应变和极化协同作用下裂纹尖端阳极溶解行为

金属材料在服役过程中,其表面裂纹的尖端会因受到应力作用而优先发生局部塑性变形;加之极化的共同作用,其与裂纹以外区域在腐蚀行为和腐蚀速率方面存在明显差异。本文使用自主设计的原位加载台,与扫描振动电极技术（SVET）和电化学工作站相结合,深入研究了酸性NaCl溶液中316L不锈钢裂纹尖端在应变和极化协同作用下的阳极溶解行为。结果表明：裂纹尖端是应力集中区,应变会导致裂纹尖端的钝化膜破裂及金属局部的快速阳极溶解。当金属处于开路电位或较低阳极极化电位下时,裂纹尖端新暴露的金属表面能快速钝化,导致总电流短暂上升然后迅速下降。在较高的阳极极化电位下,即使该电位处于316L不锈钢的钝化区,新暴露的金属表面也不能再次钝化,导致裂纹尖端局部位置持续的阳极溶解。在点蚀电位以上,316L表面会发生点蚀,由于应变新暴露的金属表面也不能再次钝化,导致裂纹尖端局部位置和点蚀处均为样品表面持续的阳极溶解区。     

316L焊缝与304母材C型环试样应力腐蚀敏感性研究

采用数值模拟方法对C型环试样进行了应力分析计算,得到了C型环试样沿环向和厚度方向的详细应力分布.通过316L焊缝和304母材在沸腾氯化镁溶液中的应力腐蚀试验,分析了合金元素和应力分布对应力腐蚀性能的影响.结果表明:316L焊缝的抗应力腐蚀性能比304母材好,主要原因是316L不锈钢的含碳量较304低,并且合金元素镍和钼的质量分数较高;通过C型环试样应力腐蚀裂纹的位置和应力分布结果的分析,可以初步确定材料应力腐蚀开裂的临界应力值.     

18—8钢制换热器U形管失效分析

通过宏观与微观测定分析，提出临氢环境下１８—８钢制Ｕ形换热器Ｕ形区局部开裂失效的根本原因如下：粗糙的冷加工产生过大的残余应力，从而使钝化膜严重损伤，材料表面活性增大，硫腐蚀加速；使表面吸附环境中的Ｃｌ－量增大，氯腐蚀加速；冷加工和氢渗入量增大，使马氏体相变倾向增强，马氏体相变量增大．综上所述，在给定的工况介质中腐蚀被加速，脆性迅速增大，过早地发生开裂失效．     

风机叶轮腐蚀开裂机制与预防

在微观组织和裂纹形貌观察的基础上,分析了失效叶轮早期腐蚀开裂机制。结果表明,叶轮失效是Cl-促进下应力腐蚀开裂造成的。在叶轮本体上焊接扰流板后,焊接热循环使靠近熔合线的叶轮本体组织发生了显著变化,其中二次相的析出直接导致了叶轮本体耐蚀性降低,进而在工作应力和焊接残余应力联合作用下发生了应力腐蚀开裂,分析表明,叶轮本体上工作应力非均匀分布,越靠近叶轮心部,工作应力越大,越容易引发应力腐蚀开裂。进而提出了去除靠近叶轮心部4个扰流板的预防措施并进行了生产验证,结果表明,这一做法可有效预防叶轮过早应力腐蚀开裂。     

蒸汽发生器传热管裂纹断口电子金相分析

为了判断某蒸汽发生器传热管的开裂性质和影响因素,用电子显微镜对该蒸汽发生器传热管管束裂纹进行断口电子金相分析.通过对管束大量电子断口的观察分析,证明了断口为准解理断裂,具有河流花样的特征.根据电子衍射和电子探针对管束断口腐蚀产物和夹杂物的分析计算,确定了腐蚀产物和夹杂物的成分.由断口形貌特征及对比试验可以确认该蒸汽发生器传热管管束发生应力腐蚀开裂,是一种脆性的穿晶断裂.     

