2205DSS焊接接头腐蚀疲劳性能分析

对川东船厂制造化学品船所用的国产2205DSS常用焊接接头在模拟海水环境中的腐蚀疲劳性能进行了试验研究.通过Origin软件对试验数据进行非线性拟合得到了环境温度分别在24,30和40℃、加载应力比为0.1、加载频率为20 Hz条件下的腐蚀疲劳寿命S-N曲线,得到焊接接头在该环境下的疲劳极限,建立了有温度参数表示的S-N数学模型.结果表明,在模拟海水中焊接接头发生腐蚀疲劳断裂的位置在母材区,环境温度升高对低应力水平作用下的试件疲劳寿命有明显影响.     

Q390A钢焊接接头腐蚀疲劳性能测试研究

采用CO₂气体保护焊工艺和ER50-6焊丝焊接Q390A钢，并对其进行焊接接头腐蚀疲劳性能测试。通过分析S-N曲线及疲劳断口SEM可知，腐蚀时间的增加会降低焊接接头疲劳极限值，60天加速腐蚀下焊接接头腐蚀坑面积和深度均较大；在承载相同动态应力下，加速腐蚀时间越长、断口裂纹越多，裂纹方向越趋于多样化，腐蚀疲劳裂纹形成速度越快；高腐蚀介质浓度和低pH值也会使腐蚀疲劳强度降低，但在相同测试时间中pH值对疲劳程度影响较小。     

轨道车辆用6082-T6铝合金腐蚀疲劳性能研究

以轨道车辆常用6082-T6铝合金为研究对象,通过3.5％NaCl溶液下的腐蚀疲劳试验,获取应力比R=0条件下横、纵向试样的应力-循环次数关系,通过最小二乘法数据处理,求得在50％置信度和50％可靠度下6082-T6铝合金板材的横、纵向腐蚀疲劳S-N曲线,并进行断口扫描,分析腐蚀疲劳断裂原因.结果表明,6082-T6铝...     

微弧氧化Mg-3Al-1Zn镁合金应力腐蚀和腐蚀疲劳行为研究

本文主要对微弧氧化Mg-3Al-1Zn镁合金在空气和3.5 wt.%硫酸钠溶液两种环境下的应力腐蚀和腐蚀疲劳行为进行研究,并讨论其相互关系。微弧氧化处理后,Mg-3Al-1Zn镁合金的耐蚀性能得到明显改善。与Mg-3Al-1Zn镁合金基体相比,在空气中,微弧氧化后合金的应力腐蚀和腐蚀疲劳强度均下降了大约10 MPa。在3.5 wt.%硫酸钠溶液环境中,微弧氧化后合金的腐蚀疲劳性能仍然是恶化的,但是应力腐蚀强度却得到了显著改善,从58.24 MPa提高至202.08 MPa。这表明材料的力学性能（应力腐蚀和腐蚀疲劳）并不是与其腐蚀性能完全保持线性关系的。微弧氧化处理后镁合金在空气中的应力腐蚀断口为韧性断裂,在硫酸钠溶液环境中为解理断裂。而其腐蚀疲劳断口不论是在空气中还是在腐蚀环境中均为解理断裂。这主要是由于腐蚀环境和变换循环载荷的影响,两者共同作用将会加速裂纹扩展。这表明,周围环境和加载类型对材料断裂机理有重要影响。     

不同介质中Si3N4陶瓷的静疲劳与循环疲劳

系统研究了Si3N4陶瓷在空气、水、煤油3种介质中的静疲劳及循环疲劳特性。结果发现，在不同介质条件下，循环疲劳的应力腐蚀指数(n)相差不大，且远远低于相同介质条件下静疲劳的应力腐蚀指数。经分析发现，循环载荷部分或全部消除了显微组织屏蔽作用，对材料造成附加损伤，导致其疲劳寿命远远低于静疲劳寿命。     

高速列车车轴用EA4T钢腐蚀疲劳性能研究

目的 研究腐蚀环境中EA4T车轴钢疲劳性能,为车轴的腐蚀检测和使用寿命评估提供依据.方法 采用旋转弯曲疲劳试验机,在人造雨水模拟的腐蚀环境和空气环境中,对EA4T车轴钢试样进行疲劳试验,以获得不同环境下试样的疲劳S-N曲线、表面损伤以及裂纹扩展规律.然后对扩展裂纹进行概率统计,通过扫描电镜对疲劳失效的断口进行观察,并分析对比不同环境中裂纹扩展门槛值的变化.结果 空气环境中,试样的疲劳极限为355 MPa,而在腐蚀环境中,试样不存在疲劳极限,107循环周次对应的疲劳强度降低到245 MPa,相比空气环境中降低了31％.Gumbel分布统计与Weibull双参数分布统计相比,更适合描述EA4T车轴钢试样表面腐蚀裂纹长度随加载次数的变化.腐蚀环境中,疲劳裂纹萌生于表面腐蚀坑,并存在多个裂纹源.腐蚀环境显著降低了试样裂纹扩展门槛值,空气环境下,该值为6.29 MPa·m1/2,腐蚀环境下降低到4.1 MPa·m1/2.结论 腐蚀环境降低EA4T钢疲劳寿命的主要原因是,腐蚀环境降低了裂纹扩展门槛值,加快了裂纹萌生以及短裂纹扩展.而当裂纹达到一定长度时,腐蚀环境对裂纹扩展几乎没有影响.     

