阴极保护对低合金钢在海水中断裂行为的影响

本文系统地研究了AISI4340,HY100,WELTEN60,AISIA537和A131低合金钢在开路和阴极保护电位下海水中的应力腐蚀开裂(SCC)和腐蚀疲劳(CF)行为.试验结果表明,阴极保护可以使合金钢在海水中不发生SCC的界限强度降低;而对低合金钢在海水中CF裂纹扩展速率的影响则不是单一的,与其强度及SCC的行为密切相关.指出在海洋工程结构中,应尽可能把阴极保护电位控制在规定区域的上限,同时可把海洋平台用钢的强度提高200—300MPa     

EFFECTS OF HEAT TREATMENT AND ENVIRONMENT ON CRACK PROPAGATION RATE IN STEEL GC-4 UNDER CORROSION FATIGUE AND STRESS CORROSION

Comparative investigations were carried out of the effect of heat treatment regimes Jor steelGC-4(40CrMnSiMoVA)on its crack propagating rates,from corrosion fatigue,(da/dN)_(CF),or stress corrosion cracking,(da/dt)_(SCC),in media with various constituentsand pH values.Both(da/dN)_(CF) and(da/dt)_(SCC) accelerate with the increase of yield stressof the steel,yet the former is far less than the later.In comparison with media,the(da/dt)_(SCC) in distilled water is slightly greater than that in 3.5% NaCl solution,and the(da/dN)_(CF) in distilled water is far less than that in 3.5% NaCl solution.With the pH valueincreasing in 3.5% NaCl solution,the(da/dN)_(CF) lowers down and the(da/dt)_(SCC) speedsup.An explanation was also proposed with concept of the cyclic hardening and softening atcrack tip,as well as the crack closure and occluded cell effect.     

人造水晶釜开裂的研究

本文从两个实际人造水晶釜开裂形态观察及产物分析入手,研究丁CrNiMo低合金高强度钢在NaOH,水溶液中SCC及CF行为,提出人造水晶釜开裂的类型、机理及提高抗断裂能力的途径。试验结果还表明对CrNiMo低合金钢-NaOH水溶液体系,CF过程中的SCC行为可以降低CF裂纹扩展速率。     

环氧沥青基有机涂层对16Mn钢在自然海水中腐蚀疲劳寿命的影响

研究了环氧沥青基有机涂层对16Mn钢腐蚀疲劳(CF)行为的影响.在恒幅疲劳载荷控制下比较了裸样与涂层试样在空气、自然海水及不同阴极保护条件下的寿命变化规律.测量了试样在海水中CF过程自腐蚀电位随循环周次的变化,在不同阴极保护条件下记录了阴极电流随循环周次的变化情况.结果表明,虽然在海水中环氧沥青基有机涂层明显地提高了16Mn钢的CF寿命,但涂层作用机理并非只是简单的介质隔离作用.在不同阴极保护条件下,有涂层试样和无涂层试样表现出了不同的规律,这意味着两者的腐蚀疲劳存在不同的作用机制.海水中的Ca、Mg离子     

大块涂层缺陷对碳钢腐蚀特性及阴极保护效果的影响

采用了环氧煤沥青作为涂层材料，研究了大块涂层缺陷对碳钢腐蚀特性及阴极保护效果的影响，测定了具有面积比例为4．91％大块涂层缺陷的Q235钢于3．5％NaCl水溶液中的交流阻抗谱．结果表明，随着浸泡时间的延长，在自然腐蚀电位下，存在剥离涂层缺陷时碳钢的腐蚀程度高于破损涂层缺陷时碳钢的腐蚀程度；在阴极极化条件下，具有剥离涂层缺陷的碳钢阴极保护效果随时间延长逐渐降低直至最后消失，而具有破损涂层缺陷时阴极保护效果随时间延长优于剥离涂层缺陷；电解质溶液向涂层内部的渗透以及涂层缺陷与钢基体间的缝隙腐蚀是导致具有大块涂层缺陷碳钢腐蚀的主要原因．     

