李嘉棟，陳超，張世貴，林冰，王瑩瑩，朱元強(qiáng)，唐鋆磊

（1.西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，成都 610500；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司上海環(huán)境工程技術(shù)分公司，上海 200335；3.中國航發(fā)航空科技股份有限公司，成都 610500）

不銹鋼因具有較高的抗拉和抗疲勞強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性能和耐高溫氧化性能、優(yōu)異的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能，已被廣泛應(yīng)用于石油、化工、能源、電力等領(lǐng)域[1]。不銹鋼良好的耐腐蝕能力主要是源于不銹鋼表面能夠形成鈍化膜[2-4]，鈍化膜結(jié)構(gòu)致密、性質(zhì)穩(wěn)定，能夠?yàn)椴讳P鋼提供良好的保護(hù)，減緩腐蝕的發(fā)生[5-6]。

不銹鋼雖然性能優(yōu)越，但在Cl?[7-8]、pH 值[9]、溫度[10]、應(yīng)力水平以及溶液中其他離子[11]等諸多環(huán)境因素的影響下，不銹鋼的耐腐蝕性能會受到影響，并且不銹鋼的晶粒尺寸[12]以及表面狀態(tài)[13]等材料內(nèi)部因素也影響著不銹鋼的耐腐蝕性能。在諸多影響因素中，應(yīng)力對不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的影響十分顯著[14]。不銹鋼在工程應(yīng)用中，一般在應(yīng)力條件下服役。彈性形變是不銹鋼受外力后發(fā)生形變，當(dāng)外力撤銷后又恢復(fù)原狀，在彈性范圍內(nèi)，形變所對應(yīng)的力為彈性應(yīng)力；當(dāng)外力超過不銹鋼屈服強(qiáng)度時(shí)，不銹鋼發(fā)生不可恢復(fù)的塑性形變，在塑性范圍內(nèi)，形變所對應(yīng)的力為塑性應(yīng)力。彈性應(yīng)力和塑性應(yīng)力均會對不銹鋼的耐點(diǎn)蝕能力和抗應(yīng)力腐蝕開裂能力產(chǎn)生影響。除了外力的影響外，不銹鋼內(nèi)部的殘余應(yīng)力也同樣影響著不銹鋼耐點(diǎn)蝕和抗應(yīng)力腐蝕開裂的能力[15]。殘余應(yīng)力是消除外力或不均勻的溫度場等作用后仍留在材料內(nèi)自相平衡的內(nèi)應(yīng)力，不均勻塑性變形或相變都可能引起殘余應(yīng)力。

不銹鋼的腐蝕包括均勻腐蝕和局部腐蝕。不銹鋼耐均勻腐蝕能力良好，應(yīng)力條件下均勻腐蝕所受影響也較小。在應(yīng)力條件下，不銹鋼耐局部腐蝕的能力較差，容易產(chǎn)生點(diǎn)蝕和裂紋。應(yīng)力作用會使不銹鋼鈍化膜的穩(wěn)定性降低，局部缺陷增多[16]，誘發(fā)點(diǎn)蝕的萌生和生長[17]。點(diǎn)蝕的發(fā)生會導(dǎo)致應(yīng)力集中[18]，應(yīng)力集中能夠促進(jìn)點(diǎn)蝕的生長并引起裂紋的產(chǎn)生[8]，最終導(dǎo)致不銹鋼材料的失效。應(yīng)力腐蝕開裂是金屬材料在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的開裂或斷裂失效，在應(yīng)力和腐蝕的共同作用下，金屬材料先出現(xiàn)微裂紋，然后再擴(kuò)展為宏觀裂紋。一旦微裂紋形成，其擴(kuò)展速度比其他類型局部腐蝕發(fā)展速度快得多，所以應(yīng)力腐蝕開裂是所有腐蝕類型中破壞性和危害性最大的一種[19]。應(yīng)力腐蝕開裂的機(jī)理主要包括陽極溶解和氫致開裂[20]，其中氫致開裂對不銹鋼的影響顯著。氫致開裂是氫和應(yīng)力共同作用的結(jié)果，應(yīng)力作用能提升不銹鋼陰極析氫反應(yīng)速率，導(dǎo)致不銹鋼中可擴(kuò)散氫含量增加，表面鈍化膜的穩(wěn)定性降低，從而促進(jìn)氫致開裂敏感性的增加[21-22]，導(dǎo)致局部腐蝕發(fā)生。

應(yīng)力作用對不銹鋼的局部腐蝕存在著顯著的影響。應(yīng)力能引起局部腐蝕的發(fā)生，導(dǎo)致不銹鋼的機(jī)械性能下降，使用安全性和服役壽命大大降低，甚至?xí)l(fā)突發(fā)性事故，危害人身安全。應(yīng)力作用對不銹鋼腐蝕行為的影響受到了廣大學(xué)者的廣泛關(guān)注，但由于影響因素眾多，研究過程中仍存在局限性，導(dǎo)致得到的規(guī)律存在差異，部分研究結(jié)論之間存在矛盾，甚至部分應(yīng)力對不銹鋼腐蝕行為的影響仍未得到清晰認(rèn)識。因而，需要進(jìn)一步分析應(yīng)力條件下不銹鋼腐蝕行為的規(guī)律和現(xiàn)象，對應(yīng)力條件下不銹鋼的腐蝕機(jī)理進(jìn)行歸納總結(jié)。本文通過對不銹鋼在彈性應(yīng)力、塑性應(yīng)力和殘余應(yīng)力作用下的腐蝕行為進(jìn)行總結(jié)，分析了不銹鋼在不同應(yīng)力條件下的局部腐蝕行為和規(guī)律，對應(yīng)力作用下不銹鋼腐蝕的機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)，以期能夠進(jìn)一步明確應(yīng)力作用對不銹鋼腐蝕的影響。

