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.     

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.     

阳极电流对纯铜裂尖表面形变和总体形变影响的对比SCIEI

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．     

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．     

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....     

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.     

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．     

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。     

极化和频率对A537钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响

利用三电极技术研究了极化和频率对A537低合金钢在3.5%NaCl活化体系的腐蚀疲劳的裂纹扩展行为,包括对裂纹扩展速率和断口形貌的影响.结果表明,在活化体系中,强极化条件,频率越小,裂纹扩展速率越大;在阴极保护条件下,频率对裂纹扩展速率的影响很小.阳极溶解和阴极析氢可以增加裂纹扩展速率.裂尖析氢量的大小决定了断口解理面大小.在裂尖塑性区内的位错结构为胞结构,而在塑性区外为长位错线     

AN APPLICATION OF SPI TECHNIQUE FOR STUDING STRA DISTRIBUTION AT CRACK TIP

A computerized digital speckle-interferometry(SPI)system has been set up to determinethe in-plane distribution of displacement and strain at crack tip of CF specimens.Theprinciple and the experimental method of this technique are described in detail.Theeffect of corrosion factors on plastic deformation at crack tip in CF process has beenexamined by comparing the near-tip strain fields of steel A537 before and after hydrogencharging,and of pure copper before and after applying an anodic current in 3.5% NaCl.The results shows that the clasic finite element mathematical models are not suitable todescribe the near-tip deformation under the experimental conditions.Hydrogen chargingmade the crack tip plasticity decreased for steel A537 and the anodic dissolution enhancethe near tip deformation of pure copper specimen.     

INFLUENCE OF APPLIED POTENTIAL AND LOADING WAVEFORM ON FATIGUE CRACK GROWTH FOR STEEL A537 IN 3.5% NaCl SOLUTION

Influence of applied potentials and loading waveform on the fatigue crack growth forsteel A537 in 3.5% NaCl solution,and corresponding straining electrode behaviour havebeen studied.Under the applied potentials over or below -800mV(SCE),the anodicdissolution or the hydrogen embrittlement is predominatant,respectively.For appliedanodic potential,the acceleration effect of continuous loading pattern on the CF crackgrowth mainly appeared at the range of low ΔK values,while for cathodic potential,itappeared at the high ΔK values.The continuous straining causes a decrease of naturalpotential and an increase of anodic dissolution current.     

阳极电位下小幅载荷在腐蚀疲劳裂纹扩展中的作用

研究了A537钢在3.5%NaCl水溶液中,阳极溶解条件下以不同方式叠加在主载荷ΔP上的小幅载荷对疲劳裂纹扩展da/dN～ΔK曲线的影响,并与空气中的结果进行比较,讨论了阳极溶解影响小幅载荷行为的机理.结果表明:空气中幅度小于30%ΔP的小载荷叠加在主载荷底部时对裂纹扩展没有影响,而阳极溶解能使这些主载荷底部的小幅载荷对裂纹扩展过程产生重要作用,在阳极溶解条件下,即使是幅度为零的保持载荷(B0)对裂纹扩展也具有明显的加速作用;虽然阳极溶解对主载荷顶部的幅度为30%ΔP(T30)和70%ΔP(T70)的小载     

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．     

310奥氏体不锈钢应力腐蚀的透射电镜原位观察

用自制的恒位移加载台，在透射电镜中原位观察310奥氏体不锈钢在纯水中局部溶解前后裂尖位错组态的变化以及微裂纹的形核和扩展。结果表明，310奥氏体不锈钢在室温纯水中局部阳极溶解能促进位错发射，增殖和运动，在低应力下，纳米级微裂纹在无位错区中连续或不连续形核，由于介质的作用，纳米级微裂纹并不钝化成空洞或缺口，而是解理扩展。     

Effect of stress on electrochemical characteristics of pre-cracked ultrahigh strength stainless steel in acid sodium sulphate solution

The electrochemical behaviors of ultrahigh strength stainless steel Cr12Ni5MoCo14 at crack tip under applied stress were studied by micro-electrochemical measurements as well as finite element analysis. The non-uniform distribution of the stress and strain induces a higher electrochemical activity at crack tip and promotes the anodic dissolution rate. The corrosion rate increases with increasing applied stress. In the elastic stress range, the effect of the applied stress on the electrochemical behaviors of Cr12Ni4Mo2Co14 steel is small. In the plastic stress range, the plastic deformation has a dramatic effect on the mechanical–electrochemical interaction and enhances the anodic activity.     

阳极溶解促进位错发射和运动的TEM原位观察

用自制的恒位移加载台在ＴＥＭ中原位观察了３１０不锈钢在水中阳极溶解前后加载裂尖前方位错形貌的变化．在排除室温蠕变影响后发现，阳极溶解能明显促进位错发射、增殖和运动．３１０不锈钢薄膜试样在室温水中能产生应力腐蚀．