阴极极化对LY12CZ铝合金腐蚀疲劳寿命的影响

在LY12CZ铝合金腐蚀疲劳寿命曲线的基础上,研究了不同阴极电位下有无涂层试件在3．5％NaCl溶液中腐蚀疲劳寿命的变化规律．记录了一定阴极电位下阴极电流的变化情况．并通过对腐蚀疲劳断裂微观形貌的观察、分析,探讨了阴极极化对有无涂层保护的LY12CZ铝合金腐蚀疲劳寿命影响机理．对于无涂层试样,一定范围内的阴极电位会抑制阳极反应,明显提高腐蚀疲劳寿命,但当阴极电位达到一定值时(-1400mV以上),发生铝合金的阴极腐蚀,使腐蚀疲劳寿命显著降低．对于有涂层试样,由于涂层的保护,一定电位值范围的阴极保护作用并不显著,阴极电位超过一定值,涂层阻碍抑制了阴极腐蚀作用,试样腐蚀疲劳寿命较无涂层试样有显著提高。     

EFFECT OF CRACK CLOSURE ON SLOW PROPAGATION IN DUAL-PHASE STEEL

The effect of ferrite content in ferrite-martensite dual-phase steel on the initiation and prop-agation of fatigue crack and the plastic deformation at crack tip has been studied.In the rangeof ferrite content from 24.2 to 41.5％,the optimum seems to be 33.8％,of which the crack ini-tiation will be prolonged,the threshold value increased,the propagation rate decreased and theclosure stress intensity factor increased.As the propagation force is described by effectivestress intensity factor,three steels with various ferrite contents will show the same propagationbehaviour on da/dN vs △ K_(eff)curve.It is shown that the closure effect increases with thedecrease in △K at the fatigue crack tip.When △K equals to △K_(th),the closure effect reachesa maximum value of0.7 in a dual-phase steel with 33.8％ferrite.     

X70钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为

在不同的阴极保护电位下,采用慢应变速率拉伸实验、动电位极化方法以及SEM研究了X70钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为.结果表明: X70钢发生穿晶应力腐蚀裂纹;应力腐蚀开裂(SCC)萌生与外加保护电位有关,完全受阳极过程控制时X70钢的SCC敏感性较低,但会发生点蚀和严重的均匀腐蚀;受混合电极过程控制和全受阴极过程控制时均能发生SCC;受混合电极过程控制时,SCC二次裂纹与点蚀伴生,裂纹形核密度大;而完全受阴极过程控制时,SCC裂纹附近未见点蚀坑,裂纹形核密度低;混合电极过程控制时比完全阴极电极过程控制下更容易发生SCC裂纹.     

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。     

Einflußgrößen der H-induzierten Spannungsrißkorrosion bei niedriglegierten Stählen

Parameters influencing the hydrogen-induced stress corrosion cracking of low alloy steels Wet H₂S corrosion of steel leads to surface blistering, internal cracking at sharp edged inclusions (HIC), and in stressed specimens to transgranular micro cracks transversal to the main stress. The latter grows to SCC. HIC resistant material displays high purity of non-metallic inclusions. The critical stress level for SCC of lien pipe steels with yield strengths up to 600 N/mm² is proportional to the yield strength. In H²S containing media different grades of low alloy and rolled steels show no correlation between life time and yield strength. In general, the susceptibility for H-induced SCC increases with decreasing pH and with cathodic polarisation, whereas the temperature dependence displays a minium of life time at 20°C.     

