A NOTE ON THE CORROSION FATIGUE OF STEEL 16MnRE

<正> 本文研究温度对16MnRE钢在H_2S饱和水溶液中疲劳扩展速率的影响,是前文的继续。进一步检验以前所得的结果在不同温度下是否仍然正确;并测定腐蚀疲劳裂纹扩展的激活能,了解H_2S饱和水溶液腐蚀环境对16MnRE钢疲劳裂纹扩展影响的实质。 一、实验方法 16MARE钢热轧后,试验前未经热处理。其化学成分(wt-％)为     

INVESTIGATION OF FATIGUE CRACK GROWTH RATE FOR STEEL 16Mn

本文根据三点弯曲试样的J积分计算式及da/dN=C_1(ΔJ)~r的实验事实,导出了三点弯曲试样用ΔJ表征的从线弹性直至全面屈服范围内疲劳裂纹亚临界扩展速率表达式其中高周疲劳近似为它和Paris关系是一致的;而高应变疲劳则为它和Coffin-Manson关系相当。16Mn钢在空气和饱和H_2S水溶液介质中的实验结果表明上述公式是正确的,饱和H_2S水溶液明显加速了疲劳裂纹的亚临界扩展。     

16Mn钢疲劳裂纹扩展速率的研究

本文根据三点弯曲试样的J积分计算式及da/dN=C_1(ΔJ)~r的实验事实,导出了三点弯曲试样用ΔJ表征的从线弹性直至全面屈服范围内疲劳裂纹亚临界扩展速率表达式其中高周疲劳近似为它和Paris关系是一致的;而高应变疲劳则为它和Coffin-Manson关系相当。16Mn钢在空气和饱和H_2S水溶液介质中的实验结果表明上述公式是正确的,饱和H_2S水溶液明显加速了疲劳裂纹的亚临界扩展。     

钢在H_2S中的应力腐蚀机构

用抛光的 WOL 型恒位移试样跟踪观察了各种低合金钢在 H_2S 中应力腐蚀裂纹产生和扩展的规律。结果表明,当钢的强度和 K_I 均大于临界值之后,在裂纹前端将会发生滞后塑性变形,即裂纹前端塑性区的大小及其变形量将随时间延长而逐渐增加,当这种滞后塑性变形发展到临界状态时就会导致应力腐蚀裂纹的产生和扩展。对超高强钢来说,当这个滞后塑性区闭合后应力腐蚀裂纹就在其端点形核,随着滞后塑性变形的发展,这些不连续的应力腐蚀裂纹逐渐长大并互相连接。对强度较低的钢,随滞后塑性变形的发展,应力腐蚀裂纹沿着滞后塑性区边界向前扩展。已经证明这个滞后塑性变形是由氢引起的,称作氢致滞后塑性变形。利用 WO 型试样测量了在 H_2S 气体以及 H_2S 饱和水溶液中的 K_(ISCC)和 da/dt,研究了它们随强度变化的规律,以及阴极极化和阳极极化对超高强钢 K_(ISCC)和 da/dt 的影响。     

煤层气井用抽油杆腐蚀疲劳寿命的影响因素

通过显微组织分析、断口分析、有限元模拟分析、疲劳裂纹扩展速率测试和应力腐蚀试验研究制造因素、结构因素和材料强塑性对抽油杆腐蚀疲劳抗力的影响。结果表明,制造环节易导致抽油杆钢表面氧化脱碳以及镦粗段偏斜从而对抽油杆腐蚀疲劳寿命产生不利影响;抽油杆结构导致抽油杆镦粗段及前沿存在应力集中,且最大应力总是出现在杆体表面。表面氧化脱碳与应力集中的耦合作用使得抽油杆在腐蚀环境中快速诱发疲劳裂纹;在腐蚀环境中,提高抽油杆强度会导致疲劳裂纹扩展速率的增加,并且高强度抽油杆的腐蚀疲劳裂纹扩展曲线上会出现应力腐蚀平台;降低抽油杆的强度,提高抽油杆的韧性可以有效降低抽油杆在H_2S环境里的应力腐蚀开裂敏感性。     

钢在中性水溶液中腐蚀疲劳的研究

本文对16Mn、08PVXt、440C和4340钢在蒸馏水和3.5％NaCl水溶液中的疲劳裂纹扩展速率(FCGR)进行了实验研究,并与一些钢在同类介质中的腐蚀疲劳(CF)实验结果进行了对比。结果表明:一般钢在前种介质中的疲劳寿命(FL)较后者长;08PVXt、440C及4340钢在蒸馏水中的FCGR较NaCl水溶液中高。而16Mn钢则有相反的结果。作者认为,这种情况是由于Cl~-在裂纹萌生和宏观裂纹扩展过程中起的不同作用所致。     

