微观点蚀机理的研究

由于有的齿轮在失效过程中,同时存在有宏观点蚀及微观点蚀两种不同的失效形式,为了弄清微观点蚀和宏观点蚀的关系,因此采用18Cr_2Ni_4W_A渗碳滚轮试样进行了接触疲劳性能试验。通过试验,发现试样的表面粗糙度对试样的失效形式是有影响的。并从表面粗糙度,油膜厚度及力学条件等方面,论证了微观点蚀和深层剥落两种失效形式的形成条件、微观点蚀的成因和发展过程,而且提出了微观点蚀发展成宏观点蚀的机理。     

润滑油对齿轮疲劳点蚀的影响

润滑油对齿轮的疲劳点蚀寿命有影响,而且影响很大,润滑油选用不当或润滑油质量不高,可使疲劳点蚀寿命降低一半;选用高性能润滑油可使疲劳点蚀寿命提高2～3倍,而高性能润滑油的关键在添加剂的合理复配．通过对鞍钢线材厂使用的国产525油膜轴承油的试验研究,证明国产润滑完全可以替代进口润滑油,不会降低齿轮的疲劳寿命。     

齿面接触疲劳点蚀原因分析

本文运用摩擦学理论对齿轮传动产生疲劳接触点蚀的原因进行了分析,说明齿轮传动疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。     

润滑油对齿轮点蚀影响机理分析

通过将渐开线直齿圆柱齿轮的结构和受力特点引入赫兹（Ｈｅｒｔｚ）公式，定性分析了渐开线直齿圆柱齿轮齿面接触应力的分布状态。根据齿轮啮合原理，分析了相啮合齿轮齿面切向摩擦力的方向，从而推导出齿面疲劳裂纹的方向。通过对渗入疲劳裂纹内润滑油量的多少和润滑油能否被顺利排压出裂纹的分析，得出了齿根侧齿面将产生点蚀和润滑油的粘度对齿面疲劳裂纹的扩展和点蚀的形成有直接影响的结论，提出了选择润滑油的参考意见。     

弹性流体动力润滑对齿面疲劳点蚀的影响

本文首先简要地介绍了弹性流体动力润滑的基本概念,分析了其油膜形状和压力分布的特点。然后,用断裂力学关于裂纹生核和裂纹扩展的理论,提出了关于齿面疲劳点蚀产生的原因和机理的一些新的看法。最后,综合了在弹性流体动力润滑条件下影响齿面疲劳裂纹扩展形成点蚀的主要因素。     

合金元素含量对316不锈钢耐点蚀性能影响

点腐蚀是奥氏体不锈钢的常见局部腐蚀形式,会严重影响奥氏体不锈钢的性能和使用。选取4组不同化学成分的316不锈钢板试样,在10%三氯化铁溶液中进行点腐蚀试验。检测了点蚀坑的宏观形貌和腐蚀速率,通过SEM和EDS检测了腐蚀坑微观形貌以及点蚀坑邻近区域的合金元素分布,分析了主要合金元素对316不锈钢耐点蚀当量的影响规律。结果表明:Cr元素对316不锈钢在氯离子介质中的耐点蚀性能有着显著的有利影响,Mo元素含量的增加可以提高316不锈钢的耐点蚀性能,而Mn元素会降低316不锈钢在氯离子介质中的耐点蚀性能。根据试验结果,提出了考虑Mn元素不利影响的修正耐点蚀当量PRE计算公式。     

齿面接触疲劳点蚀原因分析

本文运用摩擦学理论对齿轮传动产生疲劳接触点蚀的原因进行了分析，说明齿轮传动疲劳点首先出现在齿根表面靠近节线处。     

304L不锈钢在溴离子作用下的点蚀行为

通有含溴离子氮气的304L不锈钢管，经一段时间的使用后产生了严重点蚀。通过解剖被蚀钢管，采用金相分析，SEM形貌分析8及EDS成分分析的方法，对本案例点蚀特征进行研究，发现：蚀孔形核于晶界，并以蚀孔自身扩张和孔内形成次生蚀孔两种方式生长，且蚀孔内壁产生富Cr层。最后，就相关的电化学理论进行了探讨，并推测活化态蚀孔内壁的溶解导致了富Cr层的产生，而富Cr层的存在则是孔内建立局部活化态，次生蚀孔形核的物质基础。     

空蚀破坏的微观氧化过程

为了探索空蚀破坏过程中的腐蚀效应,利用旋转圆盘空蚀模拟试验机、扫描电子显微镜、光学显微镜结合数码技术,对圆盘试样空蚀破坏部位进行了研究,观察到了微观破坏的形貌-多彩斑点.通过对多彩斑点的分析发现:一个多彩斑点是一个大的气泡溃灭产生的高速微射流对金属表面的破坏结果.微射流的能量极高,微射流和金属表面接触的瞬间可造成局部的烧损和严重的高温氧化.用高温氧化过程合理解释了多彩斑点的形成,丰富了空蚀破坏机理.     