1 彈性應(yīng)力下不銹鋼的腐蝕行為

不銹鋼材料在工業(yè)應(yīng)用中，大多數(shù)情況下都是在彈性應(yīng)力條件下服役的，所以研究彈性應(yīng)力對不銹鋼腐蝕的影響是必要的。彈性應(yīng)力會對不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能產(chǎn)生影響，并且在彈性應(yīng)力下，不銹鋼也會發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。

1.1 彈性應(yīng)力下不銹鋼的點(diǎn)蝕行為

不銹鋼的點(diǎn)蝕行為與不銹鋼表面的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)[23]。通過運(yùn)用莫特肖特基測試技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，彈性拉應(yīng)力能夠增加304 奧氏體不銹鋼鈍化膜的缺陷密度，有利于點(diǎn)蝕的萌生[24]。并且彈性拉應(yīng)力能夠增加304 奧氏體不銹鋼陽極溶解的速率，促進(jìn)304 奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕的萌發(fā)和生長，以及改變點(diǎn)蝕的形貌[25]。此外，通過運(yùn)用元胞自動(dòng)機(jī)模型結(jié)合有限元分析技術(shù)模擬研究彈性拉應(yīng)力對不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響，可以得出兩點(diǎn)結(jié)論。首先，彈性拉應(yīng)力能夠增加亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕的生長速率，促使亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕向穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕的轉(zhuǎn)變。圖1 是模擬不銹鋼表面的亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕坑在彈性拉應(yīng)力下的截面形貌圖，在無應(yīng)力狀態(tài)下，點(diǎn)蝕坑呈半球狀；當(dāng)施加200 MPa 彈性拉應(yīng)力時(shí)，亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕坑垂直于表面生長，并逐漸向穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕轉(zhuǎn)變[26]。其次，在不銹鋼點(diǎn)蝕坑底部能夠產(chǎn)生應(yīng)力集中，促使點(diǎn)蝕在應(yīng)力集中處加速生長和擴(kuò)展。圖2 是有限元模擬計(jì)算彈性拉應(yīng)力下不銹鋼亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕應(yīng)力云圖，可以發(fā)現(xiàn)隨著彈性拉應(yīng)力的增加，點(diǎn)蝕在應(yīng)力集中的位置處逐漸生長擴(kuò)展[27]。

圖1 不銹鋼亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕坑在拉應(yīng)力下的形貌圖[26]Fig.1 Morphology of metastable corrosion pits of stainless steel under tensile stress[26]: a) no stress

圖2 有限元模擬計(jì)算彈性拉應(yīng)力下不銹鋼亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕應(yīng)力云圖[27]Fig.2 Metastable pitting stress nephogram of stainless steel based on finite element model under elastic tensile stress[27]

不銹鋼有時(shí)承受彈性拉應(yīng)力，有時(shí)候承受彈性壓應(yīng)力。運(yùn)用動(dòng)電位極化測試結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)對304 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，在彈性拉應(yīng)力下，304 奧氏體不銹鋼鈍化膜的缺陷濃度和陽離子空位擴(kuò)散速率增加[28-29]，同時(shí)缺陷位置上的應(yīng)力集中加速了缺陷處的腐蝕速率，導(dǎo)致304 奧氏體不銹鋼鈍化膜受損，耐點(diǎn)蝕性能下降[30-33]。而且，運(yùn)用電化學(xué)測試技術(shù)對SAF2205、SAF2507 雙相不銹鋼以及13Cr不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)論，彈性拉應(yīng)力會降低鈍化膜的穩(wěn)定性，使鈍化膜劣化，這會導(dǎo)致雙相不銹鋼以及13Cr 不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的下降[32,34]。此外，在對敏化304 不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)蝕的產(chǎn)生與暴露區(qū)域無關(guān)，但外加彈性拉應(yīng)力加速了敏化304 不銹鋼MnS 夾雜物和敏化晶界的溶解速率，從而激活了點(diǎn)蝕引發(fā)位點(diǎn)，導(dǎo)致敏化304 不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能下降[35]。圖3 為無應(yīng)力與彈性拉應(yīng)力作用下，不銹鋼金屬原子間距變化的微觀示意圖。彈性拉應(yīng)力能夠?qū)е虏讳P鋼金屬原子間距增大，引起不銹鋼整體能量上升[36]。原子能量增大會導(dǎo)致部分金屬原子能夠擺脫周圍原子的束縛而從原位脫離[37]，使不銹鋼中空位缺陷增多。點(diǎn)蝕容易在空位缺陷處形成，奧氏體不銹鋼中空位的增多會導(dǎo)致耐點(diǎn)蝕能力下降[30-33]。同時(shí)，彈性拉應(yīng)力作用下，不銹鋼表面鈍化膜保護(hù)性能下降，也會導(dǎo)致點(diǎn)蝕敏感性的提升。圖4 為無應(yīng)力和彈性拉應(yīng)力作用下不銹鋼表面鈍化膜中氧化物微觀分布示意圖，相比于無應(yīng)力狀態(tài)，彈性拉應(yīng)力作用下不銹鋼表面鈍化膜中金屬氧化物分布松散，空位缺陷大[28-29]?？瘴蝗毕莸脑黾邮共讳P鋼鈍化膜致密程度下降，不利于抵抗腐蝕介質(zhì)的侵蝕，導(dǎo)致對基體的保護(hù)能力下降。

圖3 無應(yīng)力與彈性拉應(yīng)力下不銹鋼金屬原子間距變化的微觀示意圖Fig.3 Microcosmic diagram of changes of metal atomic spacing in stainless steel under (a) no stress and (b) elastic tensile stress