腐蚀疲劳裂缝扩展的韧带模型

采用４３４０、１５和Ａ５０８三种结构钢,八种热处理状态;测定了它们在空气、海水和蒸馏水中的疲劳、应力腐蚀和腐蚀疲劳裂缝扩展速率,并进行了定量断口分析。在比较了叠加模型、竞争模型与实验结果的差异之后,提出了腐蚀疲劳裂缝扩展的韧带模型,拟出了该模型的计算程序。结果表明,尽管这个模型还比较粗糙,某些常数的决定还有点勉强,但由此估算的腐蚀疲劳扩展曲线,无论在形状和数值上,都与实验吻合;而它的简单方便,为工程应用提供了有利条件。     

新型1200 MPa级Ti-35421合金应力腐蚀敏感性的原位电化学研究

以新型1200 MPa级Ti-35421合金(Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe)为研究对象,采用慢应变速率拉伸实验结合原位电化学监测研究了不同应变速率和阴极保护电位对其应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明：当应变速率为1.67×10^-5mm·s^-1时Ti-35421合金在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀敏感性最高,其塑性损失和应力腐蚀指数分别为27.27%和0.273;裂纹尖端钝化膜层在应力和腐蚀的共同作用下钝化保护弱于溶解,导致了应力腐蚀加剧;当外加阴极保护电位为-600mV时Ti-35421合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性最低,其最佳阴极保护电位范围为-450～-600 mV,降低了阳极共轭反应,从而使其塑性损失和应力腐蚀指数分别降低到1.01%和0.113。     

应变速率对管线钢近中性pH值环境敏感开裂的影响

以X-70管线钢近中性pH值溶液(NS4和实际土壤溶液)为研究对象,研究了恒载荷、慢应变速率拉伸(SSRT) 和循环蓑荷等不同条件下的环境开裂行为.结果表明,在该体系中局部应变速率是联系各种不同断裂过程的纽带,决定着断裂的模式.当该局部应变速率低于发生应力腐蚀开裂(SCC)敏感局部应变速率的上限(即5×10-5 s-1)时, SCC才能够发生;在循环载荷作用下,当该局部应变速率高于此上限时,将发生力学因素起主导作用的腐蚀疲劳(CF)开裂;该局部应变速率继续升高时,将发生机械断裂.对X-70管线钢在近中性pH值的环境开裂,不论开裂过程是溶解或(和)氨的作用占主导,均受局部应变速率控制.在通常遇到的现场服役条件下, X-70管线钢在近中性pH值溶液中的开裂模式是SCC,不是CF,应称之为“近中性pH值应变促进腐蚀开裂”,实质上这是一种由局部应变速率决定的环境开裂行为.     

黄铜应力腐蚀敏感性及其与脱Zn层拉应力的对应性

测量了不同极化电位下,Ｈ６２黄铜在氨水溶液腐蚀过程中表面脱Ｚｎ蔬松层引起的拉应力,并用单边缺口试样测量的不同极化电位下的应力腐蚀敏感性,结果表明：黄铜在氨水中自然腐蚀时,在脱Ｚｎ层界面会产生 大的拉应力,整个试样的平均应力为σ＝１８．１ＭＰａ;阳极极化使表面拉应力略有下降,阴极极化则使疏松层引起的拉应力急剧下降乃至为零,阴极极化在表层产生镀Ｃｕ层后出现尖力;应力腐蚀敏感性随外加电位的变化规律和疏松     

应力比和频率对GC-4钢CF裂纹扩展特性的影响

研究了五种应力比和四种频率对ＧＣ－４（４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ）钢在３５％ＮａＣｌ中性溶溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）特性的影响．结果表明,在高应力比时,ＣＦＣＧ的ｄα／ｄｔ－Ｋｍａｘ曲线存在两个平台区ＰⅠ和ＰⅡ,且（ｄａ／ｄｔ）ＰⅡ＜（ｄａ／ｄｔ）ＰⅠ．ＣＦＣＧ的ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的平台区起始值面△Ｋｐ随频率升高呈幂函数关系而降低．从表面电化学反应动力学、裂尖表面形变动力学以及裂尖材料内部氢的扩散动力学三个方面综合考虑,导出了△ＫＰ－ｆ的理论函数关系．该函数关系与ＣＦＣＧ试验数据所显示的函数关系十分一致．     

CORROSION FATIGUE CRACK GROWTH OF MEDIUM STRENGTH STEEL HT60 IN SYNTHETIC SEA WATER

The corrosion fatigue crack growth and near-threshold characteristics of a medium strengthsteel HT60 were investigated using compact tension specimens exposed to synthetic sea water.The da/dN-△AK_(eff) relation in air can give a conservative estimation of da/dN-△K relationsin sea water. In the case of high R, however, crack growth acceleration at high △K regionsappears to be cantrolled by the stress-assisted dissolution. The crack opening stressinlensity factor K_(op) detected by the back-face-strain method is the result of crack surface incontact with the corrosion products and therefore an overestimated value of K_(op) at the cracktip is given.     

