奥氏体不锈钢在海水环境中的腐蚀疲劳裂纹扩展行为

研究了304,316和321不锈钢在室温～80℃的空气和海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。结果表明:三种不锈钢在海水环境中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率明显高于在空气中的,这是由于腐蚀环境中的氢致开裂和阳极溶解对裂纹扩展起加速作用。海水对材料疲劳行为的加速作用与测试参数有关:应力强度因子幅值越小、加载频率越低,腐蚀加速作用越明显。基于Paris公式对裂纹扩展速率进行分析,结果表明,材料在室温～80℃海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率符合Paris公式。     

海水环境中铸造双相不锈钢的腐蚀行为研究

通过海水暴露腐蚀试验,获得了4种铸造双相不锈钢在青岛和三亚海域全浸区和潮汐区的腐蚀结果,分析了它们的腐蚀行为。同种铸造双相不锈钢在全浸区的腐蚀比潮汐区严重;试验的4种铸造双相不锈钢在青岛潮汐区均未发生缝隙腐蚀;CE3MN和ZG06Cr25Ni7Mo2N在青岛海水环境中具有优异的耐蚀性;CE3MN在三亚海水环境中具有优异的耐蚀性。     

氯化物溶液中不锈钢腐蚀疲劳裂纹初始萌生的过程机理

研究了动应力（往复弯曲疲劳应力）对氯化物溶液中不锈钢点蚀敏感性的促进作用。 在固溶态３１６Ｌ不锈钢表面点蚀孔中产生了明显的非敏化态晶间腐蚀。在点蚀孔内受腐蚀晶界处孕育 产生了初态腐蚀疲劳裂纹,裂纹由沿晶转变为穿晶扩展,形成主裂纹并继续扩展直至材料失稳断裂。阐 述了在动应力和侵蚀性介质联合信息作用下ＣＦ裂纹萌生的过程机理。论述了动应力－环境介质－材料 特性在多种腐蚀类型交互作用中的贡献和相关性。     

模拟海水环境中X60管线钢的应力腐蚀裂纹扩展

在模拟海水环境中对X60管线钢的应力腐蚀开裂速率进行了测试,结果表明,在31.3g/L的NaCl水溶液中X60管线钢的应力腐蚀临界应力强度因子KISCC为76.470 8MPam(1/2),裂纹扩展速率da/dt为6.4×10-7 mm/s。     

2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为

为了研究2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的耐腐蚀性能,利用开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化法、恒电位极化法、Mott-Schottky曲线和扫描电镜等研究了2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为。结果表明：2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀形式为点蚀。随着NaHSO₃浓度的增大,2507双相不锈钢的开路电位、自腐蚀电位E_corr和点蚀击穿电位E_b负移,钝化膜电阻R_ct减小,腐蚀电流密度I_corr增大,耐腐蚀性能下降。HSO^-₃与Cl^-的竞争吸附对点蚀具有协同促进作用,HSO^-₃参与钝化膜的钝化过程并形成金属硫酸盐,钝化膜点缺陷密度增大,载流子密度增大,导电性提高,钝化膜屏蔽作用下降。     

耐海水腐蚀的新型不锈钢

日本新日铁公司制成了一种能耐海水腐蚀的新型不锈钢。其耐腐蚀能力与钛相等，但成本只有钛的一半，可以代替钛广泛用于海水淡化装置、发电厂用的冷凝器管及热交换器等方面。普通不锈钢在一般环境中使用不容易生锈，但是遇到海水时，由于海水中氯离子的作用，不锈钢表层受到破坏而产生腐蚀。新型不锈钢可以有效地抵抗海水的侵蚀，因而不易生锈。另外，在使用镍系材料焊接后，焊接部位也具有同样的耐腐蚀性能。这种不锈钢的成分，除了Fe基外，含有20％的铬、18％的镍、6％的错、0．2％的碳及其它一些特殊元素。耐海水腐蚀的新型不锈钢@李荣…     

304L不锈钢在高温高压水中的腐蚀疲劳裂纹扩展行为

基于直流电压降方法(direct current potential drop,DCPD)测量得到了304L不锈钢在325℃空气和含氧超纯水中的疲劳裂纹扩展速率;采用FORD-ANDRESEN模型、Bechtel Bettis模型和PSI模型进行结果分析比较;用扫描电镜观察了断口形貌。结果表明:低频低载荷下,腐蚀对疲劳的加速作用高达1 000倍,高频高载荷下则只有1.5倍;FORD-ANDRESEN模型对于解释腐蚀疲劳机理和预测腐蚀疲劳裂纹扩展速率更加合理与准确,Bechtel Bettis模型和PSI模型可以对试验结果进行比较,但无法给出各种因素对裂纹扩展的影响;疲劳断口形貌观察到明显的疲劳辉纹,疲劳破坏形式为穿晶断裂。     