7075铝合金FSW接头腐蚀疲劳性能及断裂特征

以7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,对其显微组织结构、3.5% NaCl(质量分数)溶液腐蚀疲劳寿命和腐蚀疲劳断裂特征进行了研究,分析了7075铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀疲劳性能及断裂过程.结果表明,7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀疲劳S-N曲线方程为lgN=5.845-0.014S,随着应力幅增大,腐蚀疲劳寿命大幅度降低;腐蚀疲劳裂纹起源于接头的热影响区,逐渐扩展最终断裂于接头的焊核区.腐蚀疲劳断口存在多个裂纹源,且受到应力集中作用的影响,裂纹源萌生于腐蚀坑处.高应力作用加剧了试样边角部分的腐蚀损伤,导致边角比平面位置腐蚀程度更严重.裂纹扩展区出现了明显的晶间断裂和疲劳辉纹;在腐蚀介质和交变载荷的共同作用下,裂纹扩展区腐蚀程度最重,晶界处产生了阳极溶解现象并产生了“冰糖块状”和“蚁巢状”的形貌特征;瞬断区产生了大量解理台阶和二次裂纹,为脆性断裂,在第二相粒子分布区域存在孔洞形貌特征.     

超声冲击改善P355NL1钢焊接接头腐蚀疲劳性能研究

对P355NL1钢焊接接头进行超声冲击处理,研究超声冲击对腐蚀疲劳性能的影响。利用光学显微镜和扫描电镜对超声冲击前后的表层显微结构以及腐蚀疲劳失效断口进行分析,利用电化学工作站对超声冲击前后试样电化学腐蚀速率进行测定。结果表明,当试样处于6%(质量分数) NaCl腐蚀溶液中时,焊态试样疲劳强度下降12.5%;在6%NaCl腐蚀液和水介质中,冲击态试样相较于焊态试样疲劳强度分别提高了75%和53%,S-N曲线斜率分别改变75.4%和60.4%。经超声冲击处理后试样表层产生明显的塑性变形层,最大变形层深度约350μm;冲击之后试样的疲劳寿命有很明显提高,疲劳断裂位置也由焊趾处转移到焊缝或者母材区,腐蚀坑数目明显减少。表明超声冲击可以细化晶粒,同时降低应力集中现象,消除有害残余拉应力,引入有益的残余压应力,降低电化学腐蚀速率,提高焊接接头的腐蚀疲劳性能。     

离子注入对Ti-6Al-4V合金腐蚀疲劳行为的影响

<正> 最近几年,离子注入对金属材料的表面改性受到人们愈来愈多的注重。通过离子注入可以使金属或合金的表层结构发生变化,从而达到材料表面改性的目的。金属或合金经离子注入后,一般都能改善其在空气下的疲劳寿命,提高疲劳极限。然而,在腐蚀介质与机械应力的共同作用下,离子注入层的耐疲劳性要明显降低。我们选择α/β型Ti-6Al-4V合金进行研究,目前的工作表明,C~+注入到Ti-6Al-4V合金中,在R=0疲劳试验条件下,可提高空气下的疲劳极限28%。但是在腐蚀环境与交变应力的共同作用下,C~+注入层不能保持象空气     

EH36钢焊接接头海水腐蚀疲劳性能及断裂机制

以EH36钢焊接接头为研究对象,研究了其在南海实际海水环境下不同应力范围的腐蚀疲劳寿命及腐蚀疲劳断裂机制。根据DNV-RP-C203标准中规定修正实际海水环境腐蚀疲劳试验结果,修正后的S-N曲线方程为lg N=15.414-4.005lg Δσ。从S-N曲线上可看出,EH36钢焊接接头在实际海水中寿命随着疲劳应力范围的增大而显著降低,其腐蚀疲劳性能优于DNV-RP-C203标准模拟海水环境下的焊接接头的腐蚀疲劳性能。采用扫描电镜观察焊接接头腐蚀疲劳断裂面发现,腐蚀疲劳裂纹源区主要发生在焊接接头表面,分析原因为焊接接头表面产生的腐蚀坑周围具有显著的应力集中,导致裂纹萌生。腐蚀疲劳裂纹扩展区宏观上较为平坦,焊接接头表面多处裂纹源区产生的撕裂棱在此区域汇合成一条撕裂棱;微观上裂纹扩展区出现了明显的疲劳台阶和二次裂纹,裂纹扩展方式主要为穿晶;腐蚀疲劳瞬间断裂区主要形貌为韧窝,断裂形式主要为塑性断裂。创新点： 基于成组法疲劳寿命预测理论,得出EH36钢在南海海水环境下的焊接接头的S-N曲线。同时结合微观分析方法研究焊接接头腐蚀疲劳断裂面微观特征,揭示实际海水自由腐蚀环境下EH36钢焊接接头腐蚀疲劳机制。     

