腐蚀疲劳的定义

腐蚀疲劳（corrosion fatigue）是指材料在交变应力与腐蚀介质联合作用下所引起的脆性断裂。交变应力的形式较多，其中以交变的拉应力和压应力（拉-压交替变化）的循环应力最为常见。疲劳是任何一个机械组件都会遇到的问题，手册中能找到的大多数疲劳数据都是在空气中测试得到的。腐蚀疲劳通常是指在除空气以外的腐蚀介质中的疲劳行为。腐蚀疲劳是工程实际中各种承受循环载荷的构件所面临的严重问题。例如，海洋平台结构、石化设备、船舶的推进器、涡轮和涡轮叶片等常出现这种破坏，造成灾难性事故，同时这种破坏造成的经济损失也是相当可观的。据统计，腐蚀疲劳造成的危害仅次于SCC。

腐蚀疲劳的特点

腐蚀疲劳有如下特点。

（1）腐蚀疲劳的S-N曲线（图3.18）与纯力学疲劳的S-N曲线形状不同，腐蚀疲劳不存在疲劳极限。工程材料的疲劳性能是通过疲劳试验得出的疲劳曲线（称S-N曲线）来确定的。金属在没有遭受腐蚀条件下，仅受循环应力作用时，其应力值在一定极限值之上才会发生破坏，该值称为疲劳极限或疲劳强度。由于腐蚀疲劳不存在疲劳极限，故材料可以在很低的应力条件下发生断裂，如图3.19所示。一般以预指的循环周次（N＝10 ⁷ ）的应力作为腐蚀疲劳强度，用以评价材料的腐蚀疲劳性能。

图3.18　钢的腐蚀疲劳曲线

图3.19　不同材料的疲劳和腐蚀疲劳曲线

（2）腐蚀疲劳与SCC不同，SCC通常发生在敏感材料与特定的环境条件下，而腐蚀疲劳无选择性，只要存在腐蚀介质，纯金属也能发生腐蚀疲劳。

（3）腐蚀疲劳强度与抗拉强度间没有一定的联系。海水中金属的腐蚀疲劳强度与其抗拉强度的关系不明显，但在空气中腐蚀疲劳强度随抗拉强度增加而增加，有一定的比例关系。

（4）腐蚀疲劳裂纹多起源于表面腐蚀孔或表面缺陷，往往成群出现（多裂纹），并沿垂直于拉应力的方向扩展。裂纹主要是穿晶型的，也有晶间型和混合型的，随腐蚀发展裂纹变宽。

（5）腐蚀疲劳断口同时具有腐蚀（腐蚀孔、腐蚀产物）和疲劳（疲劳辉纹）的特征。