15Mn钢在3.5%氯化钠水溶液中的腐蚀疲劳

研究了不同组织状态的15Mn钢在3.5％氯化钠水溶液中的疲劳裂纹扩展行为,测定了裂尖区的平均氢含量和裂纹闭合力,发现外部条件(力学及环境)和材料的显微组织对腐蚀疲劳有重要影响。结合断口和裂纹走向观察,提出了15Mn钢腐蚀疲劳断裂的复合机制和断裂机制图。     

P110钢在不同温度含饱和H_2S/CO_2腐蚀溶液中的腐蚀行为

利用腐蚀失重试验,电化学试验和扫描电子显微镜等方法研究了不同温度下P110钢在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中的腐蚀行为。研究表明:随着温度的升高,P110钢的腐蚀速率呈现出了先增大后减小的规律;在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中,由于温度升高促进了点蚀的发生,在较高温度时形成全面腐蚀,但温度的升高导致H_2S、CO_2气体的溶解度降低,抑制了点蚀的发生,形成厚而致密的腐蚀产物膜,使腐蚀速率随温度升高而降低。     

高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的温度效应和过载迟滞效应

通过在18,35和55℃蒸馏水中疲劳裂纹扩展试验,证明了超高强度钢30CrMnSiNi2A腐蚀疲劳具有强烈的温度效应,得到了ΔK值和温度对裂纹扩展速率影响的复合表达式。由于扩展速率数据拟合得到的表观激活能值(36.7kJ/mol)十分接近于氢在γ-Fe中的扩散激活能值,支持了氢助裂纹扩展的观点。对大气中疲劳裂纹扩展具有重要价值的过载迟滞效应,在腐蚀疲劳时显著地减小,在0.1Hz的低频率下尤其明显。     

16MnR钢在不同条件下的疲劳裂纹扩展规律

采用压力容器用16MnR热轧钢不同缺口尺寸、不同厚度的紧凑拉伸 (CT)试样, 进行了不同温度、不同应力比条件的一系列疲劳裂纹扩展实验, 得到了相应实验条件下的疲劳裂纹扩展速率. 讨论了高温环境、缺口半径、应力比及试样厚度对疲劳裂纹扩展行为的影响规律. 结果表明: 16MnR钢在环境温度为150和300 ℃时的疲劳裂纹扩展速率比25和425 ℃时低, 300℃时疲劳裂纹扩展速率最低, 300℃以上时随温度的升高裂纹扩展速率增大; 缺口半径的大小对初期疲劳裂纹扩展有较大的影响; 应力比对16MnR钢的疲劳裂纹扩展行为没有影响; 疲劳裂纹扩展速率随试样厚度的增大而增大.     

A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理的识别

本文根据外加电位对腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响,断口微观形貌特征及声发射活动性分析三种判别方法,研究了A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl中性水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理。结果表明,扩展机理取决于外加电位值。对A537钢,外加电位在-800mV(SCE)以上时,裂纹扩展以阳极溶解控制为主,以下时以氢脆控制为主。对工业纯铁,对应的转换电位为-1000mV(SCE)。     

A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理的识别

本文根据外加电位对腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响,断口微观形貌特征及声发射活动性分析三种判别方法,研究了A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl中性水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理。结果表明,扩展机理取决于外加电位值。对A537钢,外加电位在-800mV(SCE)以上时,裂纹扩展以阳极溶解控制为主,以下时以氢脆控制为主。对工业纯铁,对应的转换电位为-1000mV(SCE)。     

Cr13钢在含饱和CO_2介质中腐蚀的影响因素

利用极化曲线和失重法,研究了H_2S、Cl~-、温度等因素对Cr13钢在饱和CO_2介质中腐蚀行为的影响。试验表明,在50℃、Cl~-浓度为50g/L时,随溶液中H_2S含量增加,Cr13钢自腐蚀电流密度增大,钢的腐蚀速率上升,腐蚀受阴极浓差极化控制。50℃,H_2S浓度为0.06mol/L时,当Cl~-浓度低于50g/L时,随着Cl~-浓度增加,Cr13钢腐蚀速率上升;当Cl~-浓度高于50g/L时,随Cl~-浓度增加,Cr13钢的腐蚀速率下降。在H_2S浓度为0.06mol/L,Cl~-浓度为50g/L时,随温度升高,Cr13钢腐蚀速率增加。     

S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为拘束效应

S690高强钢由于其良好的综合力学性能广泛用于海洋平台中. 海洋平台结构易产生腐蚀疲劳失效,海水腐蚀、循环载荷和结构本身的拘束水平对裂纹扩展有重要的影响. 通过空气中和海水环境中的S690高强钢疲劳裂纹扩展试验,结合显微断口分析,研究了拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响. 结果表明,在阳极溶解和氢致开裂的共同作用下,海水环境对S690高强钢疲劳裂纹扩展具有明显的加速作用. 同时随着裂纹的不断扩展,拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹的影响不断增加,且裂纹扩展速率与裂纹扩展前后的拘束水平增量和结构本身的拘束水平均密切相关.     

