miniatura|Esquerdament per corrosió sota tensió causat per la tensió desenvolupada en un collar de reforç soldat inadequadament L'esquerdament per corrosió sota tensió (SCC) és el creixement i la formació d'esquerdes en un ambient corrosiu. Pot provocar una fallada inesperada i sobtada d'aliatges metàl·lics normalment dúctils sotmesos a una tensió de tracció, especialment a temperatures elevades. El SCC és altament específic químicament, ja que és probable que certs aliatges només pateixin SCC quan s'exposen a un petit nombre d'ambients químics. L'ambient químic que causa el SCC per a un aliatge determinat sovint és un que només és lleugerament corrosiu per al metall. Per tant, les peces metàl·liques amb SCC greu poden aparèixer brillants i lluents, mentre que estan plenes d'esquerdes microscòpiques. Aquest factor fa que sigui habitual que el SCC passi desapercebut abans de la fallada. El SCC sovint progressa ràpidament i és més comú entre els aliatges que entre els metalls purs. L'entorn específic és de crucial importància, i només es necessiten concentracions molt petites de certs productes químics altament actius per produir esquerdes catastròfiques, que sovint condueixen a una fallada devastadora i inesperada.

Les tensions poden ser el resultat de les càrregues en esquerdes a causa de la concentració de tensions, o poden ser causades pel tipus de muntatge o per tensions residuals de la fabricació (per exemple, treball en fred); les tensions residuals es poden alleujar mitjançant recuit o altres tractaments superficials. La fallada inesperada i prematura dels equips de procés químic, per exemple, a causa de l'esquerdament per corrosió sota tensió, constitueix un perill greu pel que fa a la seguretat del personal, les instal·lacions operatives i el medi ambient. En debilitar la fiabilitat d'aquests tipus d'equips, aquestes fallades també afecten negativament la productivitat i la rendibilitat. miniatura|Un primer pla de la superfície d'una canonada d'acer que mostra esquerdes per corrosió sota tensió (dos grups de petites línies negres) revelades per inspecció de partícules magnètiques. Es poden detectar esquerdes que normalment haurien estat invisibles a causa de l'agrupació de partícules magnètiques a les obertures de les esquerdes. L'escala a la part inferior és en centímetres (cada divisió indica un mil·límetre).

Mecanismes L'esquerdament per corrosió sota tensió afecta principalment els metalls i els aliatges metàl·lics. Un efecte comparable, també conegut com a esquerdament per tensió ambiental, també afecta altres materials com ara polímers, ceràmica i vidre.

Metalls Un pH més baix i un potencial redox aplicat més baix faciliten l'evolució i l'enriquiment d'hidrogen durant el procés de CCS, augmentant així la intensitat de la CCS. AliatgeK Ic MN/m³ /2Entorn SCCK Iscc MN/m³ /2Acer 13Cr603% de NaCl1218Cr-8Ni20042% MgCl210Cu-30Zn200NH4OH (pH 7)1Al-3Mg-7Zn25Halurs aquosos5Ti-6Al-1V600,6 M de KCl20

Certs acers inoxidables austenítics i aliatges d'alumini s'esquerden en presència de clorurs. Això limita la utilitat de l'acer inoxidable austenític per contenir aigua amb un contingut de clorurs superior a unes poques parts per milió a temperatures superiors a ; esquerdes d'acer suau en presència d'àlcalis (per exemple, esquerdes per caldera i esquerdes per corrosió sota tensió càustica) i nitrats; els aliatges de coure s'esquerden en solucions amoniacals (esquerdament per temporada); Se sap que els acers d'alta resistència s'esquerden de manera inesperadament fràgil en una gran varietat d'ambients aquosos, especialment quan hi ha clorurs presents. Amb la possible excepció d'aquest últim, que és un exemple especial d'esquerdament per hidrogen, tots els altres mostren el fenomen del creixement de fissures subcrítiques, és a dir, es propaguen petits defectes superficials (normalment suaument) en condicions en què la mecànica de fractura prediu que la fallada no s'hauria de produir. És a dir, en presència d'un corrodent, les esquerdes es desenvolupen i es propaguen molt per sota del factor d'intensitat de tensió crític (). El valor subcrític de la intensitat de tensió, designat com a , pot ser inferior a l'1% de .

