浅谈金属材料的应力腐蚀问题
应力腐蚀的特点
应力腐蚀的特点
和影响
应力腐蚀是一种金属材料缺陷形成的过程，它是由于应力集中而引起的材料缺陷，是一种不寻常的腐蚀现象。
特点：
1. 应力腐蚀的发生不受腐蚀介质的影响，不需要外部腐蚀介质的存在，但是需要有一定的应力集中。
2. 应力腐蚀的形成受应力的大小和时间的影响，应力越大，腐蚀的速度越快，而且腐蚀的深度也越深。
3. 应力腐蚀的形成不受金属材料的种类的影响，几乎所有的金属材料都可以受到应力腐蚀的影响。
4. 应力腐蚀的形成受温度的影响，温度越高，应力腐蚀的形成越快。
影响：
1. 应力腐蚀会对金属材料的强度和硬度造成影响，会使金属材料的强度和硬度降低。
2. 应力腐蚀会对金属材料的表面形貌造成影响，会使金属材料的表面变得不平整，影响金属材料的外观。
3. 应力腐蚀会对金属材料的密度造成影响，会使金属材料的密度降低。
4. 应力腐蚀会对金属材料的耐腐蚀性造成影响，会使金属材料的耐腐蚀性降低。
金属材料的应力腐蚀
金属材料的应力腐蚀金属材料的应力腐蚀开裂，是指在静拉伸力和腐蚀介质的共同作用下导致腐蚀开裂的现象。
它与单纯由应力造成的破坏不同，这种腐蚀在极低的应力条件下也能发生；它与单纯由腐蚀引起的破坏也不同，腐蚀性极弱的介质也能引起腐蚀开裂。
它往往是没有先兆的进展迅速的突然断裂，容易造成严重的事故。
因此它是一种危害性极大的破坏形式。
按照裂纹发展过程的电化学反应，可以把应力腐蚀分为两个基本类别：阳极反应敏感型和阴极反应敏感型。
阳极反应敏感型应力腐蚀，是指这类应力腐蚀裂纹的形成和发展过程是以裂纹处金属的阳极溶解为基础的，裂纹的成长速度也由金属阳极溶解速度决定。
阴极反应敏感型应力腐蚀，是指这类应反应过程中由于阴极吸氢而造成的脆性破坏，它也称为氢脆型应力腐蚀，也称氢脆。
通常说的应力腐蚀，指的是阳极反应敏感型应力腐蚀。
金属材料发生应力腐蚀的特征，可从四个方面说明1、应力产生应力俯视的应力主要是其中的静态部分，它可以是外加载荷或装配力（例如拧螺栓的力、胀接力等）引起的应力，也可以是构件在加工、热处理、焊接等过程中产生的内应力。
不管来源如何，导致应力腐蚀开裂的应力必须有拉伸应力的成分，压缩应力是不会引起应力腐蚀开裂的。
此外，这种应力通常是比较轻微的。
如果不是在腐蚀环境中，这样小的应力是不会使构件发生机械性的破坏。
构成破坏的应力值要根据材料、腐蚀介质等具体情况来确定。
2、腐蚀介质产生应力腐蚀的材料和介质并不是任意的，只有二者是某种组合时才会发生应力腐蚀。
引起普通钢应力腐蚀的腐蚀介质有：氢氧化物溶液；含有硝酸盐、碳酸盐、硫化氢的水溶液；海水，硫酸-硝酸混合液；融化的锌、锂；热的三氯化铁溶液；液氨。
引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质有：酸性和中性的氯化物溶液；海水；熔融氯化物；热的氟化物溶液；日的氢氧化物溶液。
3、材料一般认为极纯的金属不产生应力腐蚀破坏，只有在合金或含有杂质的金属中才会发生。
4、破坏过程a.孕育阶段。
这是在应力腐蚀裂纹产生前的一段时间，为裂纹的成核作准备。
金属材料中的应力腐蚀研究
金属材料中的应力腐蚀研究随着现代化社会的发展，人们对于材料的要求越来越高。
金属材料是目前工程领域中最为常用的制造材料之一，因其具有优异的机械性能、电学性能和化学性能，被广泛应用于各种领域。
但是，在使用过程中，金属材料容易产生应力腐蚀，使其失去正常的使用寿命，因此对于应力腐蚀的研究显得尤为重要。