一般情況下，彈性拉應(yīng)力會導(dǎo)致不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能下降，但有研究認(rèn)為，較小的彈性拉應(yīng)力能夠?qū)c(diǎn)蝕產(chǎn)生抑制作用[38]。運(yùn)用動(dòng)電位極化測試結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，2205 雙相不銹鋼在140 MPa 彈性應(yīng)力作用下，耐點(diǎn)蝕性能提升[39-40]。圖5 所示為不同彈性拉應(yīng)力下2205 雙相不銹鋼表面點(diǎn)蝕的掃描電鏡照片。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，無應(yīng)力和較大應(yīng)力（540 MPa）時(shí)，鋼材表面能夠觀察到蝕孔；彈性拉應(yīng)力在140 MPa 時(shí)，2205 雙相不銹鋼表面無點(diǎn)蝕坑[39-40]。較小彈性拉應(yīng)力作用下不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能提升，可能是由于不銹鋼晶體的穩(wěn)定性變化導(dǎo)致的。不銹鋼晶體中點(diǎn)缺陷（空位、間隙原子等）的出現(xiàn)，會提升不銹鋼晶體能量，增加晶體的不穩(wěn)定性。但是，缺陷也會導(dǎo)致晶體熵值的增大，熵值越大，晶體越穩(wěn)定[37]。此外，當(dāng)彈性拉應(yīng)力相對較小時(shí)，拉應(yīng)力不會導(dǎo)致鈍化膜破損，因此不銹鋼鈍化膜對基體的保護(hù)能力較好。運(yùn)用莫特肖特基測試技術(shù)對316L 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)彈性拉應(yīng)力相對較小時(shí)（≤20%σ0.2），316L 奧氏體不銹鋼鈍化膜的缺陷密度與無應(yīng)力情況下相比，基本沒有變化，因此鈍化膜保護(hù)性能與無應(yīng)力時(shí)一致[41]。由此可知，在彈性范圍內(nèi)，拉應(yīng)力相對較小時(shí)，奧氏體和雙相不銹鋼產(chǎn)生的點(diǎn)缺陷較少，所引起的晶體不穩(wěn)定性影響也比較微小，而由點(diǎn)缺陷引起的晶體熵值增大對奧氏體和雙相不銹鋼穩(wěn)定性的影響占據(jù)了主導(dǎo)地位，使奧氏體和雙相不銹鋼晶體更趨穩(wěn)定，耐點(diǎn)蝕性能提升。

圖4 無應(yīng)力與彈性拉應(yīng)力下不銹鋼鈍化膜氧化物分布情況的微觀示意圖Fig.4 Microcosmic diagram of oxide distribution in passive film of stainless steel under (a) no stress and (b) elastic tensile stress

圖5 不同彈性拉應(yīng)力條件下2205 雙相鋼表面點(diǎn)蝕形貌[39]Fig.5 Morphology of surface pitting of 2205 dual phase steel under different elastic stress conditions[39]: a) no stress

彈性壓應(yīng)力對不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響存在兩種相互矛盾的結(jié)論。有學(xué)者研究認(rèn)為，彈性壓應(yīng)力作用會促進(jìn)點(diǎn)蝕的萌發(fā)[42]。但也有學(xué)者認(rèn)為，彈性壓應(yīng)力會降低點(diǎn)蝕的敏感性[43]。本課題組運(yùn)用電化學(xué)測試結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)對304L 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，彈性壓應(yīng)力對304L 奧氏體不銹鋼鈍化膜的破化程度比相同大小的彈性拉應(yīng)力要大[33]。圖6為彈性拉/壓應(yīng)力作用下點(diǎn)蝕的發(fā)展模型。拉應(yīng)力下，304L 奧氏體不銹鋼鈍化膜易向外撕裂發(fā)生破損；壓應(yīng)力下，304L 奧氏體不銹鋼的鈍化膜處于高能量狀態(tài)，局部凸起并發(fā)生層間斷裂[33]。壓應(yīng)力對鈍化膜的破壞作用導(dǎo)致點(diǎn)蝕敏感性上升。與上述結(jié)論相反，通過空位擴(kuò)散系數(shù)理論可知，壓應(yīng)力能夠降低空位擴(kuò)散系數(shù)[44]。圖7 為無應(yīng)力與彈性壓應(yīng)力作用下不銹鋼原子間距變化示意圖，圖中展示出由于壓應(yīng)力作用，金屬原子間距受壓減小，空位缺陷減少[44]，使不銹鋼表面更加致密，增加了不銹鋼的耐點(diǎn)蝕能力。

圖6 彈性拉應(yīng)力和壓應(yīng)力下304L 奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕的發(fā)展模型[33]Fig.6 Development model of pitting corrosion of 304L austenitic stainless steel under elastic tensile stress and compressive stress[33]

圖7 彈性應(yīng)力與無應(yīng)力下不銹鋼金屬原子間距變化的微觀示意圖Fig. 7 Microcosmic diagram of changes of metal atomic spacing in stainless steel under (a) no stress and (b) elastic tensile stress and no stress

圖8 應(yīng)力作用下302 不銹鋼掃描電子顯微圖[45]Fig.8 Scanning electron micrograph of 302 stainless steel under stress[45]: a) stretching; b) compress

彈性壓應(yīng)力作用下不銹鋼耐點(diǎn)蝕能力的提升，與表面鈍化膜對基體保護(hù)能力的提高有關(guān)。運(yùn)用俄歇電子能譜分析結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)對302 奧氏體不銹鋼在施加彎曲載荷條件下的研究中發(fā)現(xiàn)，彈性壓應(yīng)力能夠提高302 奧氏體不銹鋼鈍化膜中鉻的富集程度[45]，鉻富集是不銹鋼鈍化膜保護(hù)基體的主要機(jī)理之一。圖8 為彈性拉/壓應(yīng)力作用下302 奧氏體不銹鋼表面形貌，在壓應(yīng)力作用下，302 奧氏體不銹鋼表面鈍化膜表面更加致密、平滑[45]。圖9 為無應(yīng)力與彈性壓應(yīng)力作用下不銹鋼鈍化膜中氧化物分布情況示意圖，在彈性壓應(yīng)力作用下形成的鈍化膜中，金屬氧化物排列緊密，空位缺陷小，對基體的保護(hù)能力增強(qiáng)。該結(jié)果可以從兩個(gè)方面進(jìn)行解釋：首先，壓應(yīng)力會導(dǎo)致不銹鋼中原子間距的減小，促進(jìn)鈍化膜的生長和維持[15]；其次，彈性壓應(yīng)力能夠使不銹鋼鈍化膜中鉻氧化物聚集和密度增大，對鈍化膜的耐點(diǎn)蝕能力起到促進(jìn)作用[45]。

