金屬的氯化物應力腐蝕破裂

金屬的氯化物應力腐蝕破裂又稱氯脆，是指金屬在腐蝕介質 Cl^-和應力（殘余應力、熱應力、工作應力等）共同作用下，產生的脆斷現象。鋁合金、高強度低合金鋼、不銹鋼、馬 氏體時效鋼以及鈦合金，在一定條件下都會發生氯脆。其中，不銹鋼的氯脆現象是比較常見的。

下面以不銹鋼的氯脆為例來解釋說明氯脆原理。

多數情況下，氯脆是以點蝕或縫隙腐蝕為起點的。不銹鋼具有優良的機械性能和良好的  耐腐蝕性能，Cr 和 Ni 是不銹鋼獲得耐腐蝕性能最主要的合金元素，其在不銹鋼表面生成一 層十分致密、光亮的氧化物保護膜，大大提高了不銹鋼的耐腐蝕性能。氯離子（Cl^-）半徑  小、穿透能力強，能夠穿透這層氧化物保護膜，并且由于 Cl^-有很強的可被金屬吸附的能力， 它們會從金屬表面把氧化物中的氧排擠掉，自身取代氧與金屬形成氯化物。但氯化物與金屬  表面的吸附不穩定，于是形成了可溶性物質，破壞了氧化保護膜，形成坑點或縫隙，成為氯  脆發生的起點。

Cl^-在坑點或縫隙處聚集，在應力造成的晶格破壞協助下，滲入到金屬基體，通過電化 學的陽極過程形成穿晶腐蝕或晶間腐蝕，陰極則由氫離子（酸性溶液）或溶解氧（中性水溶 液）擔任。

陽極： M → M⁺ + e

陰極： H⁺ + e → H （酸性）

H₂O + 1/2O₂ + 2e → 2OH^{-    （中性）}

通過上述腐蝕萌生點的形成、應力作用、陽極腐蝕過程的進行，金屬晶格被破壞，形成  腐蝕破裂現象，即氯化物應力腐蝕破裂。氯脆的腐蝕裂紋萌生處為坑點或縫隙，通常較寬， 而延伸多呈穿晶、沿晶或二者的混合形式，故整體且呈樹枝狀。

青島清達環�？偣ろn泰清高工（國家化學清洗標準 HG/T2387-92《工業設備化學清洗質量標準》的起草人和起草組負責人，具有 40 多年的防腐清洗和工業水處理實踐經驗）1975 年發表的文章《奧氏體不銹鋼換熱器的氯化物應力腐蝕破裂》中提出，發生氯化物應力腐蝕 破裂的極限氯離子濃度是相當低的。即使在氯離子含量很低的水中，由于有局部沸騰（如熱水鍋爐、熱交換器等設備）而引起氯離子濃縮，如果溫度適當，再有溶解氧和一定應力的共 同作用，就易發生腐蝕破裂。