40CrNiMoA钢在水介质中的腐蚀疲劳行为

本文对40CrNiMoA钢在870℃淬火200℃回火和1200℃淬火200℃回火两种热处理状态下在蒸馏水中的应力腐蚀和腐蚀疲劳裂纹扩展过程进行了研究,考察了载荷波形、载荷频率、应力比、淬火温度等因素对腐蚀疲劳裂纹扩展特征和裂纹扩展速率da/dN的影响。依据本文的实验结果,对R.P.Wei和Landes提出的用来定量描述腐蚀疲劳裂纹扩展速率的叠加模型进行了计算,得出了该模型适用于40CrNiMoA钢——水介质条件的结论。并给出了可供实际使用的公式、数据和程序。     

30CrNi2MoV钢的腐蚀疲劳裂纹萌生与扩展行为研究

通过不同循环应力和不同浓度的盐酸腐蚀液的疲劳腐蚀实验,对30CrNi2MoV钢腐蚀疲劳裂纹萌生与扩展行为进行研究。结果表明:30CrNi2MoV钢试样腐蚀疲劳裂纹起源于试样表面的点蚀坑。在循环应力作用下,点蚀坑由于应力集中,萌生裂纹,在应力和盐酸的共同作用下,裂纹不断加深、增多,直至发生断裂。随着循环应力的增大,30CrNi2MoV钢的疲劳寿命明显下降。随着盐酸浓度的增加,试样的疲劳寿命有小幅下降。循环应力对30CrNi2MoV钢腐蚀疲劳裂纹的产生起主要作用,盐酸腐蚀液起辅助作用。     

载荷频率对低碳马氏体钢腐蚀疲劳的影响

研究了恒定载荷和三种频率的动载荷条件下,经淬火及低温回火的两种低碳马氏体钢在25℃,3.5％NaCl水溶液中的裂纹扩展行为。结果表明载荷频率对低碳马氏体钢腐蚀疲劳裂纹扩展的动力学特征影响很大,特别是在K_(max)相似文献   

A537钢在阴极极化及自腐蚀条件下单次拉伸超载特性

测量了Ａ５３７钢在恒ΔＫ控制与下单次拉伸超载对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，研究了阴极极化及自腐蚀条件下材料在３．５％ＮａＣｌ水溶液中的超载延迟扩展规律与特点。结果表明，单次拉伸超载裂纹扩展延迟效应的作用距离大于塑性区尺寸。空气中与阴极极化条件下，超载后裂纹扩展过程由超载扩展，减速扩展与恢复三阶段组成，而自腐蚀条件下只有减速扩展与恢复两个阶段。     

介质和阴极保护电位对12CrNi3MoV钢长短疲劳裂纹扩展行为的影响

<正> 一、前言 船体钢在海水中的腐蚀疲劳是船舶结构破坏的主要形式。设计舰船壳体阴极保护系统时通常着眼于防腐蚀效果,并不考虑对船体结构强度的影响。已有的研究资料指出,阴极保护可提高光滑试佯的腐蚀疲劳强度,但对疲劳裂纹扩展速率影响的看法存在分岐。有人认为,阴极保护加速疲劳裂纹扩展;也有人认为,在一定条件下阴极保护会阻碍疲劳裂纹扩展。本工作在实验室条件下研究介质和阴极保护电位对长、短疲劳裂纹扩展行为的影响。 二、材料及试验方法 试材采用调质态12CrNi3MoV钢,化学成份见表1,机械性能见表2。     

温度对2A12铝合金应力腐蚀开裂的影响

用自制的电位监测应力腐蚀装置研究了温度对硬铝合金2A12cz(LY12cz)在3.5%NaCl水溶液中腐蚀裂纹扩展的影响.结果表明,温度越高,KISCC越小,2A12cz铝合金的腐蚀裂纹扩展越快.2A12cz铝合金在NaCl水溶液中的应力腐蚀断口形貌主要表现为沿晶断裂.并具有岩石状沿晶断裂特征.