Polímers Un procés similar (esquerdament per tensió ambiental) es produeix en els polímers, quan els productes s'exposen a dissolvents específics o productes químics agressius com ara àcids i àlcalis. Igual que amb els metalls, l'atac es limita a polímers específics i productes químics particulars. Per tant, el policarbonat és sensible a l'atac dels àlcalis, però no dels àcids. D'altra banda, els polièsters es degraden fàcilment pels àcids, i l'esquerdament per tensió ambiental (SCC) és un mecanisme de fallada probable. Els polímers són susceptibles a l'esquerdament per tensió ambiental, on els agents atacants no necessàriament degraden els materials químicament. El niló és sensible a la degradació per àcids, un procés conegut com a hidròlisi, i els motllures de niló s'esquerdaran quan siguin atacats per àcids forts. miniatura|Primer pla d'un connector de canonada de combustible de niló trencat causat per SCC Per exemple, la superfície de fractura d'un connector de combustible va mostrar el creixement progressiu de l'esquerda des de l'atac àcid (Ch) fins a la cúspide final (C) del polímer. En aquest cas, la fallada va ser causada per la hidròlisi del polímer per contacte amb l'àcid sulfúric que s'escapava d'una bateria de cotxe. La reacció de degradació és la inversa de la reacció de síntesi del polímer:

500x500px

Fitxer:Amide_hydrolysis.svg miniatura|Esquerdament per ozó en tubs de cautxú natural Les esquerdes es poden formar en molts elastòmers diferents per l'atac de l'ozó, una altra forma de SCC en polímers. Petites traces del gas a l'aire atacaran els dobles enllaços de les cadenes de cautxú, sent el cautxú natural, el cautxú d'estirè-butadiè i el cautxú de nitril butadiè els més sensibles a la degradació. Les esquerdes per ozó es formen en productes sota tensió, però la deformació crítica és molt petita. Les esquerdes sempre estan orientades en angle recte respecte a l'eix de deformació, de manera que es formaran al voltant de la circumferència d'un tub de cautxú doblegat. Aquestes esquerdes són perilloses quan es produeixen en canonades de combustible perquè les esquerdes creixeran des de les superfícies exteriors exposades fins al forat de la canonada, de manera que poden produir-se fuites de combustible i incendis. L'esquerdament per ozó es pot prevenir afegint antiozonants al cautxú abans de la vulcanització. Les esquerdes per ozó es veien habitualment a les parets laterals dels pneumàtics dels automòbils, però ara es veuen poques vegades gràcies a l'ús d'aquests additius. D'altra banda, el problema es repeteix en productes no protegits, com ara tubs i segells de cautxú.

Ceràmica Aquest efecte és significativament menys comú en ceràmiques, que solen ser més resistents a l'atac químic. Tot i que els canvis de fase són comuns en ceràmiques sota estrès, aquests solen resultar en un enduriment en lloc d'una fallada (vegeu Diòxid de zirconi). Estudis recents han demostrat que la mateixa força impulsora d'aquest mecanisme d'enduriment també pot augmentar l'oxidació de l'òxid de ceri reduït, la qual cosa resulta en un creixement lent de les esquerdes i una fallada espontània de cossos ceràmics densos.

