15Mn钢在3.5%氯化钠水溶液中的腐蚀疲劳

研究了不同组织状态的15Mn钢在3.5％氯化钠水溶液中的疲劳裂纹扩展行为,测定了裂尖区的平均氢含量和裂纹闭合力,发现外部条件(力学及环境)和材料的显微组织对腐蚀疲劳有重要影响。结合断口和裂纹走向观察,提出了15Mn钢腐蚀疲劳断裂的复合机制和断裂机制图。     

高频淬火态新型叶片钢的疲劳性能

对一种新型叶片钢在室温大气、80℃22%NaCl溶液和95℃水蒸汽中进行腐蚀疲劳试验,测定了此钢在不同腐蚀环境下的拉压疲劳S-N曲线,利用金相显微镜和显微硬度计分析了显微组织和显微硬度的分布,用扫描电镜分析了疲劳断口。结果表明,80℃22%NaCl溶液和95℃水蒸汽分别使新型叶片钢的疲劳极限比室温大气下的疲劳极限降低了32.60%和11.84%。疲劳源都位于试样表面。80℃22%NaCl溶液中的腐蚀疲劳断口没有明显的疲劳辉纹,室温大气和95℃水蒸汽中的疲劳断口都出现了疲劳辉纹,后者的疲劳断口还出现了大量的解理裂纹。     

马氏体与贝氏体组织GC—4超高强度钢的腐蚀疲劳裂纹扩展

本文研究了马氏体组织与贝氏体组织４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ（ＧＣ－４）超高强度钢的腐蚀疲劳（ＣＦ）裂纹扩展特性及机理。结果表明，不显微组织状态下，ＧＣ－４钢在３．５ＮａＣｌ溶液中的ＣＦ裂纹扩展曲线上，都出现了类似于应力腐蚀的平台区，而且马氏体组织ＧＣ－４钢的平台区裂纹扩展速度远大于贝氏体组织。断口分析与理论研究表明，氢脆在ＧＣ－４钢的腐蚀疲劳中起重要作用。     

腐蚀条件下不同Ni、Mn含量衬板钢冲击磨损性能研究

为优化衬板钢成分,调整了低碳高合金湿磨衬板钢中Ni、Mn含量,采用改进的MLD-10型冲击磨损试验机研究其在铁矿石酸性矿浆中冲击功为2.0J情况下冲击磨损行为,采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察分析合金组织、亚表层金相组织及冲击腐蚀磨损表面形貌,并对合金组织和在腐蚀环境下的冲击磨损机制进行了探讨.结果表明,含2.0wt%Ni的衬板钢具有最佳的抗冲击磨损性能,磨损机制主要为腐蚀条件下的浅层块状疲劳剥落;含1.0wt%Ni、1.5wt%Mn的衬板钢具有最高的性价比,磨损机制也为浅层块状疲劳剥落,但程度略大;含2.0wt%Mn的衬板钢的磨损机制主要为深层脆性剥落.     

16Ni10Co14Cr2Mo钢疲劳裂纹扩展特性

本文研究了１６Ｎｉ１０Ｃｏ１４Ｃｒ２Ｍｏ钢在两种时效温度下疲劳裂纹扩展特性。讨论了载荷比和显微组织对疲劳门槛值附近裂扩展的影响及其断裂机制。     

35CrMoA抽油杆扳手方失效研究

通过宏观观察、理化性能检测、显微组织和断口形貌分析,对35CrMoA抽油杆扳手方失效原因进行了分析。结果表明:抽油杆扳手方的失效形式为典型的腐蚀疲劳断裂,疲劳源位于抽油杆表面腐蚀坑处。腐蚀产物中除含有大量Fe的氧化物外,还有较多的硫化物和各种盐类物质;抽油杆扳手方的显微组织主要为回火索氏体+铁素体。腐蚀坑易于产生疲劳裂纹,裂纹沿硫化物及带状组织扩展,最终导致腐蚀疲劳失效。最后,提出了减少同类抽油杆断裂失效发生的措施。     

