که ترک می تواند دانه ها را از وسط بشکافد که معمولاً در فلزات نرم دیده می شود .

دو مثال از این نوع خوردگی :

تردی بازی : در قرن نوزده مشاهده کردند فولاد در محیطی که مقداری سود(  NAOH= محیط بازی ) وجود دارد بعد از مدتی کار در جاهایی که توسط میخ پرچ شده اند ترک هایی ظاهر می شود و چون د رمحیط بازی اتفاق می افتد و اسم آنرا تردی بازی نامیدند .

 

ترک خوردن فصلی: مخصوص آلیاژهای مس (برنج) و در محیط های قلیایی همانند آمونیاک بوده است .

در جنگ جهانی دوم انگلیسی ها مهمات خود را در انبارهایی ذخیره می کردند که کشاورزان مواد شیمیایی خود را در ان قرار می دادند و محیط هم در اثر باران های فراوان مرطوب بوده است . در این زمان فشنگ ها که پوکه ها آن به قسمت اصلی پرچ شده بود ترک می خوردند . علت این دو نوع ترک خوردگی تنشی بوده است به طوریکه در مثال اول فولاد در محیط قلیایی مثل سود (NaOH) و تحت تأثیر تنش شروع به ترک خوردن از محل پرچ ها میکرده است . همچنین پوکه های فشنگ آلیاژهای برنج اند که در محیط آمونیاکی شروه به خورده شدن  ترک خوردن می کنند .

 

 عامل تنش در هر دو مورد بسیار مهم است . تنش به دو صورت تنش بارگزاری و تنش پسماند می تواند اثر بگذارند . تنش های پسماند ناشی از هر گونه عملیات ریختگی ، جوشکاری ، نورد ، کار سرد ، کار مکانیکی و ... است  . تنش کششی اعمال شده بر یک قطعه موجب می شود فاصلة اتم ها نسبت به حالت عادی بیشتر شده و خوردگی راحت تر بتواند برای تأثیر بگذارد .

 

برای ارزیابی خوردگی تنشی قطعة مورد استفاده را آماده کرده و تحت تنش قرار می دهیم . تحت نیروی مشخص قطعه از هم جدا می شود سپس همین آزمایش را در حضور محیط خورنده انجام
می دهند . از سرعت های پایین شروع به اعمال تنش می کنند تا  سرعت های بالاتر ادامه مي دهند  .

 

 

 

 اگر میزان انعطاف پذیری قطعه را بر حسب سرعت اعمال تنش رسم کنیم داریم :

 

 

 


13                                                                                                                  انعطاف پذیری قطعه

2
سرعت اعمال تنش
 

 

 

 


در منطقه 1 عامل اصلی از بین رفتن فلز ( مثلاً Ti  ) خوردگی محیط ( مثلاً امونیاک) است در اینجا SCC نداریم .

در منطقه 2 خوردگی فرصت دخالت بر قطعه را ندارد .

در منطقه سوم انعطاف پذیری مقداری کاهش می یابد که علت همان ترک می باشد . در حالت میانی که سرعت اعمال شش و سرعت خوردگی زیاد نیست کمترین تأثیر را به قطعه داریم . نوع تنش اعمالی و سرعت اعمال آن نقش مهمی را دارد .

عوامل موثر بر خوردگی تنشی :

فاکتورهای محیطی : اگر محیط دارای یون های مشخصی باشد سرعت خوردگی را افزایش می دهد . یکی از عوامل مهم و تأثیر گذار بر خوردگی اکسیژن می باشد بطوریکه اگر از حد (x) در محیط بالاتر رود موجب ایجاد خوردگی تنشی می شود .

درجه حرارت : افزایش دماحساسیت به خوردگی تنشی را افزایش می دهد . استحکام و مقامت به خوردگی در دماهای بالا به طور کلی کم می شوند .

چند فازی بودن محیط های چند فازی با سرعت بیشتری خورده می شوند . مثلاً اگر قطعه ای در مرز آب و هوا باشد در این محل غلظت یونهای مضر بیشتر خواهد بود .

فاکتورهای متالوژیکی و ساختاری : آلیاژهای تک فاز در برابر خوردگی مقاومتر اند . فازهای نرم در برخی موارد خوردگی تنشی را کاهش می دهند چون تنش دانه را به راحتی نمی تواند بشکند و زمان بیشتر طی می شود

روش های جلوگیری از خوردگی تنشي :

در این نوع خوردگی تنش های اعمالی بر قطعه از تنش تسلیم قطعة مورد نظر خیلی کمتر است . پس می توان با کاهش تنش از آن جلوگیری کرد مثلاً برای حذف تنش های پسماند قطعه را تحت عملیات حرارتی قرار داد .

حذف عوامل محیطی همانند اکسیژن ، کلر و ...

استفاده از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی تنشی به طوریکه مقاوم به ترک باشد .