316L不锈钢在模拟人体体液中腐蚀疲劳裂纹的产生和扩展

研究了人工关节常用材料316L不锈钢在人体模拟体液（Hank’s溶液）中腐蚀疲劳裂纹的产生和扩展过程。结果表明，材料在该溶液中具有孔蚀倾向；遭受侵蚀的晶界具有应力集中的缺口效应，在疲劳应力和腐蚀介质的联合作用下产生了腐蚀疲劳裂纹；腐蚀疲劳裂纹的扩展至沿晶伴穿晶的混合型扩展。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的机理

针对高强度低合金钢、钛合金和镁合金进行了腐蚀疲劳裂纹的扩展FCG、外加电压对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响以及断裂表面的研究。在外加电压对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率影响的研究过程中,在一段时间内发生极化,可以根据此期间内的开路电压记录裂纹扩展速率,并测量极化情况下的裂纹增长速率。由于裂纹扩展测量技术的进步,测量的时间很少超过300s,这使观测非独立模式阴极极化对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响成为可能。当最大应力强度（Kmax）超过给定材料--溶液组合的特定临界特征值时,阴极极化会加速裂纹的扩展。当Kmax低于临界值,而所有其他条件（试件、溶液、pH值、载荷频率、应力比率、温度等）不变时,同样的阴极极化会妨碍裂纹扩展,或者对于裂纹扩展无影响。断口显微分析结果显示,阴极极化下加速裂纹的扩展是由于氢致腐蚀(HIC)。因此,根据氢致腐蚀机理以及KHIC和△ KHIC的显示,Kmax的临界值,以及应力范围（△ K）是由相应的腐蚀疲劳裂纹扩展的症状所确定的。当Kmax > KHIC（△ K > △ KHIC）时,腐蚀疲劳裂纹扩展的主要机理是HIC。对于大多数的材料--溶液组合的研究表明,当Kmax < KHIC（△ K < KHIC）时,应力协助扩散在腐蚀疲劳裂纹扩展中起决定性作用。     

核级不锈钢高温水腐蚀疲劳机制及环境疲劳设计模型

通过模拟核电高温高压循环水腐蚀疲劳实验,研究了国产核级不锈钢的环境疲劳损伤行为与失效机制;评价了影响不锈钢高温高压水疲劳寿命的环境和载荷等因素,建立了一个植入环境损伤效应的疲劳设计模型,给出了便于工程应用的核级不锈钢的环境疲劳设计曲线.     

腐蚀疲劳裂纹的磁粉检测

对炼油重整加氢装置低压分离罐酸性水管道与罐体连接角焊缝的内表面检测,从设备工作原理分析被检焊缝可能产生的缺陷类型、缺陷形成的机理及缺陷特征,制定最有效的检测工艺,最终检测出缺陷。     

考虑应力比和门槛值的海水腐蚀疲劳裂纹扩展预测模型

采用自行改造的海水腐蚀疲劳试验机,研究了3 Hz频率、不同应力比R (0.1、0.3、0.5)下,海洋工程用结构钢DH36Z35在空气和人造海水中疲劳裂纹扩展动力学行为。结果表明:相同裂纹尖端应力场强度因子幅值ΔK下,空气和海水环境中都显示疲劳裂纹扩展速率随着应力比R的增加而增加的规律,在近门槛值区间1×10-7mm/cycle≤da/d N≤1×10^-6mm/cycle该现象尤其明显;在疲劳裂纹扩展速率da/d N>1×10-6mm/cycle的中速区间,空气中和海水中疲劳裂纹扩展速率出现拐点,高于该拐点海水加速裂纹扩展,低于该拐点海水抑制裂纹扩展,且应力比R越大,拐点对应裂纹扩展速率越高。依据空气和海水中不同应力比和门槛值条件下疲劳裂纹扩展速率实验结果,提出了一种修正的Walker模型,可通过空气中疲劳裂纹扩展速率预测不同应力比下海水环境中疲劳裂纹扩展速率。     

