腐蝕對材料抗拉強度和延展性的影響

腐蝕是指由於材料和環境發生作用而對材料造成的化學或電化學降解。鋼鐵所遭受的腐蝕一般都是由於氧氣和電解質（如水或鹽水）的存在而引起的，此類電解質不可避免地存在於海洋環境或水管中。

理論上，我們可以使用犧牲陽極和鈍化處理來減少或完全避免腐蝕帶來的影響，但遺憾的是在現實中，其他各種如溫度，變載荷，振動和微生物活性等因素都會大大削弱此類腐蝕防護方式的效果。此外，腐蝕對裂紋擴展的影響十分巨大。

腐蝕對力學性能的影響會在平時最為常見的均勻腐蝕和點蝕上有所顯現。均勻腐蝕，正如其名稱一樣，指的是材料存在問題部分的表面遭到腐蝕均勻蔓延的影響。點蝕是一種高度的局部腐蝕現象，通常保護層上的某一處微小損壞會產生小孔，小孔處會通過十分複雜的腐蝕機理發生局部的電偶腐蝕。

要評估均勻腐蝕對材料結構強度的影響十分簡單，先確定受腐蝕影響的面板或梁所損失的厚度和重量，再計算鋼構件截面在規定負荷下受到的應力。而要評估局部腐蝕造成的影響則要複雜得多，原因是局部應力場起著影響作用，能夠直接影響材料本身的抗拉強度。

由Nakai, Matsushita和Yamamoto三位研究人員對一艘服役14年的散貨船的艙內肋骨進行的實例研究很好地論證了以上觀點。

被腐蝕層的厚度影響著公稱抗拉強度和總延伸率的損失量。當某一構件的厚度由於腐蝕影響而減少時，抗拉強度也會逐漸減少，同時極限延伸率也會快速降低。公稱抗拉強度和極限抗拉強度並不相同，前者指的是某一結構物或構件的屬性，後者指的是某一材料的屬性。在這裡，公稱抗拉強度具體指的是原始橫截面上的極限承載力。研究觀察結果顯示受點蝕影響構件的最大承載能力的損失是受均勻腐蝕影響構件的2.5倍。

通過觀察小型試件，我們發現使用材料的極限承載力可以預測極限拉伸載荷，即橫截面乘以極限卡拉強度。

在使用寬型試件（平板）時，應力集中會引起由點蝕產生的較大孔洞附近發生局部塑性變形和局部斷裂的情況，這表明寬型試件發生斷裂的應力閾值要小於小型試件。

點蝕除了會對抗拉強度產生影響，與均勻腐蝕相比，其對構件屈曲強度造成的不利影響要更大。