圖9 彈性應(yīng)力與無應(yīng)力下不銹鋼鈍化膜氧化物分布情況的微觀示意圖Fig.9 Microcosmic diagram of oxide distribution in passive film of stainless steel under (a) no stress and (b) elastic tensile stress

現(xiàn)有的彈性拉應(yīng)力和壓應(yīng)力對各類不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響研究中，奧氏體不銹鋼的研究居多，2205等雙相不銹鋼以及13Cr 不銹鋼的研究也有涉及。對以上研究總結(jié)可知，隨著彈性應(yīng)力的進(jìn)一步增大，奧氏體不銹鋼鈍化膜受損，耐點(diǎn)蝕性能下降。但在應(yīng)力較小時(shí)（≤20%σ0.2），奧氏體不銹鋼鈍化膜的缺陷密度小，不銹鋼耐點(diǎn)蝕能力增強(qiáng)。在對雙相不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)論。此外，彈性壓應(yīng)力對奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕行為卻存在著兩種矛盾的影響。所以，彈性拉應(yīng)力或壓應(yīng)力對不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響存在差異，仍需進(jìn)一步對彈性應(yīng)力下不銹鋼局部腐蝕的行為規(guī)律進(jìn)行研究。

1.2 彈性應(yīng)力下不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂行為

彈性拉應(yīng)力作用可以使不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂[46-49]。一般來講，彈性應(yīng)力的增加會導(dǎo)致奧氏體不銹鋼裂紋的數(shù)量和生長速度增加[50-53]。運(yùn)用原位裂紋觀測技術(shù)對彈性拉應(yīng)力下304L 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力促進(jìn)了裂紋的生長，并且原有的裂紋引起的附加應(yīng)力會加速裂紋的擴(kuò)展[52]。而且，運(yùn)用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)、光學(xué)顯微鏡、透射電鏡和掃描電鏡等技術(shù)手段對M152 馬氏體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)論，隨著彈性拉應(yīng)力水平的提高，馬氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂加劇[54]。

彈性應(yīng)力的非均勻分布是引發(fā)點(diǎn)蝕坑甚至裂紋的主要原因[55]。運(yùn)用電化學(xué)測試結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)對彈性拉應(yīng)力下304 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)蝕會優(yōu)先發(fā)生在奧氏體不銹鋼的應(yīng)力集中處[36]。而且，運(yùn)用有限元技術(shù)模擬研究彈性拉應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕坑內(nèi)的應(yīng)力分布情況發(fā)現(xiàn)，裂紋的產(chǎn)生與點(diǎn)蝕坑的成核和生長以及點(diǎn)蝕部位應(yīng)力集中有關(guān)[56-57]。點(diǎn)蝕坑底部由于幾何形貌的影響，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，因而裂紋容易從點(diǎn)蝕坑底部產(chǎn)生[58-60]。圖10 為彈性拉應(yīng)力作用下304 奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂過程隨時(shí)間變化的示意圖?？梢园l(fā)現(xiàn)，在彈性拉應(yīng)力較低時(shí)，304 奧氏體不銹鋼表面缺陷處發(fā)生鈍化膜破裂，形成小點(diǎn)蝕坑，裂紋從應(yīng)力集中的點(diǎn)蝕坑底部產(chǎn)生[61]。

圖10 彈性拉應(yīng)力下304 奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂的過程示意圖[61]Fig.10 Stress corrosion cracking process diagram of 304 stainless steel under elastic tensile stress[61]

一般情況下，點(diǎn)蝕坑應(yīng)力集中位置在蝕坑底部，但由于點(diǎn)蝕坑的幾何形貌不同，應(yīng)力集中也可能發(fā)生在點(diǎn)蝕坑肩部。運(yùn)用有限元模擬技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，在彈性拉應(yīng)力作用下，點(diǎn)蝕坑肩部的應(yīng)力逐漸最大化，應(yīng)力腐蝕開裂優(yōu)先從肩部開始，而不是在點(diǎn)蝕坑缺陷的底部[62-64]。圖11 為彈性應(yīng)力作用下316L 奧氏體不銹鋼表面點(diǎn)蝕和早期應(yīng)力腐蝕開裂的過程圖。在彈性拉應(yīng)力作用下，316L 奧氏體不銹鋼的應(yīng)力集中會導(dǎo)致點(diǎn)蝕更容易產(chǎn)生，然后應(yīng)力集中點(diǎn)轉(zhuǎn)移到點(diǎn)蝕坑的肩部，導(dǎo)致點(diǎn)蝕坑肩處產(chǎn)生較高的陽極溶解速率，蝕坑從圓形逐漸發(fā)展成橢圓形。隨著點(diǎn)蝕坑的擴(kuò)大，點(diǎn)蝕坑肩處的應(yīng)力逐漸增大，點(diǎn)蝕坑肩部會產(chǎn)生裂紋[64]。此外，運(yùn)用X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描成像檢測結(jié)合有限元模擬技術(shù)對彈性拉應(yīng)力下316L 奧氏體不銹鋼的研究中還發(fā)現(xiàn)，裂紋在316L 奧氏體不銹鋼表面是不連續(xù)的，但裂紋在316L 奧氏體不銹鋼內(nèi)部卻是連續(xù)的[48]。

圖11 彈性拉應(yīng)力作用下316L 奧氏體不銹鋼表面點(diǎn)蝕和早期應(yīng)力腐蝕開裂的全過程[64]Fig.11 Whole process of pitting corrosion and early stress corrosion cracking of 316L austenitic stainless steel under elastic tensile stress[64]: a) pit core is formed in the middle thickness of the surface parallel to the thickness direction; b) pits grow rapidly along the thickness direction to form long pits; c) stress corrosion cracking begins at the shoulder of the pit

