阳极电流对纯铜裂尖表面形变和总体形变影响的对比

采用微机控制激光散斑干涉技术，对多晶纯铜平板预裂纹试样在空气及在３．５％ＮａＣｌ溶液中外加阳极电流条件下的裂纹张开位移进行了原位测量，并对比了这两种条件下，裂尖表面应变场的变化，研究了阳极溶解对裂尖材料总体形变和表面形变的影响。结果表明：加阳极电流后，裂尖表面应变量和应变范围都明显增大，而反映裂尖总体形变的张开位移变化很小。阳极溶解对金属内部材料的形变没有直接的影响，只能缓解金属表面的变形硬化，促进金属的表面变形．     

阴极充氢对结构钢裂尖变形行为的影响

本文采用单边缺口试样,原位研究了A537结构钢在3.5%NaCl水溶液中,-1400mV(SCE)电位下阴极充氢6小时前后,疲劳裂纹自由面张开位移和裂尖表面应变场的变化.同时还对充氢与未充氢条件下光滑圆柱试样的应力应变行为进行了对比研究,用扫描电镜观察了疲劳断口形貌.结果表明:由于氢的进入,疲劳裂尖材料变形困难,从而导致了裂尖塑性区尺寸与裂纹相对张开位移的减少.     

循环载荷下裂尖形变规律的实验研究

应用散斑干涉技术，在常幅载荷下对疲劳裂纹扩展过程中的一个循环周期内，不同加载阶段的裂尖应变、裂纹张开位移进行了原位测量，给出了裂纹闭合对裂纹张开位移及裂尖形变的影响规律。结果表明：由于裂纹闭合和残余压应力的存在，疲劳裂尖应变与外加载荷的平方并不成正比，在加载初期，裂纹处于闭合状态，裂尖应变无明显变化，随着载荷的增加，裂纹逐渐由远离裂尖处张开并向裂尖发展，一旦裂纹完全张开，裂尖应变迅速增加，对裂尖应力-应变状态的分析表明，裂尖材料的应力-应变关系类似于光滑试样低周拉压疲劳应力-应变滞后关系。     

循环载荷下裂尖形变规律的实验研究

应用散斑干涉技术，在常幅载荷下对疲劳裂纹扩展过程中的一个循环周期内，不同加载阶段的裂尖应变，裂纹张开位移进行了原位测量，给出了裂纹张开位移及裂展变的影响规律。结果表明：由于裂纹闭合和残余应力的存在，疲劳裂尖应变与外加载荷的平方并不成正比。在加载初期，裂纹处于闭合状态，裂尖应变无明显变化，随着载荷的增加，裂纹逐渐由远离裂尖处张开并向裂尖发展。一旦裂纹安全张开，裂尖应变迅速增加，对裂尖应力－应变状态的     

应变幅与应变速率在形变加速腐蚀过程中的作用

采用应变电极技术研究了应变幅，应变速率与外加电位对形变中金属电化学腐蚀过程的影响，选用的体系为工业纯Ｆｅ－３．５％ＮａＣｌ水溶液和Ａ５３７钢－３．５％ＮａＣｌ＋１％ＮａＮＯ２水溶液，结果表明，塑性变形对阳极过程的加速作用大于对阴极过程的加速作用，这种作用主要发生在自腐蚀电位附近，在强阳极与强阴极极化区，由于强的分反应驱动力，单个反应的电流增大，导致了形变电流的增加相对不重要，活化体系的金属溶解电流     

工业纯铁在3．5％NaCl水溶液中裂尖材料溶解速率与裂纹扩展速率的关系

利用形变金属的溶解模拟裂纹尖端的溶解行为，研究工业纯铁在３．５％ＮａＣｌ水溶液中溶解速率与裂纹扩展速串的关系．研究表明由于腐蚀因素引起的裂纹扩展速率远大于裂纹尖端材料的溶解速率．在阳极溶解机制下，腐蚀疲劳裂纹扩展速率不能用纯机械因素引起的裂纹扩展速率和裂尖材料溶解速率的叠加来表示．     

散斑干涉微区应变测量术在腐蚀疲劳裂尖形变研究中的应用

建立了计算机控制自动化散斑干涉微区应变测量系统,介绍了工作原理及其在腐蚀疲劳裂尖形变行为研究中的应用,该方法可测定材料裂尖局部应变场。通过比较A537钢充氢前后裂尖应变场的变化与阳极溶解对纯Cu裂尖应变分布的改变、研究了腐蚀疲劳过程中裂尖材料的化学-力学效应,结果表明:充氢使裂尖应变减小、阳极溶解促进变形     

工业纯铁在3.5%NaCl水溶液中裂尖材料溶解速率与裂纹扩展速率的关系

利用形变金属的溶解模拟裂纹尖端的溶解行为,研究工业纯铁在3.5%NaCl水溶液中溶解速率与裂纹扩展速串的关系.研究表明由于腐蚀因素引起的裂纹扩展速率远大于裂纹尖端材料的溶解速率.在阳极溶解机制下,腐蚀疲劳裂纹扩展速率不能用纯机械因素引起的裂纹扩展速率和裂尖材料溶解速率的叠加来表示.     