石化火炬燃烧器管线裂纹开裂失效分析

研究了火炬燃烧器管线开裂区域的破坏机理,通过对管线进行低倍宏观分析、材质分析、显微镜金相分析、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及能谱分析（EDS）与实验相结合的手段,找出了管线失效开裂的原因,进一步分析了敏感环境（介质）、敏感材料和应力状况对管线开裂失效造成的影响。结果表明,在一定的温度下,管线内形成H₂S＋CO₂＋H₂O的酸性腐蚀环境,火炬燃烧器管线的不锈钢材质敏化严重,存在严重的晶间腐蚀;晶间腐蚀造成管壁表面晶粒剥落,产生点蚀坑,点蚀坑处又成为应力腐蚀裂纹的裂纹源;火炬燃烧器管线在制造加工、装置运行等过程中会产生一定程度的应力集中,在腐蚀介质、敏感材质和应力集中三个因素的影响下,火炬燃烧器管线会发生晶间型应力腐蚀开裂而失效。     

三催气压机入口过滤器短接开裂失效原因分析

三催气压机入口过滤器短接在很短的时间内会产生裂纹。对裂纹部位进行了宏观检验、化学成分分析、显像组织分析、扫描电镜分析、力学性能分析。分析结果得知,裂纹产生的主要原因如下:工件在含有H₂S的腐蚀介质中,法兰与接管在加工制造过程中产生焊接残余应力,在腐蚀介质与残余应力的共同作用下导致应力腐蚀,从而产生沿晶脆性开裂。针对断裂原因提出了改进方案。     

低温多效海水淡化装置中HAl77-2铜管腐蚀失效分析

通过腐蚀电化学测试和腐蚀形貌检测,借助表面物相结构和元素成分分析,对某电厂2.5×10~4t/d的4号M ED海水淡化装置HAl77-2铜合金热交换管进行失效分析.结果表明,管板或隔板与铜合金管之间出现横向开裂的主要诱因在于机组振动导致铜管的磨损,继而产生缝隙腐蚀,同时管子受到外力剪切,引起腐蚀疲劳发生开裂.麻坑腐蚀属于脱锌腐蚀,其原因与铜管表面不均匀、不致密的结垢层有关.     

激光冲击强化对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳性能的影响

通过残余应力测量、腐蚀疲劳试验和疲劳断口形貌观察,研究了不同激光冲击层数对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳性能的影响。试验结果表明,LSP会在2Cr13不锈钢表面产生高幅残余压应力,且表面残余压应力值随LSP冲击层数的增加而增加。与未强化试样相比,LSP试样的腐蚀疲劳寿命提升,且随LSP冲击层数的增加而提高;LSP试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率降低,且随LSP冲击层数的增加而降低。经分析,未强化试样疲劳断口形貌比较平坦,二次裂纹较少;LSP试样由于表面产生了较高的残余压应力,有效抑制了腐蚀疲劳裂纹的扩展,最终断口表现出河流花样形貌。     

904L不锈钢在5g/L H_2SO_4溶液中的腐蚀行为

为了研究904L不锈钢在5 g/L H2SO4溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化测试、电化学阻抗测试(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)研究其腐蚀行为,并分析其钝化膜的组成.结果表明,904L不锈钢极化后会发生自钝化,钝化区间为-0.2~0.6 V,电荷传递电阻为4 801Ω/cm2,表明904L不锈钢具有较强的耐蚀性能.X射线光电子能谱(XPS)研究表明,钝化膜主要成分为Cr2O3、Cr OOH、Cr(OH)3等化合物.因而904L不锈钢在5 g/L H2SO4溶液中可以表现出良好的耐蚀性能.     

铝合金应力腐蚀裂纹内的电化学行为

研究了LC4铝合金在3.5%Nacl水溶液中，应力腐蚀裂纹尖端区域与内部其它各样块之间，裂纹尖端区域与外自由表面之间电流随时间的变化，结果表明；活化与纯化是LC4铝合金应力腐蚀裂纹尖端的电化学特征，裂纹尖端反应速度主要取决于裂纹尖端自身微电池的作用。     

应力在16MnR钢—饱和硫化氢溶液应力腐蚀体系中的作用

通过分析16MnR钢在饱和硫化氢溶液中的应力腐蚀现象,发现了应力与材料自腐蚀电位的关系,分析了应力在不同应力腐蚀类型的裂纹孕育、扩展过程的作用。     

平面压痕的极限开裂角与临界载荷

当矩形平端刚性压头作用在无摩擦弹性基体的表面时, 在基体表面生成一个平面压痕, 同时在压痕边界处的近表面诱生奇异应力场, 该奇异应力场的奇异性与裂纹尖端I -型应力场的奇异性同价, 使平面压痕的表面产生断裂型开裂。利用能量释放率原理, 分析压痕边界断裂开裂的极限开裂角、极限开裂载荷等相关问题。     