在彈性拉應(yīng)力作用下，氫致開裂對不銹鋼也有很大的影響。運(yùn)用動(dòng)電位極化測試結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，對304 奧氏體不銹鋼充氫會導(dǎo)致鈍化膜的擊穿，阻礙鈍化膜的再鈍化過程，彈性拉應(yīng)力和氫的共同作用會導(dǎo)致304 奧氏體不銹鋼的陽極溶解，增大鈍化膜的缺陷密度，降低不銹鋼抗應(yīng)力腐蝕開裂的性能[29,65]。同時(shí)，運(yùn)用極化測試技術(shù)對鐵素體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，在彈性拉應(yīng)力作用下，鐵素體不銹鋼中的析氫反應(yīng)會增加基體中的擴(kuò)散氫，導(dǎo)致不銹鋼發(fā)生氫開裂失效[22]。

彈性應(yīng)力對各類不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂的影響研究大多數(shù)集中在奧氏體不銹鋼，主要是奧氏體不銹鋼的SCC 敏感性相對比較高。對以上研究總結(jié)可知，在彈性應(yīng)力條件下，奧氏體不銹鋼具有應(yīng)力開裂的傾向，并且在對馬氏體不銹鋼的研究中也有類似的結(jié)論。在彈性應(yīng)力作用下，奧氏體不銹鋼表面的點(diǎn)蝕坑會導(dǎo)致應(yīng)力集中，從而引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂。點(diǎn)蝕坑的形貌會導(dǎo)致應(yīng)力集中位置的不同，進(jìn)而影響裂紋生長位置的差異。此外，在彈性應(yīng)力與氫的協(xié)同作用下，會促進(jìn)奧氏體不銹鋼的氫致開裂。在對鐵素體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論。所以，今后可側(cè)重研究彈性應(yīng)力條件下點(diǎn)蝕坑應(yīng)力集中的位置，從而進(jìn)一步確定裂紋生長的位置，完善彈性應(yīng)力下不銹鋼裂紋生長的規(guī)律。

從彈性應(yīng)力有關(guān)的研究和近年進(jìn)展中可以看到，彈性拉應(yīng)力或壓應(yīng)力對奧氏體不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能影響的機(jī)理探索，以及彈性應(yīng)力對不銹鋼表面點(diǎn)蝕生長過程中形貌變化的影響，最近逐漸受到學(xué)者的關(guān)注，應(yīng)力腐蝕開裂行為中的點(diǎn)蝕向裂紋轉(zhuǎn)變的原因、裂紋生長原因以及彈性拉應(yīng)力對不銹鋼表面裂紋生長擴(kuò)展方向的影響，則受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。但現(xiàn)在主流的研究手段還是傳統(tǒng)方法，包括動(dòng)電位極化、交流阻抗和莫特肖特基等電化學(xué)測試技術(shù)，以及掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)。電化學(xué)測試技術(shù)與電子掃描顯微鏡相結(jié)合，可以對彈性應(yīng)力下不銹鋼鈍化膜的耐蝕性和不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能進(jìn)行評估，并對點(diǎn)蝕二維形貌的變化進(jìn)行觀察。但這些技術(shù)手段對彈性應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕的研究具有局限性，無法對彈性應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕的萌發(fā)與生長以及點(diǎn)蝕形貌形變擴(kuò)展的原因進(jìn)行更深的分析。有限元仿真可以展現(xiàn)點(diǎn)蝕內(nèi)部的應(yīng)力分布情況，這可以為分析不銹鋼表面點(diǎn)蝕生長與形狀變化的深層原因提供一些有益的思路。X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描成像技術(shù)可以觀察不同彈性應(yīng)力下點(diǎn)蝕坑三維形貌的變化情況，可以更好地對點(diǎn)蝕內(nèi)部深層結(jié)構(gòu)的生長擴(kuò)展進(jìn)行深入分析。此外，透射電鏡原位觀察技術(shù)的應(yīng)用[66]，可以直觀地展現(xiàn)彈性應(yīng)力下不銹鋼裂紋尖端構(gòu)造以及裂紋生長擴(kuò)展過程的實(shí)際情況。這些新的研究手段的逐漸成熟，將為有關(guān)研究的深入起到重要的推進(jìn)作用。

2 塑性應(yīng)力下不銹鋼的腐蝕行為

塑性應(yīng)力導(dǎo)致的不銹鋼形變是不可逆轉(zhuǎn)的。塑性應(yīng)力對不銹鋼腐蝕的影響研究較多，通常認(rèn)為塑性應(yīng)力能顯著降低不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能，促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開裂行為。同時(shí)，在塑性應(yīng)力與氫的協(xié)同作用下，不銹鋼氫致開裂的敏感性明顯提升。

因此，在塑性應(yīng)力下，對不銹鋼位錯(cuò)密度的深入研究，能進(jìn)一步完善塑性應(yīng)力作用下裂紋的生長機(jī)制。

2.1 塑性應(yīng)力下不銹鋼的點(diǎn)蝕行為

塑性應(yīng)力的不均勻分布會使不銹鋼產(chǎn)生不同程度的腐蝕。運(yùn)用莫特肖特基測試技術(shù)對304 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，塑性應(yīng)力能夠增大不銹鋼的缺陷密度[67]。通過莫特肖特基測試結(jié)合X 射線光電子能譜技術(shù)對316L 奧氏體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，塑性應(yīng)力會促進(jìn)位錯(cuò)的大量形成，導(dǎo)致奧氏體不銹鋼耐點(diǎn)蝕能力下降，同時(shí)能夠促進(jìn)奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕的生長速率顯著增加[68-70]。此外，對其他種類不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論。運(yùn)用電化學(xué)測試結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)對L80-13Cr 馬氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，塑性應(yīng)力會促進(jìn)馬氏體不銹鋼位錯(cuò)的大量形成[71]。而且，通過電化學(xué)測試技術(shù)對超級雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，塑性應(yīng)力也會導(dǎo)致雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能下降[72-74]。

