金属腐蚀疲劳裂纹扩展速率的近似计算

根据腐蚀疲劳与纯疲劳间的关系 ,利用疲劳学科研究新结果 ,导出了腐蚀疲劳裂纹扩展速率的近似计算表达式 ,并给出了计算示例。结果表明 ,该近似表达式适用于A型腐蚀疲劳裂纹扩展速率的计算。关键词　腐蚀疲劳　裂纹扩展速率　应力腐蚀　有效强度因子     

航空铝合金原位腐蚀疲劳性能及断裂机理EI北大核心CSCD

为了研究不同腐蚀条件下2024铝合金的疲劳性能,首先设计搭建原位腐蚀疲劳平台,然后分别进行无腐蚀疲劳、预腐蚀疲劳和原位腐蚀疲劳实验,分析不同腐蚀疲劳条件下2024铝合金的疲劳断裂行为,最后利用扫描电镜(SEM)表征宏、微观断口特征,探究失效机理。结果表明:相同腐蚀环境和时间下,预腐蚀和原位腐蚀疲劳寿命分别为无腐蚀疲劳寿命的92%和42%;在原位腐蚀疲劳条件下,滑移带挤入、挤出导致表面粗糙度增加,吸附较多腐蚀介质,加剧蚀坑演化,易于裂纹萌生并形成多个裂纹源。裂纹的连通形成更大尺寸的损伤,并在材料内部快速扩展。预腐蚀和原位腐蚀疲劳试件断口观察到大量脆性疲劳条带,并且原位腐蚀疲劳条带平均间距约为无腐蚀疲劳条带间距的2倍,说明原位腐蚀疲劳条件下裂纹扩展速率更快。     

孔边倒角和预腐蚀作用下航空铝合金疲劳性能及断裂机理研究

基于航空铝合金带孔结构材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题,通过对未腐蚀和预腐蚀24h后的7075铝合金双孔未倒角和双孔倒角试样进行疲劳实验研究,分析腐蚀预损伤和孔边倒角对试件疲劳性能的影响及疲劳断裂特性差异。结果表明:腐蚀预损伤对7075铝合金材料疲劳寿命的影响显著,双孔未倒角和倒角试样预腐蚀24h后试样中值疲劳寿命比未腐蚀试样最大下降了31.74%和26.92%;孔边倒角对材料疲劳寿命有一定的影响,未腐蚀和预腐蚀24h孔边倒角试样中值疲劳寿命比未倒角试样最大下降了28.02%和15.36%,主要原因是由于孔边倒角过程中产生加工刀痕,引入了"预损伤",且倒角后疲劳裂纹萌生位置变多,导致材料发生疲劳断裂的概率变大。     

金属的几种局部腐蚀(四)

4.腐蚀疲劳4.1 腐蚀疲劳及其特征在交变应力和腐蚀介质同时作用下,金属的疲劳强度或疲劳寿命较无腐蚀作用时有所降低,这种现象叫做腐蚀疲劳。通常,“腐蚀疲劳”是指在除空气以外的腐蚀介质中的疲劳行为。这里所谓“无腐蚀作用”,一     

GC4超高强度多在腐蚀介质中的低周疲劳性能试验研究

对ＧＣ４超高强度钢在腐蚀环境下的低周疲劳寿命进行了试验研究，得出了在不同腐蚀环境下的低周疲劳寿命绫灵确定飞机腐蚀疲劳寿命了重要依据。     

腐蚀疲劳试验系统的开发及应用

海洋工程用钢服役时一直受到环境腐蚀和疲劳载荷的耦合作用,而传统的腐蚀、疲劳单项评估已不能满足检测需求,因此开发了一套腐蚀疲劳试验系统来测试材料在腐蚀环境下的疲劳寿命,并使用该系统对海洋工程用S690QL高强钢板在腐蚀环境下的疲劳寿命进行了测试.结果表明:该系统可以对试验温度、流速、腐蚀介质pH值等参数精准控制,并可以实...     

油箱积水环境对预腐蚀铝合金腐蚀疲劳性能的影响

对预腐蚀2XXX铝合金Kt=1和Kt=3试样进行了实验室空气环境和油箱积水环境下的疲劳寿命实验,并用单侧容限因数法对疲劳安全寿命进行了估算,得到了预腐蚀2XXX铝合金在这两种环境下的中值疲劳寿命和99%可靠度95%置信度水平上的安全疲劳寿命。油箱积水环境显著降低了预腐蚀2XXX铝合金的疲劳性能,实验室空气环境下的疲劳寿命数据比较分散,应力水平越低越分散,而油箱积水环境下的疲劳寿命数据比较集中。油箱积水环境下的腐蚀主要由电化学腐蚀和微生物腐蚀组成。     

