دانلود مقالات ISI درباره خوردگی تنشی + ترجمه فارسی

خوردگی تنشی (به انگلیسی: Stress corrosion cracking) شکست یک ماده بدلیل تاثیر همزمان خوردگی و تنش کششی کمتر از تنش نامی ماده است. افزایش تنش پسماند کششی، آلیاژی شدن، قرارگیری پتانسیل خوردگی در آغاز رویینگی (ایجاد لایه نگهدارنده) و پایان رویینگی (نابودی لایه نگهدارنده) احتمال این گونه خوردگی را افزایش می‌دهند. این نوع خوردگی نیز از جمله خوردگی های متداول بوه که درآن علاوه بر قابلیت خورندگی محیط، فاکتور تنش مکانیکی نیز شرط لازم برای وقوع آن می باشد. در این خوردگی، فلزی که در معرض محیط خورنده قرار دارد، یا مقداری تنش باقیمانده دارا می باشد، و یا اینکه درون محلول بر اساس شرایط کاری قطعه تحت تنش می باشد. این موارد سبب به وجود آمدن ترک در سیستم می گردند که وجود این ترک ها در قطعه سبب زوال آن می شود. در حقیقت خوردگی تنشی عبارت است زوال یک فلز یا آلیاژ که در محیط خورنده واقع شده و تحت تنش های کششی نسبتا کوچک اما مداوم قرار دارد. ظاهرا اولین مرتبه ای که ترک خوردگی ناشی از تنش گزارش شد، به ترک خوردگی های قصلی آلیاژ برنج در محیط آمونیاک در اوایل قرن بیستم باز میگردد. این مساله مشکلات زیادی را به لحاظ زوال گلوله های برنجی در هر دو جنگ جهانی اول و دوم پدید آورده بود. در دهه 1920 نیز ترک خوردگی و انفجار لوله های کربنی به کار گرفته شده در بویلرها به عنوان مساله ای خطرناک و جدی مطرح گردید. از سال های دور عقیده بر آن است که برای وقوع ترک خوردگی ناشی از تنش حضور همزمان سه عامل الزامی است که این سه عامل عبارتند از: · محیط خورنده · وجود یک فلز یا آلیاژ حساس به این نوع ترک خوردگی · وجود تنش کششی بر روی فلز یا آلیاژ به طور مثال محلول های آبی کلریدی داغ قادرند با سرعت قابل توجهی در فولادهای زنگ نزن ترک ایجاد نمایند، در حال که بر روی فولادها یکربنی، آلومینویم و دیگر آلیاژهای غیرآهنی چنین تاثیری ندارند. به این ترتیب می توان گفت که هر محیط خورنده ای قادر نیست بر روی تمامی آلیاژها موثر بوده و ترک خوردگی ناشی از تنش را در آن ها ایجاد کند، بلکه هر محیط خورنده فقط بر روی تعداد محدودی از فلزات و آلیاژها قابلیت ایجاد ترک تنشی دارد. برای تمامی مهندسین لازم است تا با سیستم های مختلف آلیاژ/محیط خورنده که در حضور تنش بر روی آلیاژ قادرند تولید ترک برداری ناشی از تنش نمایند، آشنا بوده و در طراحی ها و انتخاب آلیاژ ها از این سیستم ها اجتناب شود. تاثیرات متالورژیکی به طور کلی فلزات خالص نسبت به ترک برداری ناشی از تنش مقاوم تر از آلیاژهایی با همان پایه هستند، هرچند فلزات خالص هم از این نوع خوردگی مصون نیستد. برای مثال مس خالص در آزمایش های با نرخ کرنش پایین دچار ترک برداری شده است، هر چند این شرایط بسیار شدید تر از شرایط میدانی بوده است. به طور کلی تقریبا تمامی آلیاژها نسبت به محیط های خاصی حساس هستند. این حساسیت در تمامی انواع آلیاژها با افزایش استحکام، افزایش می یابد. تاثیرات الکتروشیمیایی پتانسیل الکتروشیمیایی نقش قابل توجهی در ترک برداری ناشی از تنش دارد. در شکل زیر رفتار شماتیک پلاریزاسیون آندی یک فلز اکتیو / پسیو مقاوم به خوردگی و مناطق حساس به ترک برداری تنشی نشان داده شده است. مکانیزم