塑性應(yīng)力對奧氏體不銹鋼鈍化膜的影響主要有三方面：第一，在塑性應(yīng)力作用下，奧氏體不銹鋼鈍化膜會產(chǎn)生更高的應(yīng)力集中，產(chǎn)生較多的氧空位，從而促進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)蝕的產(chǎn)生[75]。而且，運(yùn)用有限元模擬技術(shù)對雙相不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，在塑性拉應(yīng)力的作用下，由于雙相不銹鋼中的奧氏體相比較軟，雙相不銹鋼拉伸方向的應(yīng)變主要集中在奧氏體相晶粒上，而鐵素體相承擔(dān)了更大的應(yīng)力。同時(shí)隨著載荷水平的增加，最大應(yīng)變值向奧氏體相和鐵素體相的交界（晶界）處集中，鐵素體相和奧氏體相的交界處和尖角處均出現(xiàn)大范圍的應(yīng)力集中[76]。第二，塑性應(yīng)力會影響奧氏體不銹鋼鈍化膜成分，膜中的氫氧化物比例隨著塑性應(yīng)力的增大而增大，導(dǎo)致施主和受主濃度的增加，鈍化膜缺陷增多，耐點(diǎn)蝕性能下降。而且，在對2205雙相不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)論[77-78]。圖12 所示為塑性應(yīng)變下2205 雙相不銹鋼表面點(diǎn)蝕形貌，在5%塑性應(yīng)變下，2205 雙相不銹鋼表面形成的點(diǎn)蝕坑的數(shù)量和密度顯著大于無應(yīng)力條件下的值。第三，在塑性應(yīng)力作用下，奧氏體不銹鋼鈍化膜的位錯(cuò)密度增大，導(dǎo)致鈍化膜開裂幾率增加[79]。

圖12 塑性應(yīng)變下2205 雙相不銹鋼表面點(diǎn)蝕形貌[78]Fig.12 Morphology of surface pitting of 2205 dual phase steel under plastic strain condition[78]

總結(jié)以上研究可知，塑性應(yīng)力對奧氏體、馬氏體、鐵素體、雙相等各類不銹鋼的點(diǎn)蝕行為的影響機(jī)理已經(jīng)比較清楚，大家的認(rèn)識較為一致。塑性應(yīng)力會導(dǎo)致奧氏體不銹鋼鈍化膜中缺陷增多，促進(jìn)位錯(cuò)的產(chǎn)生，導(dǎo)致奧氏體不銹鋼耐點(diǎn)蝕能力下降。在對馬氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論。同時(shí)，在塑性應(yīng)力的作用下，奧氏體不銹鋼鈍化膜更容易產(chǎn)生位錯(cuò)，導(dǎo)致膜層開裂幾率上升，耐點(diǎn)蝕能力下降。

近些年來，塑性應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕行為的研究主要集中在耐點(diǎn)蝕性能的探究上。其中，塑性應(yīng)力對不銹鋼表面點(diǎn)蝕生長的影響機(jī)理探索逐漸受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。如今，塑性應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕行為的研究中，電化學(xué)測試技術(shù)以及掃描電子顯微鏡觀察等技術(shù)手段使用較多，點(diǎn)蝕行為的深層原因有待探索。研究所存在的局限性與彈性應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕行為研究中存在的局限性一樣，主要是現(xiàn)有技術(shù)手段無法對塑性應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕的萌發(fā)與生長以及點(diǎn)蝕形貌形變擴(kuò)展的原因進(jìn)行更深的分析。所以，與彈性應(yīng)力一樣，有限元分析以及X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描成像等技術(shù)的運(yùn)用，也將直觀地展現(xiàn)塑性應(yīng)力下不銹鋼表面的應(yīng)力分布情況以及觀察不同彈性應(yīng)力下點(diǎn)蝕坑三維形貌的變化情況，從而可以更好地分析塑性應(yīng)力下不銹鋼點(diǎn)蝕產(chǎn)生與生長的深層原因。

2.2 塑性應(yīng)力下不銹鋼的腐蝕開裂行為

塑性應(yīng)力會增加不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性，促進(jìn)不銹鋼表面裂紋的產(chǎn)生[80-82]。運(yùn)用X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描成像檢測和聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)對13Cr 馬氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，在塑性拉應(yīng)力的作用下，13Cr 馬氏體不銹鋼點(diǎn)蝕坑的尺寸逐漸增大，隨著塑性應(yīng)力作用時(shí)間的延長，應(yīng)力集中效應(yīng)開始顯現(xiàn)，點(diǎn)蝕坑底部尖端最終產(chǎn)生裂紋[83-84]。在對316L 奧氏體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，塑性應(yīng)力促進(jìn)了316L 不銹鋼裂紋的擴(kuò)展，最終會引起疲勞損傷斷裂[85]。這與在彈性應(yīng)力條件下，裂紋從點(diǎn)蝕坑中應(yīng)力集中處生長、擴(kuò)展的情況類似。塑性應(yīng)力會導(dǎo)致不銹鋼產(chǎn)生位錯(cuò)[86]。在對321 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，在塑性形變的過程中，陽極溶解速率和位錯(cuò)密度隨應(yīng)力的增加而增大，塑性區(qū)位錯(cuò)密度決定了應(yīng)力腐蝕裂紋的發(fā)展速度[87]。而且，在對CF8A 奧氏體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，在塑性應(yīng)力的作用下，由于奧氏體與δ 鐵素體之間的滑移體系不相容，在δ 鐵素體中形成了大量的位錯(cuò)，位錯(cuò)中金屬原子的活性遠(yuǎn)高于其他區(qū)域。并且，鐵素體在塑性變形過程中，由于其勢能的增加，會優(yōu)先氧化，并形成許多微裂紋[88]。在對S31603 不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，隨著塑性應(yīng)力的增加，不銹鋼的位錯(cuò)和缺陷密度增加，應(yīng)力腐蝕的敏感性增加[89]。此外，有學(xué)者在塑性應(yīng)力對X70 鋼的作用研究中也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，塑性應(yīng)變引起X70 鋼的位錯(cuò)密度以及表面粗糙度的增加，加速了應(yīng)力腐蝕開裂過程[90]。圖13 為塑性應(yīng)變下的裂紋發(fā)展形貌圖，隨著塑性應(yīng)變的增加，裂紋變得更深更寬，表明應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性增加[90]。