腐蚀方式对Q345等边角钢疲劳性能的影响

塔体构件的疲劳性能随服役期内降雨分布等环境腐蚀因素的改变而发生变化。为此,该文首先基于单点-成组法结合相关系数优化法推导了不同腐蚀方式作用下S-N曲线方程的参数表达式及其回归方法,并建议了相应的实现算法。基于此,建立了不同腐蚀方式的P-S-N曲线方程。同时,对相同腐蚀时间内3种腐蚀方式作用下的39根足尺Q345等边角钢构件进行了腐蚀疲劳试验,观察了试件在#x0201c;浸泡-晾置#x0201d;腐蚀方式中的腐蚀状态,研究了不同腐蚀方式中试件的疲劳破坏模式。然后,由试验结果分析了各腐蚀方式中疲劳寿命的变化规律,建立了相应的S-N曲线模型,给出了各腐蚀方式中反映S-N曲线参数随可靠度变化规律的表达式,并结合理论推导及参数分析建立了各腐蚀方式作用下Q345等边角钢构件的P-S-N曲面模型。最后,采用该模型探讨了不同腐蚀方式中Q345等边角钢构件疲劳寿命的变化规律,结果表明:1)相同腐蚀时间内疲劳荷载越小腐蚀方式对构件疲劳寿命的影响越明显;2)腐蚀越严重疲劳寿命随可靠度增加减小的幅度越大。     

GC4超高强度钢在腐蚀介质中的低周疲劳性能试验研究

对ＧＣ４超高强度钢在腐蚀环境下的低周疲劳寿命进行了试验研究，得出了在不同腐蚀环境下的低周疲劳寿命变化规律，为确定飞机腐蚀疲劳寿命提供了重要依据。     

超声深滚处理改善预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能机理

研究了超声深滚(UDR)处理对预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能的作用.7A52铝合金试样在剥蚀腐蚀溶液中浸泡不同时间后进行了超声深滚处理.分别对未腐蚀试样、腐蚀试样和腐蚀+UDR处理试样进行了疲劳试验,用XRD应力测试和扫描电镜等方法分析了UDR处理前后试样的残余应力和断口形貌,并对疲劳断口进行了分析.结果表明:UDR处理在铝合金中引入超过1mm深的残余压应力层,延长了7A52的预腐蚀疲劳寿命.对于腐蚀较轻的试样,UDR处理使裂纹源在表层下残余压应力和拉应力过渡区产生,延长了疲劳裂纹萌生寿命;对腐蚀较重试样,疲劳裂纹仍从晶间腐蚀处形核,但由于引入残余压应力及腐蚀裂纹的部分愈合效应,仍在很大程度上改善了7A52的预腐蚀疲劳寿命.     

疲劳损伤对波纹管耐连多硫酸腐蚀性能的影响

针对催化裂化装置用波纹管使用中所面临的连多硫酸应力腐蚀问题,采用热态连多硫酸腐蚀模拟装置,试验研究了固溶态Incoloy825波纹管的耐连多硫酸应力腐蚀性能,并利用金相显微镜、SEM、EDX等手段分析了腐蚀波纹管的表面形貌和断口特征,探讨了设计疲劳寿命及累积疲劳损伤对波纹管连多硫酸应力腐蚀敏感性的影响规律。结果表明,在60℃的H2SxO6溶液中,设计疲劳寿命及累积疲劳损伤对固溶态Incoloy825波纹管的腐蚀敏感性影响显著。设计疲劳寿命越低、累积疲劳损伤越大,则越易形成应力腐蚀裂纹。     

基于有限元仿真腐蚀疲劳试验方案研究

当前很多研究做了各种有关腐蚀介质对铝合金疲劳寿命影响的试验。发现很多环境都会加速疲劳裂纹的扩展。考虑到腐蚀和疲劳的相互作用影响,两者并不仅仅是简单的先后作用关系,同时目前主流试验方案都有需要完善的方面,因此本课题提出一种优于现存腐蚀研究的试验方案:"腐蚀-腐蚀疲劳循环试验",可以较为全面的实现飞机的飞-续-飞和疲劳预腐蚀同时作用的实际工况,更加完善腐蚀与疲劳的试验方法,并设计一种基于有限元仿真的寿命预测方法。     

预腐蚀铝合金典型螺栓单搭接件疲劳寿命研究

模拟飞机服役环境,对航空LY12 铝合金板材典型螺栓单搭接试验件做了预腐蚀试验,然后通过疲劳试验得到了未腐蚀试验件和预腐蚀后试验件的疲劳寿命。通过对试验件分解检查,分析了腐蚀对航空LY12 铝合金典型螺栓单搭接件的影响。建立了考虑腐蚀影响的基于断裂力学的沉孔螺栓搭接件疲劳寿命计算模型,对预腐蚀搭接件的疲劳寿命进行了计算和分析。结果表明:螺栓孔附近和搭接面腐蚀较表面其他部位严重,腐蚀产物的膨胀作用下产生了“枕垫效应”;计算模型得到的疲劳寿命与试验寿命吻合较好,其中模型1 最大相对误差为36.7%,模型2 的最大相对误差为25.7%。搭接件不同的腐蚀程度要选择不同的计算模型才能得出精确的结果。在分析较严重的腐蚀对搭接件疲劳寿命影响时,应考虑搭接面的多腐蚀损伤。     