应变幅与应变速率在形变加速腐蚀过程中的作用

采用应变电极技术研究了应变幅、应变速率与外加电位对形变中金属电化学腐蚀过程的影响。选用的体系为工业纯Ｆｅ－３．５％ＮａＣｌ水溶液和Ａ５３７钢－３．５％ＮａＣｌ＋１％ＮａＮＯ２水溶液结果表明，塑性变形对阳极过程的加速作用大于对阴极过程的加速作用，这种作用主要发生在自腐蚀电位附近。在强阳极与强阴极极化区，由于强的分反应驱动力，单个反应的电流增大，导致了形变电流的增加相对不重要。活化体系的金属溶解电流主要受应变幅控制，而钝化体系则主要由应变速率控制，取决于应变活化区域的再钝化动力学过程．     

强度失配焊接接头的裂纹尖端张开位移数值分析

采用有限元方法对平面应变条件下含裂纹不同强度失配的平板拉伸焊接接头进行了弹塑性分析,研究了焊缝与母材强度失配、裂纹长度、母材应力应变曲线类型等因素对焊接接头裂纹尖端张开位移的影响.结果表明,强度失配系数增大,焊接接头裂纹尖端张开位移值降低,裂纹长度越短,强度失配的影响越显著.母材无屈服平台时,裂纹尖端张开位移随外加应变的增大呈单调上升趋势,母材有屈服平台时,在高匹配或者裂纹长度较短时,裂纹尖端张开位移曲线会出现阶段性变化,这主要是由于母材形变硬化滞后焊缝变形所产生的.     

腐蚀疲劳过程中裂尖阳极溶解对裂纹扩展的作用

在模拟腐蚀疲劳裂尖介质中,分别用铂丝和40CrNiMo钢为辅助电极测定了在不同拉伸速率下中温回火的40CrNiMo钢的腐蚀电流密度i_(a)与应变速率、塑性应变量的关系,其结果为:利用疲劳裂纹尖端应变的弹塑性有限元计算,得到腐蚀疲劳裂尖阳极溶解引起的裂纹扩展与△K的关系,结果表明:中温回火的40CrNiMo钢在3.5％NaCl水容液中裂尖阳极溶解对腐蚀疲劳裂纹扩展的直接贡很小,阳极溶解的主要作用是影响为裂尖断裂区氢致开裂提供氢原子的阴极过程。     

阳极溶解及氢进入对裂纹尖端局部材料力学行为的作用

在腐蚀疲劳过程中裂纹尖端阳极溶解及氢产生并进入材料内部两个过程同时存在.材料的阳极溶解过程增大裂尖塑性区尺寸,氢产生并进入材料内部减小裂尖塑性区尺寸.提出如果阳极溶解增大裂尖塑性区尺寸起主导作用,则总体上表现为裂尖塑性区尺寸增大,如果氢进入减小塑性区尺寸起主导作用,则总体上表现为裂尖塑性区尺寸减小.对上述设想给予实验验证.     

NaNO2对A537钢在盐水中腐蚀疲劳的缓蚀作用

利用平板及单边裂纹试样研究了１％ＮａＮＯ２对Ａ５３７钢在３．５％ＮａＣｌ水溶液中腐蚀疲劳寿命与裂纹扩展的缓蚀作用，并在不同应变速率与外加电位下研究了相应体系圆柱形应变电极的电化学响应规律．结果表明，ＮａＮＯ２对裂纹萌生过程具有抑制作用，从而提高腐蚀疲劳寿命．即使在阴极极化条件下，动态应变的一定阶段仍可有较大的阳极溶解电流密度，这显示了ＮａＮＯ２对裂纹扩展过程作用的复杂性．分析表明，ＮａＮＯ２存在的情况下，形变引起的附加阳极电流密度除受到形变速率与新表面再钝化速率控制外，还强烈地受到表面滑移状态的影响．     

A537钢在3.5%NaCl溶液中低周腐蚀疲劳的裂纹萌生

利用三电极技术研究了Ａ５３７低合金钢在３．５％ＮａＣｌ活化体系中的低周腐蚀疲劳的裂纹萌生行为．结果表明，应变速率越小，或者应变幅越大，裂纹萌生寿命越短；阳极极化和强阴极极化可以大大缩短裂纹萌生寿命，阴极保护条件下的裂纹萌生寿命与空气中的相似．裂纹主要在软的铁素体内萌生，然后穿过珠光体连接．剧烈的阳极溶解破坏了表面形变形貌，阴极析氢导致表面产生许多小裂纹．     