An investigation of corrosion-induced stress during SCC

TEM (Transmission Electron Microscope) observations show that corrosion process during stress corrosion cracking (SCC) enhances dislocation emission and motion; and microcrack of SCC initiates when the corrosion-enhanced dislocation emission and motion reaches a certain condition. The passive film or dealloyed layer formed during corrosion or SCC can induce a large tensile stress, which can assist the applied stress to enhance dislocation emission and motion, and then SCC occurs. Experiments show that the variation of SCC susceptibility of brass,α-Ti and stainless steel with the applied potential and pH value of the solution is consistent with that of the corrosion-induced additive stress. Molecular dynamics simulations show that a dealloyed layer can generate a tensile stress; and the corrosion (dealloyed layer)-induced tensile stress can assist the applied stress to enhance dislocation emission and crack propagation.     

预腐蚀LY12CZ铝合金疲劳裂纹扩展行为研究

腐蚀疲劳是一种在机械应力和腐蚀介质联合作用下的材料退化行为。这种材料退化对于航空工业是一个严峻的问题。因此利用扫描电镜原位技术对于预腐蚀LY12CZ铝合金进行了实验研究。实验结果表明腐蚀损伤对于铝合金疲劳裂纹扩展行为具有强烈的影响,这种影响可以用腐蚀坑深度来表征。并提出了一种评价铝合金腐蚀疲劳裂纹行为的方法。     

LZ50钢列车车轴表面开裂机理研究

采用光学金相、X射线能谱仪、扫描电子显微镜等手段对出现开裂的LZ50钢列车车轴整体及裂纹部位进行系统分析,发现轴表面裂纹源处存在许多腐蚀坑,坑内腐蚀产物含有Cl和O元素,坑底存在较多沿轴周向分布的微裂纹。结果表明,较强的腐蚀性物质使轴颈卸荷槽部位轴表面形成较深腐蚀坑,使该区域极易产生应力集中,从而引起车轴表面开裂。     

Corrosion-enhanced dislocation emission and motion resulting in initiation of stress corrosion cracking

A special constant deflection device for TEM has been designed, and then change of dislocation configuration ahead of a crack tip during stress corrosion cracking (SCC) of brass in water and of Ti-24Al-11Nb alloy in methanol and initiation of SCC can he observed in TEM In situ tensile test in TEM for brass was carried out for comparison The results show that anodic dissolution during SCC can facilitate dislocation emission, multiplication and motion, and a dislocation free zone (DFZ) is formed The stress at a particular site in the DFZ, which is an elastic zone and is thinned gradually through corrosion-enhanced dislocation emission and motion, is possibly up to the cohesive strength, resulting in initiating of a nanocrack of SCC in the DFZ or sometimes at the crack tip. Because of the action of the corrosion solution the nanocrack of SCC propagates into a cleavage or intergranular microcrack rather than blunts into a void like in situ tension in TEM     

闸墩施工期温度应力仿真分析

考虑外界气温条件、水泥水化热、弹模、徐变等热力学和物理力学参数以及分层浇筑(利用生死单元实现分层浇筑)对闸墩温度应力的影响,利用ANSYS软件三维有限元法进行闸墩施工期的瞬态温度场和应力场仿真计算.结果表明:内外温差过大,内部温升温降太快是闸墩出现裂缝的主要原因,并提出了对拌合材料冷却,降低浇筑温度,采用优化的保温保湿养护方法,在混凝土内预埋冷却水管,选用低热水泥,使用减水剂等减小内外温差,减缓温升温降过程,以有效防止施工期表面裂缝的产生.     

Film-induced stress enhancing stress corrosion cracking of austenitic stainless steel

A constant deflection device designed for use within a transmission electron microscopy (TEM) was used to investigate the change in dislocation configuration ahead of a crack tip during stress corrosion cracking (SCO of type 310 austenitic stainless steel in a boiling MgCI2 solution, and the initiation process of stress corrosion microcrack. Results showed that corrosion process during SCC enhanced dislocation emission, multiplication and motion. Microcracks of SCC were initiated when the corrosion-enhanced dislocation emission and motion reached critical state.A passive film formed during corrosion of austenitic stainless steel in the boiling MgCI2 solution generated a tensile stress. During SCC, the additive tensile stress generated at the metal/passive film interface helps enhance dislocation emission and motion.