های خوردگی تنشی پیچیدگی های اندرکنش بین محیط های مختلف، ماهیت آلیاژ، ساختار متالورژیکی وغیره نشان می دهد که امکان وجود یک مکانیزم واحد برای خوردگی تمام سیستم های فلز / محیط خورنده وجود ندارد. استرایکر در مقاله ای که در سال 1985 به چاپ رسانید، برخی از مکانیزم های محتمل برای ترک برداری ناشی از تنش را که در سیستم های مختلف می توانند عمل نمایند را به شرح زیر طبقه بندی کرد: I. مکانیزم های متالورژیکی · هم صفحه بودن نابجایی ها: مقاومت در برابر ترک خوردن ناشی از تنش به طرز قرارگیری نابجایی ها مربوط می شود. در فولادهای ضدزنگ که مستعد به این نوع ترک خوردگی هستند، نابجایی ها به صورت دسته های هم صفحه قرار می گیرند، در صورتی که در آلیاژهایی که مقاوم هستند، نابجایی ها به صورت سلولی یا در هم پیچیده قرار می گیرند. · پیرکرنشی و جدایی میکرونی: در پیر کرنشی فولاد های ضد زنگ آستنیتی، سیلان های پلاستیکی ناگهان و تند اتفاق می افتد. این پدیده با جدایش میکرونی اتم های حل شوند به نواقص دینامیکی در ساختار کریستالی همراه است. این نوع جدایی می تواند باعث رفتار ترک خوردن در اثر تنش به طریق بین دانه ای شود. سرعت ترک خوردن به وسیله نفوذ اتم های حل شوند و هنچنین پلاریزاسیون الکتروشیمیایی محدود می شود. · جذب شدن: عوامل فعال سطحی به سطح جذب می شوند و با پیوند های تحت کرنش در نوک ترک اندرکنش کرده و سبب کاهش استحکام پیوند و اشاعه ترک می گردند. II. مکانیزم های حل شدن تشدید حل شدن در اثر تنش: ترک با انحلال آندی موضعی گسترش می یابد. نقش اصلی تغییر شکل پلاستیکی تشدید فرایند حل شدن است. · تشکیل فیلم در دیواره ترک ها بر اساس مکانیزم هم صفحه ای بودن نابجایی ها: ترک ها در محلی که پله های لغزشی به سطح می رسند، شروع می گردند. رشد ترک ها در نتیجه انحلال فلزی است که در حال تسلیم است. با رشد ترک، پوسته روی دیواره ترک مجددا تشکیل می شود و به عنوان کاتد عمل خواهد کرد. · غنی شدن نسبت به عنصر نجیب: ترکیب شیمیایی پل های لغزشی دارای غلظت کمتری از نیکل نسبت به سطح غنی شده است، لذا پله لغزش آن قدر حل می شود تا مقدار نیکل به مقدار غنی شده سطح قبلی برسد. · ترک خوردن در اثر خوردگی توام با تنش، با شکسته و پاره شدن مداوم فیلم های غیر فعال پیشروی می کند. در محل پاره شدن، عمل انحلال صورت می گیرد تا مجددا حالت رویین به وجود آید. · مهاجرت یون کلرید: یون کلرید از طریق فیلم پاره شده به مناطقی که دارای بالاترین تنش هستند مهاجرت می کند. بنارباین نقش یون کلرید در پاره کردن فیلم بوده و در نتیجه امکان انحلال فلز را فراهم می آورد. III. مکانیزم های هیدروژنی · تشکیل هیدرید: هیدروژن می تواند وارد فولاد ضدزنگ گردد و تشکیل مارتنزیت دهد. همچنین قادر است به داخل رشته های عمود بر جهت اعمال تنش نفود کرده و سپس ترک خوردن صورت گیرد. · تردی هیدروژنی: هیدروژن در داخل فلز در نوک ترک تجمع کرده و باعث تضعیف موضعی پیوند ها می گردد و یا با تشکیل حفره ها یا کاهش استحکام باندها سبب پیشروی ترک می گردد. IV. مکانیزم های مکانیکی · حفره های تونلی و پارگی: پیشروی ترک با تشکیل حفره های عمیق یا تونل هایی که در اثر انحلال به وجود می آیند به یکدیگر متصل می شوند، صورت پذیرفته و منجر به پارگی می گردد.