環境斷裂

在外應力作用下導致裂紋形核和擴展直至試樣斷裂。其本質是因為環境因素(氣相、液相腐蝕介質或氫)的作用引起形變和斷裂的基元過程，從而導致應力脆斷，因而以這種形式破壞失效的現象統稱為環境斷裂。

環境斷裂-分類

環境斷裂具體可分為應力腐蝕開裂(Stress Corrosion Cracking)、氫脆或氫致開裂(Hydrogen Induced Cracking)和腐蝕疲勞斷裂(Corrosion Fatigue Cracking)三種。

定義：應力腐蝕即是指受一定應力作用的材料在特定環境下發生滯後開裂，甚至發生滯後斷裂的現象。特點：不存在應力作用時，腐蝕輕微；當應力大小超過某一臨界值後，金屬材料在腐蝕並不嚴重的情況下發生脆斷。

對每一種金屬或合金，只有在特定的介質中才能發生應力腐蝕；

只有存在應力(特別是拉應力)作用時，才能產生應力腐蝕裂紋，這種應力可以是外加應力；可以是加工和熱處理過程中引入的殘餘應力；也可以是腐蝕產物的楔入作用而引起的擴張應力；

應力腐蝕是一種與時間有關的滯後破壞，這和氫致滯後開裂完全類似；

應力腐蝕是一種低應力脆性斷裂；

應力腐蝕裂紋擴展速率一般為10[-6]~10[-3]mm/min，比均勻腐蝕速度快10[6]倍，而且和裂紋前端臨界斷裂韌性KIC有關。

金屬材料在冶煉、加工和使用過程中，可能會有氫進入材料中，在某些特殊情況下，氫表現為有益作用。例如：對於鈦合金，氫可作為臨時合金元素來改善其熱加工性能及室溫機械性能，金屬氫化物可用作儲氫材料或電池材料。

但在一般情況下，進入材料的氫是極其有害的，將使材料產生氫損傷，也即氫脆，包括氫壓引起的微裂紋(鋼中白點，焊接冷裂紋，H2S或酸中浸泡裂紋)、高溫高壓氫腐蝕、氫化物相或氫致馬氏體相變、氫致塑性損失以及氫致開裂或斷裂。

當進入材料內部的氫濃度很高時就會產生氫鼓泡(出現在試樣表層或表面)或氫致微裂紋。一旦出現這種不可逆氫損傷後，材料的塑性、韌性將大大下降。

在腐蝕介質與交變應力協同作用下引起材料破壞的現象，稱之為腐蝕疲勞。腐蝕疲勞可看作是應力腐蝕的一種特殊形式(應力具交變特點)；也可看作事特殊環境(應力腐蝕介質)下的疲勞。在H2中的疲勞也成為腐蝕疲勞。

環境斷裂是一門邊緣學科，是綜合運用斷裂力學、斷裂物理和電化學以及材料學等方面的基礎理論知識才能進行深入研究的課題。現今研究較為深入的是石油行業中，在井下惡劣腐蝕環境下，尤其是高溫、高壓、高含硫化氫的環境中發生的油套管、鑽桿失效等問題。