在塑性應(yīng)力作用下，氫致開裂對不銹鋼的影響十分顯著。在對2205 雙相不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著塑性應(yīng)力的增大，雙相不銹鋼氫致開裂敏感性增加[91]。圖14 為無氫和充氫試樣的裂紋萌生示意圖，塑性應(yīng)變導(dǎo)致2205 雙相不銹鋼延展性的喪失，存在于2205雙相不銹鋼中的微孔在氫和塑性應(yīng)力的共同作用下逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸭y，從而對基體造成損傷[91]。此外，氫致開裂需要拉伸載荷和氫的共同作用，在塑性應(yīng)力加載過程中會產(chǎn)生活化氫，活化氫會在不銹鋼中擴(kuò)散，導(dǎo)致2507 雙相不銹鋼脆化與開裂[92]。

圖13 塑性應(yīng)變下裂紋發(fā)展變化形貌圖[90]Fig.13 Morphology of crack development under plastic strain[90]

圖14 無氫和充氫2205 雙相不銹鋼試樣的裂紋萌生示意圖[91]Fig.14 Schematic diagram of crack initiation of 2205 duplex stainless steel specimens without and with hydrogen filled[91]

現(xiàn)今，塑性應(yīng)力對各類不銹鋼腐蝕開裂的影響研究都比較成熟。對以上研究總結(jié)可知，在塑性應(yīng)力作用下，奧氏體、馬氏體不銹鋼點(diǎn)蝕坑的應(yīng)力集中效果非常明顯，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋的萌生。同時(shí)塑性應(yīng)力促使奧氏體、馬氏體不銹鋼位錯(cuò)密度的增大，進(jìn)而加速了裂紋的生長速度。此外，塑性應(yīng)力與氫的協(xié)同作用促使雙相不銹鋼表面點(diǎn)蝕向裂紋轉(zhuǎn)變，并且塑性應(yīng)力會促進(jìn)氫在基體中的擴(kuò)散，導(dǎo)致雙相不銹鋼氫致開裂的敏感性增加，易于發(fā)生脆化與開裂。所以，對不銹鋼在塑性應(yīng)力下位錯(cuò)密度的深入研究，能進(jìn)一步完善塑性應(yīng)力作用下裂紋的生長機(jī)制。其中，不銹鋼表面裂紋生長擴(kuò)展的影響因素受到學(xué)者較為廣泛的關(guān)注。但是，與彈性應(yīng)力下的研究類似，有關(guān)表征手段還是存在局限，限制了進(jìn)一步了解微觀機(jī)制，亟需發(fā)展諸如透射電鏡原位觀測技術(shù)等[66]更多新的表征技術(shù)。

3 殘余應(yīng)力下不銹鋼的腐蝕行為

殘余拉應(yīng)力和壓應(yīng)力影響著不銹鋼點(diǎn)蝕和裂紋的產(chǎn)生，所以殘余應(yīng)力對不銹鋼耐蝕性能的影響不容忽視[93-94]。在殘余拉應(yīng)力分布不均勻的條件下，點(diǎn)蝕容易發(fā)生。運(yùn)用電化學(xué)測試技術(shù)對304 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著殘余拉應(yīng)力的增大，不銹鋼中的位錯(cuò)密度增大，304 奧氏體不銹鋼表面鈍化膜的修復(fù)能力減弱，耐點(diǎn)蝕能力下降[95]。殘余拉應(yīng)力同時(shí)也能促進(jìn)裂紋的產(chǎn)生，304 奧氏體不銹鋼表面加工產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力會導(dǎo)致微裂紋的產(chǎn)生[96]。而且，通過掃描電子顯微鏡觀察技術(shù)對316 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)殘余拉應(yīng)力大于奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度時(shí)，微裂紋開始發(fā)生。殘余拉應(yīng)力越大，微裂紋起裂速率越高，微裂紋密度越大[97]。在對2507 超級雙相不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似結(jié)論[98]。

當(dāng)殘余壓應(yīng)力存在時(shí)，316L 奧氏體不銹鋼表面幾乎沒有腐蝕[99-100]。運(yùn)用光學(xué)顯微鏡觀察技術(shù)對316L 奧氏體不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，殘余壓應(yīng)力使316L 奧氏體不銹鋼表面鈍化膜更致密、不易破裂，點(diǎn)蝕敏感性下降[100-101]。而且，運(yùn)用X 射線衍射技術(shù)對馬氏體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，殘余壓應(yīng)力能抑制馬氏體不銹鋼表面裂紋的形成[102]。有研究表明，304L奧氏體不銹鋼微裂紋在殘余拉應(yīng)力區(qū)開始生長擴(kuò)展，在殘余壓應(yīng)力區(qū)停止[103]。而且，在對316L 奧氏體不銹鋼的研究中也發(fā)現(xiàn)，即使在腐蝕介質(zhì)的作用下，具有殘余壓應(yīng)力的不銹鋼表面也不會產(chǎn)生裂紋[104]。殘余壓應(yīng)力能抑制不銹鋼腐蝕開裂主要有兩方面原因：其一，對不銹鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，殘余壓應(yīng)力的存在會使不銹鋼鈍化膜中含鉻比例增高，高含鉻的鈍化膜能有效抑制不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂[105]；其二，殘余壓應(yīng)力使得不銹鋼表面晶粒細(xì)化，從而有效抑制疲勞裂紋萌生，提高材料耐腐蝕性能[99]。