Vidre miniatura|S'il·lustren regions de diferents propagacions d'esquerdes sota corrosió sota tensió. A la regió I, la propagació de l'esquerda està dominada per l'atac químic dels enllaços tensos a l'esquerda. A la regió II, la propagació està controlada per la difusió de productes químics a l'esquerda. A la regió III, la intensitat de la tensió arriba al seu valor crític i es propaga independentment del seu entorn. La propagació de fissures subcrítiques en vidres es divideix en tres regions. A la regió I, la velocitat de propagació de fissures augmenta amb la humitat ambient a causa de la reacció química augmentada per la tensió entre el vidre i l'aigua. A la regió II, la velocitat de propagació de fissures està controlada per difusió i depèn de la velocitat a la qual els reactius químics es poden transportar a la punta de l'esquerda. A la regió III, la propagació de fissures és independent del seu entorn, ja que ha assolit una intensitat de tensió crítica. Els productes químics diferents de l'aigua, com l'amoníac, poden induir la propagació de fissures subcrítiques en vidre de sílice, però han de tenir un lloc donant d'electrons i un lloc donant de protons.

Prevenció Les tensions residuals de compressió impartides pel granallat làser es controlen amb precisió tant en ubicació com en intensitat i es poden aplicar per mitigar transicions brusques a les regions de tracció. El granallat làser imparteix tensions residuals de compressió profundes de l'ordre de 10 a 20 vegades més profundes que el granallat convencional, cosa que les fa significativament més beneficioses per prevenir la SCC. El granallat làser s'utilitza àmpliament en les indústries aeroespacial i de generació d'energia en motors de turbina de gas. Selecció de materials: Triar el material adequat per a un entorn específic pot ajudar a prevenir la corrosió sota tensió (SCC). En entorns corrosius s'han d'utilitzar materials amb més resistència a la corrosió i a l'esquerdament per corrosió sota tensió. Per exemple, l'ús d'acer inoxidable en lloc d'acer al carboni en un entorn marí pot reduir la probabilitat de SCC. Recobriments protectors: L'aplicació d'un recobriment o barrera protectora pot ajudar a evitar que les substàncies corrosives entrin en contacte amb la superfície metàl·lica, reduint així la probabilitat de CCS. Per exemple, l'ús d'un recobriment epoxi a la superfície interior d'una canonada pot reduir la probabilitat de CCS. Protecció catòdica: La protecció catòdica és una tècnica que s'utilitza per protegir els metalls de la corrosió aplicant un petit corrent elèctric a la superfície metàl·lica. Aquesta tècnica també pot ajudar a prevenir la corrosió superficial (SCC) reduint el potencial de corrosió del metall. Controls ambientals: Controlar l'entorn que envolta el metall pot ajudar a prevenir la SCC. Per exemple, reduir la temperatura o l'acidesa de l'entorn pot ajudar a prevenir la SCC. Inspecció i manteniment: Les inspeccions i el manteniment regulars poden ajudar a detectar la SCC abans que causi una fallada. Això inclou inspeccions visuals, proves no destructives i monitorització dels factors ambientals.

Fracassos notables miniatura|El Pont de Plata esfondrat, vist des del costat d'Ohio

Un gasoducte de transmissió de gas de 32 polzades de diàmetre, al nord de Natchitoches, Louisiana, pertanyent al gasoducte de Tennessee, va explotar i incendiar-se des de SCC el 4 de març de 1965, matant 17 persones. Almenys 9 persones més van resultar ferides i 7 cases a 450 peus de la ruptura van ser destruïdes. La corrosió sota pressió (SCC) va causar el col·lapse catastròfic del Silver Bridge el desembre de 1967, quan un pont penjant de la barra transversal sobre el riu Ohio a Point Pleasant, Virgínia Occidental, va fallar sobtadament. La junta principal de la cadena va fallar i tota l'estructura va caure al riu, matant 46 persones que viatjaven en vehicles pel pont. L'òxid a la junta de la barra transversal havia causat una esquerda per corrosió sota tensió, que va arribar a ser crítica com a resultat de l'alta càrrega del pont i la baixa temperatura. La fallada es va veure agreujada per un alt nivell de tensió residual a la barra transversal. El desastre va portar a una reavaluació dels ponts a tot el país.