高速列车车轴用DZ2钢的腐蚀疲劳性能

通过盐雾腐蚀试验和旋转弯曲疲劳试验研究了新研发的高速列车用DZ2车轴钢的腐蚀疲劳性能,并与进口EA4T车轴钢进行对比。结果表明,两种车轴钢的组织均为高温回火马氏体,且DZ2车轴钢的组织更为细小;与未腐蚀试样相比,盐雾腐蚀能显著降低车轴钢的疲劳强度,DZ2车轴钢腐蚀后疲劳强度下降比例明显低于EA4T车轴钢;在相同腐蚀条件下,DZ2车轴钢的腐蚀疲劳强度和疲劳寿命均高于EA4T车轴钢。因此,新研发的DZ2车轴钢腐蚀疲劳性能优于进口的EA4T车轴钢。     

煤层气井用抽油杆腐蚀疲劳寿命的影响因素

通过显微组织分析、断口分析、有限元模拟分析、疲劳裂纹扩展速率测试和应力腐蚀试验研究制造因素、结构因素和材料强塑性对抽油杆腐蚀疲劳抗力的影响。结果表明,制造环节易导致抽油杆钢表面氧化脱碳以及镦粗段偏斜从而对抽油杆腐蚀疲劳寿命产生不利影响;抽油杆结构导致抽油杆镦粗段及前沿存在应力集中,且最大应力总是出现在杆体表面。表面氧化脱碳与应力集中的耦合作用使得抽油杆在腐蚀环境中快速诱发疲劳裂纹;在腐蚀环境中,提高抽油杆强度会导致疲劳裂纹扩展速率的增加,并且高强度抽油杆的腐蚀疲劳裂纹扩展曲线上会出现应力腐蚀平台;降低抽油杆的强度,提高抽油杆的韧性可以有效降低抽油杆在H_2S环境里的应力腐蚀开裂敏感性。     

腐蚀条件下冲击功对钢冲击磨损性能与机制的影响

对三种湿磨衬板钢的冲击腐蚀磨损性能与机制的研究结果表明：冲击功增大,其磨损失重呈不同程度的增大;在2．0J冲击功下,三种钢的磨损失重相差不大;2．7J与3．5J时低碳高合金钢的磨损失重明显较小。2．0J冲击功下,低碳高合金钢的磨损机制主要为显微切削,高锰钢主要为挤出硬化棱的疲劳剥落和腐蚀磨损,中碳合金钢主要为浅层小块脆性剥落和腐蚀磨损;2．7J冲击功下,低碳高合金钢主要为挤出硬化棱的剥落,高锰钢主要为块状疲劳剥落和较严重的腐蚀磨损,中碳合金钢主要为块状脆性剥落及严重的腐蚀磨损;3．5J冲击功下,低碳高合金钢主要为硬化层的疲劳剥落和腐蚀磨损,高锰钢主要为较深层的大块疲劳剥落和严重的腐蚀磨损,中碳合金钢主要为大块深层脆性剥落及严重的腐蚀磨损。     

含Ti耐海水腐蚀钢的显微组织及性能

分析了含Ti耐海水腐蚀钢的显微组织和力学性能,并利用周期浸润腐蚀实验研究了其在模拟海洋环境下的腐蚀演化行为。结果表明:该耐海水腐蚀钢的显微组织主要为多边形铁素体,屈服强度达到390MPa以上;耐候钢腐蚀初期腐蚀速率较快,腐蚀速率随时间增加而减小;与普通的Q345钢相比,该钢在模拟海洋环境中有优异的抗腐蚀性能,相对腐蚀速率小于55%;耐候钢锈层表面的腐蚀产物主要以α-FeOOH和γ-FeOOH为主,含有少量Fe_2O_3和Fe_3O_4。     

Corrosion Fatigue Behavior of 7A85 Aluminum Alloy Thick Plate in NaCl Solution

The S–N curves of 7A85-T7452 aluminum alloy in laboratory air and in neutral 3.5 wt% NaCl solution were obtained by axial fatigue tests. Results show that the detrimental effect of the aggressive solution was not noticeable at high-cyclic-stress regions, but the effect was significant at low-stress region. Corrosion fatigue mechanism was discussed by corrosion morphology analysis, fracture surface analysis and microstructure characterization. It was found that the corrosion fatigue crack commonly initialed at the localized intergranular corrosion site. TEM analysis showed that the microstructures of 7A85-T7452 aluminum alloy were characterized by fine and homogeneously distributed matrix precipitates, as well as continually distributed anodic grain boundary precipitates. The types of microstructures are the reason for its intergranular corrosion susceptibility. The corrosion fatigue process of 7A85 aluminum alloy in 3.5 wt% NaCl solution can be divided into four stages: the crack initiation stage, the stable growth stage with low and high growth rate and the final rupture stage. The sodium chloride solution mainly affected the crack initiation stage and the stable growth stage with low growth rate, and when the crack growth rate reached a threshold, the effect was reduced.     