一、应力腐蚀的定义和发生机理应力腐蚀是指在金属材料受到应力同时又受到介质作用时所引起的一种腐蚀形式。
常见的应力腐蚀有三种形式，分别是氢致应力腐蚀、氧化腐蚀和晶间腐蚀。
应力腐蚀是一种十分危险的腐蚀形式，可能会导致材料的机械性能急剧下降，直接影响使用寿命和安全性。
应力腐蚀的发生机理很复杂，涉及到多种物理化学因素。
一般来讲，金属材料自身存在着内应力，而受到外加应力的影响，这些应力可能超过材料的破裂应力，从而导致金属材料发生应力腐蚀现象。
此外，介质中的物质也会对金属产生腐蚀，这种腐蚀因素在氢致应力腐蚀中更为明显。
二、应力腐蚀的危害性应力腐蚀对于金属材料的危害性非常大，主要包括以下几个方面：1. 会对材料的机械性能产生重大影响，降低材料的强度和韧性。
2. 会大量减缓材料的疲劳寿命，从而缩短其使用寿命。
3. 会导致材料出现裂纹和应力集中现象，进一步加剧材料的破坏。
4. 在某些特殊情况下，还会引发爆炸和火灾等危险事故。
因此，应力腐蚀研究不仅对于材料的发展十分重要，更是涉及到人们的安全和健康。
三、现有应力腐蚀研究方法为了防止和减少应力腐蚀的发生，科学家们已经发明了多种应力腐蚀研究方法。
当前常用的研究方法主要包括以下三种：1. 金属材料实验研究：这种方法主要是通过实验的方式来探究金属材料在应力腐蚀作用下的变化规律，从而研究应力腐蚀的机理和规律。
2. 数值模拟研究：这种方法主要是基于数值模拟方法，通过计算机模拟实验，对应力腐蚀现象进行分析研究。
3. 材料失效分析研究：这种方法主要是通过对于已经出现应力腐蚀问题的材料进行失效分析，从中总结出其发生应力腐蚀的原因和特点。
金属材料抗应力腐蚀性能分析及预防措施
金属材料抗应力腐蚀性能分析及预防措施摘要：在工业中，金属材料的应力腐蚀是个常见的问题。
本文通过深入分析金属材料应力腐蚀出现的原因及其特点，并提出了预防应力腐蚀的措施，比如合理选材，结构优化设计，工艺优化，缓腐蚀药剂来改变工作环境环境等，对金属材料防应力腐蚀有一定的积极作用。
关键词：金属材料焊接，应力腐蚀，预防措施一、金属材料应力腐蚀性产生的原因以及特点金属材料表面容易发生腐蚀开裂现象，这种腐蚀开裂是当金属材料暴露于在具有腐蚀性的环境中，且材料表面拉应力过大造成的。
产生金属材料表面应力腐蚀开裂特点，首先应力是产生腐蚀开裂首要条件，造成金属材料应力腐蚀开裂，必须要存在应力，尤其是存在拉应力。
那么这个应力又是如何产生的呢？金属材料表面产生的应力是由成型过程产生的。
比如，在焊接成型过程中，由于焊接热应力及焊接工装夹具夹紧力，致使部分残余应力不均匀的产生在零部件上，类似的有铸造应力，锻造应力，热处理应力等等，这些不均匀的应力就是金属材料表面脆弱的部位。
另外，金属材料大多应用在日常生活环境中，在这些环境中有大量腐蚀性物质，通过空气流通附着在金属材料的接口处和其他应力集中部位，嵌入到了金属材料中，腐蚀性物质在金属材料中堆积扩张，从而造成了扩张应力，进而引发了应力腐蚀裂纹。
第二，金属材料应力腐蚀性裂纹断裂，与时间成正比例关系，这种失效现象并不是出现应力后就立即产生的，而是随着时间的不断推移，逐渐产生扩大的一种腐蚀断裂问题，而这一点与氢致滞后开裂有非常大的相似性。
最后，造成金属腐蚀性断裂现象的应力一般都是低应力产生的，由于金属所处的环境具有一定的腐蚀性，这使得金属材料表面腐蚀部位整体变脆，在低应力出现的时候，就产生金属材料腐蚀性开裂现象。