304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为研究

目的阐述304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为及其力-电化学耦合作用下的损伤机理,为海水服役环境中海洋装备的开发和利用提供理论支持。方法利用腐蚀磨损试验仪研究了304不锈钢在人工海水环境中的摩擦学性能和电化学性能及其交互作用下的腐蚀磨损行为,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜等仪器对磨痕表面进行表征与分析。结果在载荷作用下,304不锈钢的腐蚀电位从静态腐蚀的-0.310V变为-0.368V,腐蚀电流密度也增加了约1个数量级。阳极恒电位下,304不锈钢和Al_2O_3陶瓷球摩擦副的摩擦系数比阴极保护下的小。载荷为5N时,304不锈钢的腐蚀磨损率为0.195mm~3/d,其中,腐蚀加速磨损速率占68.7%;载荷为15N时,总磨损速率明显增加,其中,纯磨损率所占比例最大,为60.1%,此时腐蚀加速磨损速率占比为39.1%。结论 304不锈钢的腐蚀磨损行为是"机械去钝化-化学再钝化"的动态过程。腐蚀和磨损过程存在明显的交互作用。在磨损过程中,304不锈钢表面发生马氏体相变,通过电偶腐蚀进一步加强腐蚀作用;同时,腐蚀过程的反应产物使304不锈钢的耐磨性能下降。随着载荷的增加,对总腐蚀磨损速率贡献最大的由腐蚀加速磨损速率逐渐变为纯磨损率,载荷对304不锈钢的机械磨损影响更大。     

高强耐海水腐蚀不锈钢的研究

研制开发的超低碳铁素体时效不锈钢00Cr26Ni6Mo4CuTi,经机械性能测定及实验室和实海挂片试验表明,该钢种具有σs≥880MPa的高强度,良好的强韧性配合,以及比AISI316优良得多的耐海水腐蚀性能,适于长期在海水介质中工作。     

腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率自动测量技术研究

进行了腐蚀环境下航空材料裂纹扩展的自动测量技术研究.设计制作了腐蚀气体环境下适用于柔度法的中心裂纹M(T)试样及相应的腐蚀环境循环装置.通过和目测法的大量试验比较,证明了所用柔度系数的正确性,并在此基础上,建立了腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹长度的自动检测技术.     

铝合金腐蚀疲劳研究进展

腐蚀疲劳是金属材料在循环应力和腐蚀介质共同作用下所产生脆性断裂的腐蚀形态。随着铝合金应用领域的发展,其腐蚀疲劳性能已成为人们关注的重要问题。综述了近些年来不同牌号铝合金的腐蚀疲劳研究进展,介绍了铝合金腐蚀疲劳研究的重要性及未来发展趋势。     

HT60高拉力钢在人工海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展特性

对高拉力钢HT60的腐蚀疲劳裂纹扩展特性和门槛值区域特性,采用紧凑拉伸试件在人工海水中进行了实验和研究,结果表明:在空气中的da/dN与ΔK_(cff)关系可以作为在海水中的da/dN与ΔK关系的一个偏保守的预测;在高应力比的高ΔK区域,由于应力诱起溶解促进了裂纹扩展的加速;该裂纹开口应力强度因子K_(op)仅反映了裂纹表面同腐蚀生成物接触的结果,从而导致了K_(op)在裂纹尖端的偏大的估计结果。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的断裂模型

将修正的疲劳裂纹扩展静态断裂模型和裂尖腐蚀溶解相结合,提出了腐蚀疲劳裂纹扩展(CFCP)的腐蚀-钝化-断裂模型.根据该模型和断裂力学原理,导出了CFCP速率的定量表达式,它揭示了CFCP速率与力学条件,裂尖表面腐蚀率、加载频率、假设的裂尖材料元临界断裂应力之间的定量关系,并能说明氢脆对CFCP率的影响规律。实验结果表明,应用所提出的模型可很好地描述铝合金在35％NaCI中CFCP的一般规律。     

690合金腐蚀疲劳裂纹扩展研究

基于DCPD方法测量了690合金在室温空气、325℃空气和325℃除氧超纯水中的疲劳裂纹扩展速率。试验结果采用Priddle模型进行拟合分析,得到690合金在3种条件下疲劳裂纹扩展的门槛应力强度因子幅值ΔK_(th)和失稳断裂应力强度因子Kc。结果表明,高温水环境下,疲劳裂纹萌生和扩展加快,这可以用滑移-溶解机理解释;高温下,材料强度下降,ΔK_(th)和Kc也下降,高温加速了材料的疲劳断裂。SEM断口形貌表明,空气中的疲劳断口观察到明显的滑移台阶,疲劳破坏形式为穿晶断裂;高温水下的疲劳断口则同时出现穿晶和沿晶开裂,为混合型断口特征。     

液化气球罐腐蚀应变疲劳裂纹分析

本文采用显微组织、成分分析和断口分析等对液化气贮罐在使用中产生裂纹的类型和原因进行了综合分析,说明裂纹是腐蚀应变疲劳作用的结果。