不锈钢点蚀花边盖脱落与稳定生长

不锈钢在含Cl-的溶液中常萌生表面呈多孔花边盖状(Lacy cover)蚀孔,在花边盖下的蚀坑内表面隐藏着不断侵蚀,这种有趣的点蚀常加剧材料的失效.采用精细316 ss微电极面积调控形成单一点蚀孔来研究点蚀,获得其点蚀发展的动力学数据,根据Fick扩散定律可知点蚀稳定生长条件为蚀坑内电流密度(i)与深度(a)之积存在一个点蚀稳定范围.并用新的超声电解池证实花边盖对亚稳态点蚀的生长的作用.     

高强螺栓节点腐蚀疲劳可靠度分析

针对高强螺栓裂纹尺寸与临界裂纹尺寸的概率密度函数相交可能发生疲劳破坏的问题,本文对高强螺栓腐蚀疲劳可靠度计算模型进行研究。分析了高强螺栓节点在腐蚀环境下的疲劳可靠度,并采用Gerberich-Chen公式,估算高强螺栓腐蚀裂纹扩展门槛值,同时基于断裂力学理论和结构可靠度理论,导出高强螺栓腐蚀疲劳可靠度计算模型,并以M24高强螺栓节点为例,对高强螺栓节点应力及受力进行计算,计算结果表明,螺栓最大使用应力为572MPa,高强螺栓节点腐蚀疲劳可靠度为0.994 5。该计算模型可以充分利用现有设计资料、数据,较方便地计算高强螺栓腐蚀疲劳可靠度,进而预测高强螺栓的疲劳寿命,为高强螺栓节点腐蚀疲劳计算分析提供了理论参考。     

卡车地板梁支撑架断口的SEM分析

应用扫描电子显微镜(SEM)对卡车地板梁支撑架受损组织及断口进行了分析研究.结果显示,断口呈现疲劳断口、解理断口及腐蚀断口特征,片状组织是解理断裂的成因;支撑架固定螺孔处由于存在应力集中,受到反复冲击作用而产生疲劳断裂;长期处于废气弱腐蚀介质下,是形成应力腐蚀的条件.该结果可对改善支撑架设计、生产工艺及防止构件损伤断裂提供相关的理论依据.     

6A02铝合金腐蚀疲劳断口分析

借助于扫描电镜以及能谱分析技术对预腐蚀6A02铝合金疲劳断口形貌进行了研究,分析了带有腐蚀损伤的6A02合金疲劳断口形貌以及合金中的Si,Mg等元素和腐蚀损伤对断裂过程的影响。结果表明其疲劳断口是以韧性为主的多源性断口;腐蚀损伤在试件表面形成的腐蚀坑使得材料局部弱化,成为新的裂纹萌生源;当合金中的Si,Mg元素含量能够完全形成强化相Mg2Si,而不出现单晶Si过剩相时,材料强度与塑性相匹配,能够提高材料的抗疲劳性能。     

索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估

根据吊索镀锌钢丝腐蚀疲劳破坏特点,把镀锌钢丝腐蚀疲劳纹形成和扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、蚀坑萌生、蚀坑形成、短裂纹扩展、长裂纹扩展和断裂破坏等阶段,建立各阶段时间表达式,得到镀锌钢丝疲劳寿命表达式,提出基于断裂力学的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估研究结果方法。通过算例分析复杂运营条件下腐蚀环境和应力幅等因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响,研究结果表明：吊索钢丝腐蚀疲劳寿命主要由钢丝镀锌层腐蚀、蚀坑发展和短裂纹扩展等3个阶段组成,为了准确地评估吊索腐蚀疲劳寿命,需要掌握大桥的运营环境和交通荷载。     

