阴极极化对7050铝合金应力腐蚀行为的影响

采用阴极极化、慢应变速率拉伸试验(SSRT)和定氢仪研究阴极极化对7050铝合金应力腐蚀行为的影响。结果表明:当阴极极化电位高于-1100 mV时,7050铝合金的应力腐蚀敏感性(Iscc)随着极化电位的负移而升高;而当阴极极化电位低于-1100 mV时,Iscc则随着极化电位的负移而下降。外加极化电位对不同时效状态7050铝合金Iscc的影响程度不同,即阴极极化对欠时效状态下铝合金的Iscc影响显著,对过时效状态铝合金Iscc的影响最小,对峰时效状态下铝合金Iscc的影响居中。铝合金的应力腐蚀机理为阳极溶解和氢脆共同作用,且氢对铝合金应力腐蚀的作用随着氢浓度的增加而增加。     

高强钢氢脆敏感性和氢致附加应力的相关性

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了高强钢40CrMoTi的氢脆敏感性与氢致附加应力的关系。试验表明,氢致附加应力aσd随试样的屈服强度sσ以及固溶氢浓度C0的对数的增加而线性升高,其关系为,aσd=-260+0.226sσ+63.9 lnC0,高强钢恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σHIC=863-145lnC0(sσ=900 MPa),σHIC=891-183 lnC0(sσ=1 050 MPa)。预充氢试样慢应变速率拉伸时的相对断裂应力σF(H)/σF随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σF(H)/σF=0.97-0.18 lnC0(sσ=900 MPa),σF(H)/σF=0.95-0.24 lnC0(sσ=1 050 MPa)。     

垂直电场下BaTiO_3单晶的畴变与压痕裂纹的演化

利用微分干涉相衬显微镜,在垂直于极化方向的电场下,对BaTiO_3单晶的畴变过程和单晶上压痕裂纹的变化过程进行了原位观察.通过对压痕周围和远离压痕区畴变过程的对比,研究了压痕对其周围畴变的影响.结果显示,面内极化试样在垂直于极化方向的面内电场作用下,原有压痕和压痕裂纹随整个试样经历90°畴变后也要发生变化,变化后其形貌与在新的极化状态下重新压制的压痕相似;对离面极化试样加面内电场时,畴变速度先增大后减小,畴变完成一半时,速度最大;而且畴变初始阶段速度呈现大小相间的振荡性.     

扭转试样的氢致滞后开裂

无裂纹扭转试样充氢后在恒定的扭矩作用下能产生氢致滞后开裂。顺时针扭转时裂纹面和扭转轴成45°;反时针扭转则沿-45°面产生裂纹。计算表明,如果氢原子在α-Fe中的应变场是非球对称的,则氢原子的应变场和扭转应力场之间存在有互作用能,而且在45°面(顺时针扭转时)上具有极小值。这就将导致氢原子向45°面扩散和富集,当其浓度达到临界值时就会引起氢致滞后开裂。对于充氢的缺口或预裂纹扭转试样(即Ⅲ型裂纹)上述结论也成立。     

不锈钢Ⅱ型试样的应力腐蚀和氢致开裂

研究了奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)Ⅱ型试样的应力腐蚀和氢致开裂。实验表明,该试样在沸腾MgCl_2溶液中能产生应力腐蚀,裂纹形核门槛值为K_(ⅡSCC)/K_(ⅢX)=0.16。但裂纹并不在缺口面的最大剪应力处(θ=80°)形核,而是在最大正应力处(θ=-110°)形核,并指向正应力的法线方向。该试样动态充氢时能发生氢致开裂,其门槛值K_(ⅡH)/K_(ⅡX)=0.59,远比应力腐蚀的值要高,当K_Ⅱ较高时,氢致裂纹在最大剪应力处形核。当K_Ⅱ较低时,则在最大三向应力处(θ=-110°)形核。应力腐蚀是解理断口,且与K_Ⅱ无关。而氢致开裂断口则与K_Ⅱ有关,K_Ⅱ较高时是分布有二次裂纹的剪切韧窝断口,K_Ⅱ较低时则是准解理断口。     

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。     

CORROSION FATIGUE CRACK INITIATION IN A MODE Ⅱ NOTCH SPECIMEN

用有限元法通过J积分计算了Ⅱ型试样的应力场强度因子K_Ⅱ·在此基础上,用高强度钢40CrNiMoA Ⅱ型缺口试样研究了疲劳和腐蚀疲劳裂纹形核的规律,并探讨了氢的影响.结果表明,疲劳裂纹不在最大剪应力位置(θ=80°)形核,而是在最大正应力位置(θ=-110°)形核,裂纹取向和最大正应力垂直(α=-80°)。如充氢或在水中腐蚀疲劳,则裂纹形核位置和取向发生了改变,即θ=-85°,α=-55°。动态充氢使缺口形成疲劳裂纹的门槛值从28.8降为10.2MPa·m~(1/2).当△K_Ⅱ较低时,腐蚀疲劳裂纹沿晶形核,这和空气中疲劳时完全不同.     

氢对304不锈钢阳极行为的影响

<正> 虽然奥氏体不锈钢在42％MgCl_2沸腾溶液中的应力腐蚀并不是由氢致开裂引起的,但在应力腐蚀过程中生成的氢可以进入试样并可在裂纹前沿富集。为澄清进入试样的氢是否对阳极溶解过程产生促进作用,曾有人用失重法、晶间腐蚀和极化曲线变化等研究氢对阳极行为的影响,并得出氢促进阳极溶解的结论。应当指出,充氢试样的阳极电流包括了氢的氧化电流,因此充氢后阳极电流的增大并不证明氢促进了阳极溶解过程。虽然失重法能反映氢的促进作用,但只适用于腐蚀较为严重的情况。     

湿空气中恒磁场导致(Tb,Dy)Fe2合金的滞后开裂

对（Tb,Dy）Fe2超磁致伸缩合金,用微分相衬显微镜原位研究了应力和磁场引起的畴变、卸载压痕裂纹在湿空气中的滞后扩展以及在湿空气中恒磁场引起的滞后畴变及滞后开裂．结果表明,当磁场大于门槛值上Hth后就能使压痕裂纹发生瞬时扩展;在湿空气中,残余应力能使（Tb,Dy）Fe2发生滞后扩展,当裂纹止裂后,恒磁场（H〈Hth）能使磁畴发生滞后变化,并能使压痕裂纹进一步发生滞后扩展．     

电场对不同极化状态PZT-5H铁电陶瓷断裂韧性的影响

用缺口拉伸试样研究了未极化、沿长度和厚度极化的PZT-5H铁电陶瓷表观断裂韧性随各种外加电场的变化.结果表明:在各种情况下,表观断裂韧性都随外电场的增加而线性降低.力、电耦合下的断裂判据为KI(σ) KI(E)=KIc,其中:KIc为断裂韧性,KI(σ)和KI(E)分别为应力σ和电场E引起的应力强度因子.KI(E)=ψYE√a/[(1-ν2)Ec],其中:y是Youg's模量,ν是Poisson比,Ec是矫顽场,α是裂纹长度;当电场垂直或平行于裂纹面时,ψ分别为2.3×10-4或1.3×10 4,而和电场正、负号以及极化状态无关.