腐蚀疲劳裂尖形变与载荷间交互作用

腐蚀疲劳裂尖形变与载荷间交互作用魏学军(中国科学院金属腐蚀与防护研究所九七届博士研究生,沈阳110015)腐蚀疲劳过程由材料局部腐蚀行为、形变方式及它们之间的交互作用控制.本文原位测量了常幅疲劳裂纹扩展过程中一个循环周期内裂尖形变的规律;研究了氢脆和阳极溶解对金属材料裂尖形变的影响,并比较了这两种腐蚀因素对裂尖内部形变与表面形变影响的差别.结果表明:由于裂纹闭合和残余压应力的存在,疲劳裂尖塑性区尺寸与外加载....     

裂纹尖端局部形变带的TEM观察SCIEI

在透射电子显微镜(TEM)下对铁素体-奥氏体双相不锈钢薄膜拉伸试样进行了动态拉伸实验,发现在铁素体相和奥氏作相中在裂纹尖端有与裂纹扩展方向接近一致的局部形变带生成,其形成与裂尖Schmid因子、位借的屏蔽效应、潜在硬化和硬化系数的变化规律有关.当裂纹尖端优先在纯II型应力分量作用下开动与裂纹共面的滑移系、并且有合适的硬化系数下降速率时,裂尖易形成局部形变带。     

镍基合金应力腐蚀裂尖氧化膜力学特性分析

裂纹尖端氧化膜形成与破裂是核电站压力容器高温水环境中镍基合金材料应力腐蚀开裂(SCC)的主要过程之一。由于应力腐蚀裂纹尖端形貌和扩展方式的特殊性,本研究利用ABAQUS有限元软件的子模型技术,在微观尺度下对由裂尖氧化膜和基体金属共同构成的应力腐蚀裂尖应力应变场进行了分析。结果表明,SCC裂尖氧化膜前端沟形裂纹的存在,会造成氧化膜中应力和应变的很大变化,且随着沟形裂纹的长度增加,这种变化越加明显;另一方面,与氧化膜中应力相比,塑性应变对裂尖形貌变化更加敏感,从一个侧面说明,裂尖塑性应变是研究SCC裂尖氧化膜形成与破裂比较理想的力学参量。     

奥氏体不锈钢的形变与阳极溶解的相互作用

研究了形变对奥氏体不锈钢在酸性氯离子溶液中阳极溶解的加速作用以及阳极溶解对力学行为的影响。形变使腐蚀电流密度显著增加,使阳极和阴极反应加速。阳极电流不但使恒载荷下的不锈钢蠕变速度增加,而且使屈服强度下降。形变的热激活理论分析表明蠕变速率的对数和阳极电流的对数成线性关系,屈服强度的倒数和阳极电流的对数成线性关系,这和实验结果符合得很好。     

16MnR钢应变疲劳裂纹扩展速率

本文研究了16MnR钢的应变疲劳裂纹扩展特性,用逐级递增位移双引伸计法测定了16MnR钢的应变疲劳裂纹扩展速率,给出了裂纹扩展速率与循环J积分范围△J,循环裂尖张开位移范围△δt的关系。结果表明,存应变循环条件下,循环J积分与COD这两个相互独立的断裂参量存在着内在的关系:△J=kσ_(?)△δ_t。     

外加电位下X80双相管线钢在模拟沿海土壤环境中的应力腐蚀行为

采用交流阻抗谱、极化试验、慢应变拉伸试验研究了不同外加电位下在模拟沿海土壤环境中X80双相管线钢的应力腐蚀行为,对拉伸断口和极化后试样进行SEM表面形貌及能谱分析。结果表明,与慢扫极化(模拟的非裂尖区域)相比,X80双相管线钢快扫极化模拟的裂尖腐蚀电位较负且腐蚀电流较大。-750 mV外加阴极电位处于裂尖自腐蚀电位范围,不足以起到阴极保护的作用,对应力腐蚀仍十分敏感。外加电位为-1050 mV时,阴极反应速率显著大于阳极反应,阴极反应产生的氢被金属吸收且扩散,慢应变拉伸未经颈缩即发生断裂,为准解理断裂。外加阴极电位为-900 mV,阴极电流有效抑制了阳极溶解反应,因此管线钢在模拟沿海土壤溶液中慢应变拉伸抗拉强度和断面收缩率都最高,断口表现为韧性断裂,侧面裂纹细小,阻抗模值最大,应力腐蚀敏感性最小。