S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为拘束效应

S690高强钢由于其良好的综合力学性能广泛用于海洋平台中. 海洋平台结构易产生腐蚀疲劳失效,海水腐蚀、循环载荷和结构本身的拘束水平对裂纹扩展有重要的影响. 通过空气中和海水环境中的S690高强钢疲劳裂纹扩展试验,结合显微断口分析,研究了拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响. 结果表明,在阳极溶解和氢致开裂的共同作用下,海水环境对S690高强钢疲劳裂纹扩展具有明显的加速作用. 同时随着裂纹的不断扩展,拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹的影响不断增加,且裂纹扩展速率与裂纹扩展前后的拘束水平增量和结构本身的拘束水平均密切相关.     

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。     

TC4-DT钛合金疲劳裂纹扩展及裂纹尖端塑性区

研究了TC4-DT钛合金不同组织的疲劳裂纹扩展行为,观察了疲劳裂纹在不同显微组织中的裂纹扩展路径,分析了不同显微组织的裂纹尖端塑性区变形情况,并与理论计算结果进行了对比。结果表明,疲劳裂纹在片层组织中扩展路径曲折,且片层组织的裂纹尖端塑性区较双态组织的大,理论计算的裂纹尖端塑性区的范围较实际测量的范围小得多。     

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.     

Zur Riß- und Bruchausbildung bei austenitischen Cr?Ni-Stählen unter spezifischen Bedingungen der Spannungs- und Schwingungsrißkorrosion

Crack and fracture formation in austenitic CrNi steels in the specific conditions of stress corrosion cracking and corrosion fatigue Even in media producing stress corrosion craking the fatigue component dominates at frequencies around 50 Hz and is noticable at frequencies as low as 30 Hz. A typical feature of such failures is the appearance of intercrystalline fracture regions in the range of low crack propagation velocities. With decreasing tolerable load the fatigue component effect gradually disappears and crack formation is initiated by localized attack from the surrounding medium.     

TC4-DT钛合金片层组织疲劳裂纹扩展速率研究

主要讨论了TC4-DT钛合金不同片层结构的疲劳裂纹扩展速率,试验通过几种不同的热处理工艺获得不同的片层组织结构参数,深入研究了片层组织结构参数对疲劳裂纹扩展速率的影响规律,并对裂纹扩展断口进行了分析。结果表明：双重处理空冷条件获得细片层组织较炉冷条件获得粗片层组织具有较高的疲劳裂纹扩展阻力;多重热处理由于获得的次生α片层,导致不同阶段裂纹扩展机理与双重处理的不同。在相同的第一重处理条件下,多重处理在中速扩展区的裂纹扩展速率较双重刚处理的高。由于次生α片层组织协调性好会加快裂纹的扩展,具有较双重空冷处理较高的裂纹扩展速率。     

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。     

Effect of pitting corrosion on fatigue performance of shot-peened aluminium alloy 7075-T651

Pitting corrosion has a major influence on aging of structural elements made of high-strength aluminium alloys as corrosion pits lead to earlier fatigue crack initiation under tensile dynamic loading. A cause of fatigue crack initiation in a corrosive medium is a stress concentration at a corroded area. In order to improve material resistance to corrosion fatigue it is necessary to reduce pit-tip stresses. To eliminate or reduce pit stresses, cold surface hardening by shot peening was proposed. The objective of the present study was to investigate the effect of surface hardening by shot peening on electrochemical stability and corrosion fatigue properties of high-strength aluminium alloy 7075-T651 in the corrosive environment of a chloride solution. The results obtained show a favourable influence of shot-peening treatment on corrosion fatigue properties. Induced compressive residual stresses in the surface layer retard the initiation of fatigue cracks, and so the fatigue life improvement of structural elements made of high-strength aluminium alloys was observed.