WC-Co硬质合金热机械腐蚀疲劳性能的研究

采用自行设计的实验装置对两种WC-Co硬质合金在压压循环载荷和循环加热冷却同时作用下的热机械腐蚀疲劳行为进行了研究,研究了冷却介质pH值和Co含量对硬质合金热机械腐蚀疲劳性能的影响,同时采用SEM对断口形貌进行了分析.实验结果表明:疲劳断裂的宏观形貌主要是切断型的断裂,疲劳裂纹稳定扩展区上存在很多摩擦碎屑,在稳定扩展区并没有发现疲劳条纹的存在,瞬断区的断裂形貌与静态断裂特征一致.在本文所提供的热机械腐蚀疲劳实验条件下,并未发现冷却介质pH值对两种WC-Co系列的硬质合金的热机械腐蚀疲劳性能的影响,低Co含量的硬质合金YGH30具有比高Co含量硬质合金YGH60更优异的热机械腐蚀疲劳性能.     

TC4合金微动腐蚀行为的研究

研究TC4合金在氯化钠溶液中的微动磨损行为,分析不同摩擦副材料下载荷与磨损形貌、摩擦系数和磨损量的关系。结果表明,微动磨损机制是粘着磨损-疲劳脱层-磨粒磨损和腐蚀磨损;腐蚀介质下摩擦系数曲线比干空气的低且平稳;Al_2O_3/TC4摩擦系数曲线波动较大,载荷较大时由微动转为往复滑动。Si_3N_4/TC4磨损量和磨损率均比GCr15/TC4的大,GCr15/TC4耐磨性优于Si_3N_4/TC4,GCr15球作摩擦副材料时磨损性能最好。TC4在氯化钠溶液中的失重是由机械磨损、腐蚀和磨损的交互作用造成的。     

S135钻杆钢预腐蚀后的弯曲疲劳性能

目的：考察有机盐钻井液对S135钻杆材料腐蚀及疲劳性能的影响。方法首先利用高温高压釜模拟有机盐钻井液井筒的工况环境,对疲劳试样进行预腐蚀,通过点蚀仪测定试样表面的腐蚀状况;然后利用旋转弯曲疲劳试验机在不同弯曲应力条件下对预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳性能进行测试,算得不同存活率下的疲劳强度,并绘制不同存活率下的S-N曲线。用体视显微镜和扫描电镜观察预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳断口形貌,进而得出S135钻杆材料表面腐蚀对其疲劳寿命的影响程度和影响机制。结果经过腐蚀的试样表面有较多腐蚀坑,腐蚀坑深度在0.4~0.7 mm之间。未腐蚀试样的疲劳强度为553 MPa,其疲劳断口只观察到单个疲劳裂纹源;腐蚀试样的疲劳强度为409 MPa,其疲劳断口观察到多个疲劳裂纹源。 S135钻杆材料腐蚀疲劳开裂敏感性指数为26%。结论经过高温高压有机盐钻井液环境腐蚀后,试样表面点蚀严重,腐蚀坑底部存在应力集中并导致裂纹源的形成,多个裂纹源的同时生长加快了裂纹的扩展,最终降低S135钻杆钢的疲劳强度。     

不锈钢的腐蚀破坏与防蚀技术：（四） 应力腐蚀破裂

1 基本概念 不锈钢在应力和特定的腐蚀性环境的联合作用下,将出现低于材料强度极限的脆性开裂现象,致使其失去功能,这种现象称为应力腐蚀开裂或应力腐蚀破裂,简称SCC。 应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成的开裂不同。从能量的观点考虑,当不锈钢材料发生机械开裂时,其能量关系是: 释放的应变能=塑性变形消耗的能+产生新表面消耗的能     

7N01铝合金焊接接头盐雾腐蚀及疲劳性能研究

分别对采用ER5356焊丝和ER5087焊丝所焊接的7N01铝合金接头进行了盐雾腐蚀试验及疲劳S-N曲线测试,计算了接头在循环寿命10~7次条件下的疲劳强度。利用视频显微镜、扫描电镜等手段分析了接头表面腐蚀损伤程度、疲劳断口微观形貌等腐蚀与疲劳特征。研究结果表明:采用两种牌号焊丝所焊接头的表面腐蚀损伤程度均随着腐蚀时间的增加而增大,其中热影响区的盐雾腐蚀损伤程度高于焊缝区。与焊丝ER5356相比,采用ER5087焊丝所焊接头经盐雾腐蚀后,其焊缝金属的表面腐蚀损伤度和腐蚀坑平均深度分别增加9.4%和18.6%,但用两种焊丝所焊接头的抗疲劳性能仍都满足规定的疲劳强度要求。     