現(xiàn)今的研究中發(fā)現(xiàn)，殘余拉應(yīng)力和壓應(yīng)力對奧氏體不銹鋼的耐蝕性有不同的影響。殘余拉應(yīng)力降低304、316L 等奧氏體不銹鋼的耐蝕能力，殘余壓應(yīng)力則會提高奧氏體不銹鋼的耐蝕性，在對馬氏體不銹鋼的研究中也有類似的結(jié)論[106]。隨著殘余拉應(yīng)力的增大，奧氏體不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能下降，且當(dāng)殘余拉應(yīng)力大于奧氏體不銹鋼屈服強(qiáng)度時(shí)，不銹鋼位錯(cuò)密度增大，裂紋容易萌生和生長擴(kuò)展。殘余壓應(yīng)力能提高奧氏體不銹鋼鈍化膜中的鉻鐵比，使奧氏體不銹鋼表面晶粒細(xì)化，形成更加致密的鈍化膜，不僅提升了奧氏體不銹鋼的耐點(diǎn)蝕能力，同時(shí)也能夠抑制裂紋的產(chǎn)生。

近些年來，殘余應(yīng)力下不銹鋼腐蝕行為的研究主要集中在不銹鋼耐局部腐蝕性能的探究上。其中，殘余拉應(yīng)力或壓應(yīng)力對不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響以及殘余拉應(yīng)力或壓應(yīng)力對不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂行為的影響逐漸受到關(guān)注。受限于電化學(xué)測試與掃描電子顯微鏡等傳統(tǒng)技術(shù)手段的局限性，有關(guān)機(jī)理還難以開展深層分析。局部應(yīng)力的三維精確測量、內(nèi)部腐蝕裂紋的微觀表征甚至原位觀測等，仍需從分析測試手段方面進(jìn)行突破。

4 結(jié)論與展望

前人對應(yīng)力條件下不銹鋼的腐蝕行為進(jìn)行了廣泛的研究，但由于影響因素眾多，研究結(jié)果差異較大，甚至有部分結(jié)論之間存在矛盾。尤其是對于彈性應(yīng)力范圍內(nèi)不銹鋼局部腐蝕規(guī)律的研究還很少。近些年來，彈性應(yīng)力、塑性應(yīng)力以及殘余應(yīng)力對不銹鋼腐蝕行為影響的研究，很多方面仍未得到清晰結(jié)論，需要更多的研究結(jié)論來充實(shí)現(xiàn)有的影響規(guī)律，完善機(jī)理分析體系，這都是尚待解決的課題。本文通過對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，對應(yīng)力作用下部分代表性的不銹鋼的腐蝕行為進(jìn)行總結(jié)，并進(jìn)一步明確了不銹鋼腐蝕機(jī)理，對該領(lǐng)域進(jìn)一步的研究前景進(jìn)行了展望，如下：

1）彈性應(yīng)力能夠促進(jìn)不銹鋼點(diǎn)蝕的生長，但應(yīng)力狀態(tài)（拉或壓應(yīng)力）會對不銹鋼點(diǎn)蝕行為產(chǎn)生不同的影響。一般情況下，在彈性拉應(yīng)力作用下，不銹鋼點(diǎn)蝕坑處產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而發(fā)生應(yīng)力開裂，而且點(diǎn)蝕坑應(yīng)力集中的區(qū)域位置影響著不銹鋼裂紋的生長方向。但彈性壓應(yīng)力對不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響存在兩種相反的結(jié)果，有待進(jìn)一步分析驗(yàn)證。在彈性應(yīng)力作用下，不銹鋼點(diǎn)蝕和應(yīng)力開裂的行為研究基本都是二維角度進(jìn)行，很難探究點(diǎn)蝕和裂紋的內(nèi)部深層結(jié)構(gòu)，需拓展至三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，從而更好地探索彈性應(yīng)力對不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響規(guī)律；并且在彈性應(yīng)力作用下，點(diǎn)蝕應(yīng)力集中的區(qū)域位置的研究也仍未得到統(tǒng)一結(jié)論，需進(jìn)一步研究裂紋生長的方向，完善裂紋生長的規(guī)律。

2）在塑性應(yīng)力作用下，不銹鋼易產(chǎn)生位錯(cuò)。位錯(cuò)的產(chǎn)生會促進(jìn)不銹鋼點(diǎn)蝕的生長，進(jìn)而在點(diǎn)蝕處造成不銹鋼裂紋的萌生和生長?，F(xiàn)今，在對塑性應(yīng)力下，腐蝕行為的研究中，發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)的產(chǎn)生對不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能和抗應(yīng)力腐蝕開裂性能的影響十分顯著。隨著對塑性應(yīng)力作用下不銹鋼位錯(cuò)密度的深入研究，能進(jìn)一步探究塑性應(yīng)力作用下不銹鋼點(diǎn)蝕和裂紋的生長機(jī)制。

3）氫致開裂是應(yīng)力腐蝕機(jī)理之一。無論是彈性應(yīng)力，還是塑性應(yīng)力條件下，都會促進(jìn)氫在不銹鋼基體中的擴(kuò)散，導(dǎo)致氫致開裂敏感性的增加。研究應(yīng)力條件下氫對不銹鋼腐蝕行為的影響，能夠深入的理解氫致開裂的機(jī)理。

4）殘余應(yīng)力作為內(nèi)應(yīng)力對不銹鋼腐蝕行為影響不容忽視。殘余拉應(yīng)力和壓應(yīng)力對不銹鋼腐蝕的影響作用不同：殘余拉應(yīng)力的增大不僅降低了不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能，而且促進(jìn)了不銹鋼裂紋的萌生和生長；但殘余壓應(yīng)力卻能夠提升不銹鋼的耐點(diǎn)蝕能力，并有效地抑制不銹鋼的腐蝕開裂。對殘余拉應(yīng)力和壓應(yīng)力作用下不銹鋼腐蝕行為的研究，能夠更好探究內(nèi)應(yīng)力對不銹鋼耐點(diǎn)蝕性和抗應(yīng)力腐蝕開裂性能的影響規(guī)律，進(jìn)一步深入總結(jié)殘余應(yīng)力對不銹鋼局部腐蝕的影響機(jī)制。

5）應(yīng)力分布的三維精確測量和仿真分析、內(nèi)部腐蝕形貌及裂紋的微觀表征和原位觀測等，仍需從分析測試手段方面進(jìn)行突破，才能有效推進(jìn)應(yīng)力腐蝕有關(guān)的研究。