SCF FEATURE OF AUSTENITIC STAINLESS STEEL IN BOILING MgCl_2SOLUTION

Corrosion fatigue under the load of low frequency and bigh mean stress has been generallydefined as stress corrosion fatigue(SCF).It is a specific failure process due to the inter-action between stress corrosion cracking(SCC) and corrsion fatigue(CF),the effectsof which on fracture characteristics,including crack initiation and propagation.servicelife and cracking mode have not been investigated systematically.The purpose of this pa-per was to study the environment-sensitive fracture behaviour of OCr18Ni9Ti austeniticstainless steel under the load of different fiequencies and high mean stress in boilingMgCl_2 solution.The interaction between SCC and CF would be emphasized.     

ATIGUE CRACK GROWTH FEATURE OF Fe-Cr-Ni MATRIX COMPOSITE REINFORCED BY TITANIUM CARBIDE PARTICULATE AT 1023K

1.IntroductionRecently,thefabricati0nofcastFe-26Cr-14Nimatrixcomp0sitesreinf0rcedbytitaniumcarbideparticulatesynthesizedwithTi Cpowdersinhightemperaturemelthasbeenin-vestigatedbythepresentauth0rs[1-3].ThemicrostructureiscomposedofausteniteanduniformlydispersedtitaniumcarbidewithasizeofO.5-5pm-Fineinterfacialstructureisobtainedduetotheadvantageofinsitusynthesisoftitaniumcarbideinhightemperaturemelt.Theexperimentalresultsofthemechanicalpropertieshaveshownthatthecom-positewith10vol.%titaniumca…     

时效制度对Al-Zn-Mg-Cu铝合金应力腐蚀敏感性的影响

采用恒载荷拉伸应力腐蚀试样、恒变形C环应力腐蚀试样以及预裂纹双悬臂(DCB)试样,对不同时效制度处理的7B04预拉伸厚板的应力腐蚀性能进行测 定,并进行了扫描电镜断口形貌分析.研究表明,其抗应力腐蚀性能与时效制度密切相关,从峰值时效T6状态到过时效T74、T73状态,应力腐蚀敏感性依次降低.预拉伸厚板T6状态的应力腐蚀门槛值为120 MPa,而T74状态的应力腐蚀门槛值为300 MPa.T74状态的应力腐蚀开裂应力强度因子KISCC是T6的近2倍,且应力腐蚀裂纹扩展速率(da/dt)也明显降低.T6状态和T74状态的7B04铝合金应力腐蚀断裂为沿晶断裂,并有二次裂纹.而T73状态的断口形貌无典型的应力腐蚀沿晶断裂特征,为孔洞腐蚀特征,而且其KISCC几乎接近KIC.这说明T73状态的7B04铝合金几乎没有应力腐蚀敏感性.     

低合金钢在水介质中的应力腐蚀机构

用抛光的恒位移试样跟踪观察了具有广泛拉伸强度范围的四种低合金钢在各种水溶液中(高纯水、阳极极化和阴极极化下的水溶液,0.1NK_2Cr_2O_7水溶液)以及含痕量水的有机溶剂中(无水酒精,丙酮等)应力腐蚀裂纹产生和扩展的动态过程。结果表明,当钢的强度和K_1大于临界值后,在所用的各种水溶液中都能产生氢致滞后塑性变形,即加载裂纹前端的塑性区及其变形量随时间而逐渐增大。当这个氢致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形核和扩展。无论是阳极极化、阴极极化还是加缓蚀剂均不改变这类滞后塑性变形的特征,也不改变滞后塑性变形和应力腐蚀裂纹的相互关系。