腐蚀对复合绝缘子芯棒力学性能的影响

为探究腐蚀条件下复合绝缘子芯棒的力学性能,以FXBW4-110/100型绝缘子为研究对象,在自制绝缘子扭振模拟试验机上,对不同腐蚀条件下的复合绝缘子进行了整体疲劳试验。应用三维形貌仪和扫描电镜对试样断口表面形貌进行宏观与微观分析,结合表面分析技术,研究不同腐蚀试验条件下绝缘子芯棒断裂与其摆动力、扭转力和拉伸力之间的关系。结果表明,当污染液体为中性和碱性腐蚀溶液时,对复合绝缘子芯棒力学性能影响不大,当污染液体为酸性溶液时,对复合绝缘子芯棒的腐蚀作用明显,芯棒内部树脂玻璃纤维受到强酸腐蚀时,试样呈平起光亮的结晶状,表层在位错断裂下形成扩展裂纹,绝缘子芯棒切片断面易发生疲劳断裂;绝缘子被酸性盐雾腐蚀不同时间后,酸液渗入芯棒表面与护套粘接处,对芯棒表面或内部的树脂玻璃纤维界面产生腐蚀,当疲劳断裂发生后,其断口表面由光亮平整向灰暗凹凸不平变化,裂纹由河流花样状向贝纹线状变化,形貌由台阶状向纤维散状变化,表面形貌分布的均方根高度和最大凹陷高度也随之减小;随着腐蚀试验时间的增加,芯棒的抗摆动力能力下降,进而降低了绝缘子整体机械力学性能,导致芯棒断裂时间变短,断口分形维数变大,断口表面形貌更为复杂。     

腐蚀疲劳下的高性能混凝土渗透性及破坏机理

腐蚀疲劳是公路工程用混凝土破坏的主要原因，利用自行设计的腐蚀疲劳加载试验装置，研究了高性能混凝土（HPC）在Na2SO4腐蚀溶液及三分点疲劳荷载耦合作用下的弯拉强度，分析了抗CI^-渗透特性及其疲劳破坏机理。结果表明，受腐蚀疲劳作用的高性能混凝土，其抗渗透性能大幅度下降，而交变应力、腐蚀介质的共同作用是其性能劣化的根本原因，降低单方混凝土用水量及掺加20％（质量分数）的粉煤灰可明显提高其密实度和抗腐蚀疲劳特性。     

硫化氢腐蚀疲劳环境中高压气瓶临界裂纹尺寸计算

针对当前高压天然气瓶缺乏“检验与评价标准”的现状,按照断裂力学与概率统计理论,从H2S应力腐蚀角度出发,在符合实际工况的中等质量分数的H2S溶液、6．7μHz超低周频率下进行了系列试验,得到了腐蚀疲劳裂纹扩展速率dα／dN-△K的数学表达式．用逆推方法,在综合考虑H2S应力腐蚀下的极限裂纹尺寸、腐蚀疲劳环境中的裂纹扩展量、实验数据的随机性与可靠度、不同检验周期实用性的基础上,定量给出了多种检验周期下气瓶初始最大允许裂纹尺寸,绘制了裂纹评定图,为制定气瓶的检验周期及进行寿命评估提供了实验依据．     

锈蚀对钢材低周疲劳性能的影响分析

以我国钢桥结构中使用较多的Q345钢材为例,对人工加速锈蚀试样进行2种应变幅下的低周疲劳试验研究.应用精细的有限元模型分析,基于微观断裂判据--循环空穴扩张模型（CVGM）,对锈蚀钢材的低周疲劳断裂机理进行分析,讨论蚀坑对钢材低周疲劳（LDF）寿命的影响机理,并验证方法的有效性.结果表明,质量损失率约为6%的锈蚀Q345钢材试样的低周疲劳寿命比无锈蚀钢材减少约30%;完好试样与锈蚀试样的稳定滞回环形状几乎相同,锈蚀对钢材承载能力影响较小;在1%应变幅作用下,试样破坏现象为脆性的低周疲劳破坏,而在2.5%应变幅作用的循环荷载下,试样发生延性的超低周疲劳破坏.锈蚀引起钢材超低周疲劳寿命下降程度与蚀坑位置的应变集中有关,随着应变集中程度的增加,疲劳寿命的下降增大.     

喷油嘴断裂失效分析

简要介绍了MAN 9L58／64型柴油机喷油嘴早期断裂现象，通过宏观与微观断口形貌观察、化学成分分析、硬度分析、金相分析等方法对喷油嘴断裂的原因进行综合分析，指出喷油嘴的断裂属腐蚀疲劳脆断，其主要原因是材料热加工工艺不当，并提出了维修保养建议。     

The Corrosion Fatigue Properties of High Performance Concrete

With the loading test equipment of corrosion fatigue specially designed, the corrosion fatigue charncteristics of high performance concrete (HPC) withstanding the interaction of third poim fatigue loading and Na2 SO4 solution were investigated and analyzed. The experimental results indicate that water-binder ratio evidently influences the corrosion fatigue characteristics of HPC, and a moderate quantitative fine mineral admixture enhances the corrosion fatigue resistance of HPC. The effect is more significant when fly ash and silica fume are added.