在石油化工产业中，应力腐蚀性开裂是最常见的问题，也是主要造成石油化工产业中设备运行故障甚至出现失效现象的重要原因，金属材料应力腐蚀性裂缝，给石油化工企业正常施工造成了困扰，但是由于金属材料应力腐蚀性开裂的产生是无法预测的，所以这个问题也就成为石油化工产业中最大的安全隐患，他对石油化工产业的发展造成了极大的负面影响。
金属应力腐蚀问题的分析与解决
金属应力腐蚀问题的分析与解决在各种工业、冶金、航空、化工等行业中，经常会涉及到金属材料的应力腐蚀问题。
应力腐蚀是一种混合腐蚀方式，它同时发生了机械应力和化学反应的作用。
由于应力的作用，金属表面的保护层会破坏，使得金属材料失去保护，随后出现腐蚀现象。
这种腐蚀不仅会损坏金属材料的结构，也使得工业和制造业遭受重大损失。
因此，我们需要深入了解应力腐蚀问题的原因和解决方法。
1. 应力腐蚀的原因首先，了解应力腐蚀的原因十分关键。
应力腐蚀的产生原因与金属材料的性质、环境条件有关。
在工业和制造业中，金属材料经常承受着力学应力和化学腐蚀的双重作用，特别是在湿润的环境下更为容易出现应力腐蚀。
1.1 腐蚀环境对金属的影响腐蚀环境对金属材料的影响是造成应力腐蚀的一个主要原因。
在工业生产中，金属与环境很难完全隔离。
比如，水产生的湿气、氧气、盐等离子体都会产生腐蚀作用。
在这些腐蚀环境中，金属表面常常会存在氧化物、氢氧根等化学物质，这些都会进一步加剧腐蚀演变。
1.2 金属材料的应力敏感性金属材料的应力敏感性是引起应力腐蚀的另一个主要因素。
应力敏感性是指金属材料在受到一定的应力作用下，结构强度的改变程度。
在工业中，比如航空、核电站等行业，金属结构承受的应力常常达到其极限之外。
在这些环境下，金属材料的应力敏感度将对其腐蚀程度产生重要影响。
1.3 应力来源的多样性来源于机械装置的应变、制造缺陷、贮存过程、物料压力以及温差等对于金属材料的应力均为应力腐蚀产生的原因。
在工业生产中，正因为材料上存在着各类负荷，金属材料的强度常常需要具备一定的弹性。
这会使得金属材料在承受应力时出现塑性变形和纤维方向发生改变，从而导致应力场的分布不均匀。
2.解决应力腐蚀的方法了解应力腐蚀的产生原因之后，我们还需要探讨如何解决这个问题。
在工业制造和生产当中，应力腐蚀的出现会给我们的工作带来很多不便。
因此，我们需要有针对性地解决应力腐蚀问题。
2.1 合理的材料选择在制造中合理的材料选择是对应力腐蚀的有效解决方法之一。
金属材料应力腐蚀裂纹的探讨
金属材料应力腐蚀裂纹的探讨摘要金属被环境介质的化学以及电化学作用而受破坏过程即腐蚀。
根据工程实情，对应力腐蚀裂纹的形成等问题展开研究，对设计中怎样更有效地实施措施以防止金属材料应力腐蚀的现象发生以及在生产实践中怎样处理金属材料应力腐蚀裂纹的问题进行探究。
关键词金属材料；应力腐蚀；裂纹中图分类号：tg111.91 文献标识码：b 文章编号：1671-489x （2013）06-0131-021 应力腐蚀概论应力腐蚀指的是金属材料或结构处于静载拉应力与一定的腐蚀环境一起作用下所导致发生的脆性破裂。
1.1 金属材料应力腐蚀裂纹金属材料于一定的腐蚀环境中，被应力作用，因着金属本身微观径路在设限范围内产生腐蚀而呈现裂纹的现象称应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀裂纹的特征是金属外表为脆性机械断裂。
裂纹只产生于金属的部分区域，由内向外发展，通常是与作用力保持垂直状态。
