大家是否听说过这么一个说法：一个人睡觉的时长与他的收入成反比。你看，搜狐CEO张朝阳宣称自己每天只睡4小时，苹果公司CEO蒂姆·库克每天睡觉5小时45分钟，“钢铁侠”埃隆·马斯克每天睡觉6小时，而我们普通人则渴望睡眠，睡眠几乎占据了我们生命的1/3（每天睡眠8小时），所以我们无法成为福布斯富豪榜的上榜者。生活和工作的压力在侵蚀着我们的睡眠，因压力过大而导致的精神问题、身体亚健康状态以及猝死是现代年轻人健康的巨大威胁，但是很多人依然宣扬燃烧生命，透支身体本钱，殊不知，长时间的“鸭梨”山大，就是钢铁也扛不住啊！

腐蚀是金属的一大威胁，腐蚀环境中金属的电化学反应是腐蚀发生的主要原因，运行在复杂环境中的钢铁结构（如管道）难免发生腐蚀，而腐蚀速率的快慢直接影响了结构的安全服役寿命，成为我们关注的重点。酸性、碱性的潮湿环境、活跃的微生物活动、腐蚀产物疏松多孔的结构都会造成腐蚀的明显加快，通过防腐蚀涂层以及其他手段，可以有效降低这些因素的影响，而很少被我们注意到的是，结构的载荷状态也会显著地影响钢铁的腐蚀速率，这就是应力腐蚀（Stress Corrosion）。应力腐蚀是指，在腐蚀环境下，应力载荷加剧了金属结构腐蚀的现象。应力腐蚀现象于1960年首次在美国发现，而其危害主要表现为应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking, SCC）、腐蚀疲劳（Corrosion Fatigue，CF）以及氢致开裂（Hydrogen Induced Cracking，HIC）三种形式。

案例：管道的应力腐蚀开裂

应力腐蚀广泛发生在承受载荷的金属结构上，典型的便是管道的应力腐蚀开裂 。例如在天然气管道的服役中，管道如果暴露在土壤、空气、水环境中，便会发生腐蚀，同时，天然气在管道内流动输送，管道钢承受着较大内压载荷（10～12 MPa），腐蚀在较大的载荷下得到加强。现有实验及理论研究表明[1]，当钢材处于弹性变形状态（载荷去除后可以恢复原状）时，应力对于腐蚀的增强作用并不明显，但是当钢材处于塑性变形状态（载荷去除后无法恢复原状）时，腐蚀出现了明显的增强，腐蚀速率提高到了两倍以上。通过对钢材的应力腐蚀进行有限元模拟，应力分布与腐蚀电流分布的关系得到了直观的展现，如图1所示，当管道腐蚀缺陷处的应变载荷由0.1%增加到0.4%时，腐蚀缺陷处的变形由弹性变为塑性，而腐蚀电流密度则不断增大，表明钢材的塑性变形显著增强了腐蚀的速率。

图1. 不同应变状态下管道表面的腐蚀电流密度分布与钢材拉伸应变（0.1%～0.4%）的变化关系[2]

应力腐蚀的后果及防护

应力腐蚀的后果是严重的，失效形式主要为结构的开裂和管道的腐蚀损坏，造成结构的泄露和断裂，对人员健康造成潜在危害，对环境造成严重破坏。如图2所示，应力腐蚀作用导致管道穿孔以及明显开裂失效，大大降低了管道的服役寿命和运行安全。对于应力腐蚀的预防，一方面要避免钢结构暴露于腐蚀环境中，通过涂层等进行保护，另一方面，使钢结构处于合理的应力载荷状态下，避免出现应力集中和塑性变形，这同样是防止应力腐蚀的主要方法。

图2.管道的应力腐蚀开裂

生活中难免会有压力，我们总是用“钢铁”来形容拼搏的精神和不知疲倦的努力，但同时要清楚，即使像钢铁这样坚强，也要适度承担压力，及时放松身心，让自己始终处于“弹性”阶段才能减缓“腐蚀”的发展，如果长时间处于“塑性”和“应力集中”状态，“裂开了”将不只是我们挂在口头的玩笑。

参考文献

[1] Mohtadi-Bonab M A. Effects of different parameters on initiation and propagation of stress corrosion cracks in pipeline steels: a review[J]. Metals, 2019, 9(5): 590.

[2] Xu L Y, Cheng Y F. Development of a finite element model for simulation and prediction of mechanoelectrochemical effect of pipeline corrosion[J]. Corrosion Science, 2013, 73: 150-160.