S135钻杆钢预腐蚀后的弯曲疲劳性能

目的考察有机盐钻井液对S135钻杆材料腐蚀及疲劳性能的影响。方法首先利用高温高压釜模拟有机盐钻井液井筒的工况环境,对疲劳试样进行预腐蚀,通过点蚀仪测定试样表面的腐蚀状况;然后利用旋转弯曲疲劳试验机在不同弯曲应力条件下对预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳性能进行测试,算得不同存活率下的疲劳强度,并绘制不同存活率下的S-N曲线。用体视显微镜和扫描电镜观察预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳断口形貌,进而得出S135钻杆材料表面腐蚀对其疲劳寿命的影响程度和影响机制。结果经过腐蚀的试样表面有较多腐蚀坑,腐蚀坑深度在0.4~0.7 mm之间。未腐蚀试样的疲劳强度为553 MPa,其疲劳断口只观察到单个疲劳裂纹源;腐蚀试样的疲劳强度为409 MPa,其疲劳断口观察到多个疲劳裂纹源。S135钻杆材料腐蚀疲劳开裂敏感性指数为26%。结论经过高温高压有机盐钻井液环境腐蚀后,试样表面点蚀严重,腐蚀坑底部存在应力集中并导致裂纹源的形成,多个裂纹源的同时生长加快了裂纹的扩展,最终降低S135钻杆钢的疲劳强度。     

钛合金BT20焊接接头腐蚀疲劳性能的实验研究

BT20钛合金焊接接头的轴向疲劳性能在应力集中系数K_t=1时的各种应力比的条件下,盐雾环境和SO₂酸性盐雾环境下的疲劳寿命都有所降低,其中 SO₂酸性盐雾环境对疲劳寿命影响最显著;在疲劳寿命N=10⁵处,应力比 R由0.5变为0.06时,潮湿空气使疲劳强度下降18%,盐雾腐蚀使疲劳强度下降16%,SO₂酸性盐雾使疲劳强度下降7%。     

应力幅对LY12CZ铝合金腐蚀疲劳应变电流响应的影响

研究了ＬＹ１２ＣＺ铝合金在应力控制下于３．５％ＮａＣｌ溶液中恒定电位下,应力幅对腐蚀疲劳（ＣＦ）应变电流行为的影响以及应变电流与腐蚀疲劳损伤相对应的关系,结果表明：应变电流能反映ＣＦ不同阶段的损伤行为,应变电流的波型随ＣＦ过程所发生的变化主要在应变电流的波幅、波峰数及其与应力波的相位差上,不同应力幅下的应变电流行为的差异主要表现在：高应力幅下,在一个循环周次内,瞬变电流在整个腐蚀疲劳过程中均出现两     

含缺口TC21钛合金腐蚀疲劳性能分析

研究了TC21钛合金缺口试样在两种腐蚀环境（油箱积水、3.5%NaCl水溶液）与室温空气环境下的疲劳性能与断裂机理。并与光滑试样在室温空气环境下疲劳性能进行对比。结果表明,室温空气环境下,当两种试样疲劳寿命均达到5×105次循环时,缺口试样的循环应力值较光滑试样下降了52.7%;相同环境下随着应力水平降低,试样疲劳寿命增加;相同应力条件下,3.5% NaCl水溶液环境下试样疲劳寿命最低,油箱积水环境下次之,室温空气中TC21钛合金试样疲劳寿命最高;当应力较低时,差异更为显著。在腐蚀环境下,溶液中离子与金属原子发生电化学反应,加速了裂纹的萌生与扩展,3.5% NaCl水溶液中离子浓度较大,电化学反应更为剧烈     

TA15合金在3.5%NaCl盐雾下的腐蚀疲劳性能

研究TA15合金在3.5%NaCl盐雾环境和不同应力比(R=-1、0.06,0.5)条件下的腐蚀疲劳性能,并建立合金腐蚀疲劳的Sa-Sm-N曲面方程:N=1.83×1013/[888Sa/(888-Sm)-329.51]3.65。根据疲劳过程中试样循环位移响应得出,TA15合金的循环硬化/软化行为与施加应力比有关。对腐蚀疲劳断口的SEM观察进一步表明,合金在盐雾环境下的裂纹萌生呈现多源特征,且裂纹源区大多呈解理形貌,裂纹扩展区材料抗力变化与应力比相联系。