金属材料应力腐蚀裂纹同简单因应力导致的破坏不一样，其腐蚀在极其微弱的应力条件下也可以产生；金属材料应力腐蚀裂纹同单一因腐蚀造成的破坏也不一样，其腐蚀性最为微弱的介质也可以导致腐蚀裂纹。
而处于严重的全面腐蚀状况下，则不易发生应力腐蚀裂纹现象。
应力腐蚀外表没有变化，裂纹发展速度极快并且很难意料，因此可以说是一种具有极大危害性的破坏形式。
它的破坏往往是无法意料的，就发展速度而言，能够达到孔蚀的数百万倍。
导致设备发生渗漏现象及至爆炸，是所有腐蚀形态中最具危害的一种。
1.2 氢脆理论依据裂纹发展阶段的电化学反应，可将应力腐蚀划分成阳极和阴极两个反应敏感型。
具体说明：1）应力腐蚀阳极反应敏感指的是此类应力腐蚀裂纹的产生与发展阶段都是受裂纹处金属的阳极溶解制约的，裂纹的发展快慢也是由金属阳极溶解的快慢决定；2）应力腐蚀阴极反应敏感指的是此类应反应阶段中因阴极吸氢而导致的脆性破坏，其也称之为氢脆型应力腐蚀。
而氢脆裂纹指的是金属材料在应力作用下，因为腐蚀反应所产生的氢为金属所吸收出现氢蚀脆化导致的裂纹。
铝合金的应力腐蚀
铝合金的应力腐蚀
应力腐蚀是指在特定应力环境下，金属材料遭受腐蚀的现象。
对
于铝合金来说，也存在应力腐蚀的问题。
铝合金在一些特定条件下，如高温、高氯离子浓度、应力等环境
下容易发生应力腐蚀。
应力腐蚀会导致铝合金的力学性能下降，甚至
引发严重的破坏。
应力腐蚀对铝合金的影响是由于一些特定条件下，铝合金表面的
保护层受到破坏，使得金属表面裸露出来。
在高应力作用下，金属结
构上的缺陷、裂纹等容易与外界介质相互作用，加速金属腐蚀的进程。
为了避免铝合金遭受应力腐蚀，可以通过以下措施进行防护：
1. 避免高应力环境：避免在高应力环境下使用铝合金材料，如尽量避
免应用于高温、高氯离子浓度的场合。
2. 表面处理：通过表面处理方法，如阳极氧化、镀层等，形成一层保
护层，减弱金属表面遭受腐蚀的可能性。
3. 合理设计：在设计上合理避免应力集中，减少铝合金的应力水平，
从而降低应力腐蚀的风险。
4. 控制环境条件：控制环境中的温度、氧气、湿度等因素，尽量减少
对铝合金的腐蚀影响。
总之，铝合金在特定条件下容易出现应力腐蚀问题，因此在使用
时需要采取相应的防护措施来减少应力腐蚀的风险。
变形金属材料中的局部腐蚀与应力腐蚀分析
变形金属材料中的局部腐蚀与应力腐蚀分析变形金属材料是当代工业中使用最为广泛的材料之一。
其材质优良，成本相对较低，因此被广泛应用于各种行业中。
然而，变形金属材料也存在着一些缺点。
例如，局部腐蚀和应力腐蚀等问题，这些问题会影响材料的使用寿命，甚至会导致安全事故。
因此，对于变形金属材料中的局部腐蚀和应力腐蚀问题，我们必须进行分析和研究。
一、局部腐蚀分析1.1 概述局部腐蚀指的是材料表面某个区域受到腐蚀的现象。
在变形金属材料中，局部腐蚀主要发生在金属表面的凸起部分上。
由于凸起部分比表面更容易被水氧化，因此局部腐蚀主要发生在凸起部分周围。
1.2 原因局部腐蚀的发生原因很多，如材料的成分、环境的氧化状态、水和氯离子的存在等。
这些原因会导致金属在局部区域的保护膜破裂，形成微小的凸起。
这些凸起会促进电化学反应，使得金属离子被释放，从而引起腐蚀。
1.3 影响因素局部腐蚀的发生不仅与金属本身的性质有关，也与环境中的离子、氧化剂和温度等因素有关。
局部腐蚀的发生并不是一种孤立的现象，而是与其他腐蚀形式有很大的关系。
二、应力腐蚀分析2.1 概述应力腐蚀指的是材料在受到应力作用时，同时受到腐蚀作用，从而导致材料的裂纹和损坏。