3.5%NaCl腐蚀环境下2种航空铝合金材料疲劳性能试验研究

腐蚀环境下的疲劳性能是航空金属结构疲劳寿命设计的重要前提,为此,试验测定了2种航空铝合金材料（2E12-T3、7050-T7451）的光滑试样和缺口试样在干燥大气和3.5%NaCl腐蚀环境下的疲劳性能,在试验数据的基础上进行性能对比,并对试样断口进行扫描电镜（SEM）分析,研究了3.5%NaCl腐蚀环境与载荷联合作用对腐蚀疲劳性能的影响机理,研究结果表明:3.5%NaCl腐蚀环境对2种铝合金材料的疲劳性能均产生不利影响,且腐蚀与疲劳载荷的交互作用随着应力水平的降低而增强,疲劳性能下降更明显;与光滑试样相比,腐蚀环境对铝合金2E12-T3缺口试样疲劳性能的影响更大,但对铝合金7050-T7451缺口试样疲劳性能的影响却变小;在腐蚀环境下,裂纹尖端易发生电化学反应产生腐蚀产物和[H]离子,腐蚀产物的存在会阻碍裂纹闭合,同时,[H]离子导致裂纹尖端的氢脆效应,加快裂纹扩展,使疲劳性能降低。     

现役飞机结构腐蚀疲劳及寿命研究

文章分析研究了在环境腐蚀介质中飞机的疲劳损伤特性和基本破坏失效模式,阐述了现役军用飞机地面停放使用环境谱的编制以及在腐蚀环境条件下飞机腐蚀疲劳寿命的估算方法,并对未来几年我军飞机结构的腐蚀疲劳研究的发展提出了一些看法。     

变形镁合金AZ80的腐蚀疲劳机理

根据挤压镁合金AZ80人工时效热处理(T5-177℃,16 h)前后分别在空气和NaCl介质中的疲劳寿命,研究了变形镁合金的腐蚀疲劳机理以及β相在腐蚀疲劳中的作用.结果表明:时效可导致AZ80组织β相体积分数增加、拉伸强度和硬度提高,可明显地提高在低应力水平下的腐蚀疲劳寿命.在空气中,疲劳裂纹萌生于表层和亚表面中的夹杂物;而在腐蚀介质中,腐蚀疲劳微裂纹萌生于试样表面的腐蚀坑,点蚀坑萌生于与β相相邻的α相.疲劳断口可见河流花样、二次裂纹、韧窝,具有解理特征.阳极溶解是挤压镁合金AZ80的腐蚀疲劳机制.     

飞机结构主体材料腐蚀损伤特点分析

通过对现役飞机腐蚀损伤状况的统计分析,研究了现径飞机结构主体材料在环境腐蚀介质中的疲劳损伤特征和基本破坏失效模式,阐述了今后现役军用飞机在腐蚀环境中疲劳使用寿命和日历寿命研究的相关内容,并对现役军用飞机腐蚀疲劳研究的发展提出一些看法。     

Q345等边角钢腐蚀疲劳性能试验研究

针对角钢构件在输电塔线体系服役期间因环境腐蚀、风致振动耦合作用导致疲劳性能退化,而构件腐蚀疲劳试验成本高、耗时久、难度大等因素所致试验资料匮乏问题,基于节省成本、提高精度思路,结合单点-似然法及相关系数优化法,提出确定腐蚀疲劳S-N曲线表达式参数的改进回归分析方法,构造与之对应的实现算法;建立随腐蚀时间变化的t-P-S-N曲面表达式;通过18根足尺试件三组不同腐蚀时间疲劳试验,研究Q345等边角钢腐蚀疲劳破坏模式,分析P-S-N曲面方程中各参数随腐蚀时间的变化规律,并结合理论分析建立Q345等边角钢构件t-P-S-N曲面模型。采用该模型探讨不同腐蚀时间内Q345等边角钢构件疲劳寿命变化规律,结果表明,相同疲劳荷载水平作用下试件疲劳寿命随腐蚀时间急剧减小;同一腐蚀时间内疲劳寿命受腐蚀因素的影响程度随荷载的减小而增加。     

预腐蚀后拉伸超载对LC4CS铝合金疲劳性能的影响

采用预腐蚀后进行单次拉伸超载疲劳试验的方法，研究了腐蚀与超载对LC4CS材料疲劳寿命的影响。结果表明，如果保持超载比不变，试件疲劳寿命将随预腐蚀年限增加而线性降低，且分散性逐年增大；在低超载比时，预腐蚀对疲劳寿命的亏损作用与超载对疲劳寿命的增益作用相互抵消；在超载比较大时，超载迟滞效应对疲劳寿命的增益作用明显。     

金属的腐蚀疲劳

<正> 一、前言在腐蚀介质中,金属同时承受腐蚀和交变应力作用时,疲劳强度叫显降低,这就是所谓的腐蚀疲劳。虽然,腐蚀疲劳明确是指在清水、盐水和酸性溶液中等而言,但是在大气中的影响也不可忽视。而且,在这种情况下腐蚀疲劳进一步可分为由于吸附大气中的氧、水蒸汽、其他气体及油脂等而产生吸附疲劳和由于电化学机理而产生湿气腐蚀的腐蚀疲劳。