应力腐蚀在现代工业中非常常见，是一个严重影响金属结构安全的问题。
2.2 原因应力腐蚀的形成原因很多，可以分为单一原因和复合原因。
单一原因包括材料内部应力的产生、腐蚀剂的存在、强度与韧性的不对称等。
复合原因包括材料本身的特殊构造、添加不同材料等。
2.3 影响因素应力腐蚀的影响因素非常多，包括应力状态、腐蚀剂、温度、金属结构等。
这些因素会互相影响，导致应力腐蚀的产生。
三、解决方案针对变形金属材料中局部腐蚀和应力腐蚀问题，解决方案主要包括使用防腐材料、加强材料表面保护层、减少应力集中区域、优化使用环境等。
3.1 防腐材料防腐材料是一种可以有效抵抗腐蚀的材料，可以用来替代原材料，从而防止材料发生腐蚀问题。
目前市场上有很多种防腐材料，最常见的是热浸镀锌钢板、氟塑料、不锈钢等。
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浅谈金属材料的应力腐蚀问题
作者：陶勇
来源：《学习导刊》2013年第11期
【摘要】金属被环境介质的化学以及电化学作用而受破坏过程即腐蚀。
根据工程实情，对应力腐蚀裂纹的形成等问题展开研究，对设计中怎样更有效地实施措施防止金属材料应力腐蚀的现象发生以及在生产实践中怎样处理金属材料应力腐蚀裂纹的问题进行了探究。
【关键词】金属材料；应力腐蚀
1.应力腐蚀概论
应力腐蚀指的是金属材料或结构处于静载拉应力与一定的腐蚀环境一起作用下所导致发生的脆性破裂。
1.1 金属材料应力腐蚀裂纹
金属材料在一定的腐蚀环境中，被应力作用，因金属本身微观径路在设限范围内产生腐蚀而呈现裂纹的现象称应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀裂纹的特征是金属外表为脆性机械断裂。
裂纹只产生于金属的部分区域，由内向外发展，通常是与作用力保持垂直状态。
金属材料应力腐蚀裂纹同简单因应力导致的破坏不一样，其腐蚀在极其微弱的应力条件下也可以产生；金属材料应力腐蚀裂纹同单一因腐蚀造成的破坏也不一样，其腐蚀性最为微弱的介质也可以导致腐蚀裂纹。
而处于严重的全面腐蚀状况下，则不易发生应力腐蚀裂纹现象。
应力腐蚀外表没有变化，裂纹发展速度极快并且很难意料，因此可以说是一种具有极大危害性的破坏形式。
1.2 氢脆理论
依据裂纹发展阶段的电化学反应，可将应力腐蚀划分成阳极和阴极两个反应敏感型。
具体说明如下：1）应力腐蚀阳极反应敏感指的是此类应力腐蚀裂纹的产生与发展阶段都是受裂纹处金属的阳极溶解制约的，裂纹的发展快慢也是由金属阳极溶解的快慢决定。
2）应力腐蚀阴极反应敏感指的是此类应反应阶段中因阴极吸氢而导致的脆性破坏，其也称之为氢脆型应力腐蚀。
而氢脆裂纹指的是金属材料在应力作用下，因为腐蚀反应所产生的氢为金属所吸收出现氢蚀脆化导致的裂纹。
2.金属材料发生应力腐蚀的特征
我们通常所讲的应力腐蚀，即阳极反应敏感应力腐蚀。
对于金属材料发生应力腐蚀的特征，我们可从以下四个方面来加以说明。
2.1 金属材料发生应力腐蚀裂纹必须是拉应力
只有处于应力（特别是拉应力）的状态下才会发生应力腐蚀裂纹。
发生应力俯视的应力属于其中的静态部分，它即可能是外加载荷或者装配力引发的应力，而且也可能是构件在制造、热处理、焊接等加工阶段中发生的内应力。
不论来源怎样，造成应力腐蚀裂纹的应力一定包含拉伸应力的成分，压缩应力是不能引发应力腐蚀裂纹的。
而且，此种应力往往是很轻微的。
若不是在腐蚀环境条件中，此弱小的应力是不能够让构件产生机械性的破坏。
2.2 促成一定金属材料产生应力腐蚀的环境介质是特定的
发生应力腐蚀的材料与介质并非任意的，只在两者处于某种组合时才能产生应力腐蚀。
引发一般钢应力腐蚀的腐蚀介质包括的溶液是：氢氧化物；含有硝酸、碳酸盐、硫化氢的水；海水，硫酸与硝酸混合；融化的锌、锂；热状态的三氯化铁；液体氨。
引发奥氏体不锈钢应力腐蚀介质包括的溶液是：具有酸性、中性的氯化物；海水；热融的氯化物；热状态的氟化物、氢氧化物。
2.3 金属材料
通常在极纯的金属不会发生应力腐蚀破坏，只是处于合金或者包含杂质的金属中才能够产生。
因为金属材料与腐蚀环境互相作用的状况不尽相同，金属材料应力腐蚀裂纹也都不尽相同。
2.4 破坏过程
金属材料应力腐蚀裂纹，往往在没有意料的状况下突然产生，因此危害性非常大；具体表现为如下几个阶段：1）孕育阶段。
系金属材料在应力腐蚀裂纹发生之前的时段，也是裂纹的成核前的准备时段。
2）裂纹稳定发展阶段。
在金属材料应力与腐蚀介质的互相作用下，裂纹渐渐发展时段。
3）裂纹缺少稳发展阶段。
此为最终的机械性破坏。
3.影响金属材料应力腐蚀裂纹的因素
3.1 环境方面
奥氏体不锈钢针对卤化物元素是比较敏感；同理，有些铜合金针对含氨的环境也敏感。
奥氏体不锈钢原本针对氯化物发生应力腐蚀十分敏感，可氯或者卤素离子并非唯一的决断因素，发生SCC还应当有氧存在。
从对加铌的18-8不锈钢分析中得出结论，只需其中拥有百万分之几的氧就可以与氯化物一同促成应力腐蚀。
奥氏体不锈钢于沸腾的MgCl2溶液内，唯氮浓度超出500X10-6才出现SCC，而若氮浓度低于500X10-6时，就不产生应力腐蚀。
3.2 力学方面
通过对高强度铝合金7075-T6板材实验，若顺着轧制方向取样板实施拉伸试验，对应力腐蚀的抗力达到最强，门槛应力为420MPa；若顺着板宽方向取样板实施拉伸试验，其门槛应力
达224MPa；若顺着板厚方向取样板实施拉伸试验，门槛应力只达49MPa，几乎只达到轧制方向的十分之一。
热处理金属材料的不同强度，影响着金属材料应力腐蚀的裂纹发展速度与应力强度因素的关系，由此可见，当金属材料屈服强度居高时，裂纹发展呈现出两个阶段，开始阶段裂纹发展速率随应力强度因素的增大多而增高，当应力强度因素增添到一定的数据时，裂纹发展速率便持续恒定不再同应力强度因素有关。
此实验结果很具有典型性，几乎把全部的高强度钢其中包含马氏体时效钢，以及高强度铝合金均具有如此规律。
3.3 冶金方面
共包括三方面的影响：1）金属材料成份；2）金属材料组织；3）金属材料强度。
4.金属材料应力腐蚀裂纹控制途径
金属材料应力腐蚀裂纹是应力与腐蚀环境互相作用导致的。
因此，只要去除应力与腐蚀环境二者其中的任一因素，就能够防止裂纹的出现。
现实上既没有办法全部去除装置于建造时的残留应力，又没有办法让装置全部甩脱腐蚀性环境。
采取以上办法防止应力腐蚀是不能够做到的。
所以，往往是利用改变材料的办法克服这个问题。
除此之外，焊缝部位因为热应变功效会发生较大的残余应力，而添加热量及冷却的热循环阶段，也会让金属材质出现变化。
因此针对焊缝部分应比针对焊接本体更为注意，应当细致检查是否产生了金属材料应力腐蚀裂纹。
具体可从以下四个方面进一步说明：1）应力抑制。
降下拉伸应力，去除残余应力，可压低金属材料应力腐蚀裂纹敏感性；2）材料抑制。
选取耐应力腐蚀金属材料，在金属材料应力腐蚀体系中，金属材料的屈服强度越高，就越低；3）采取阴极保护的措施；4）腐蚀抑制。
有效改进设计，添充缓蚀剂或者消除介质内有害成分。