3.5%NaCl中阴极极化下A537钢间歇超载疲劳断口分析

测量了A537钢在3．5％NaCl中阴极极化条件和不同间歇超载发生频率下的疲劳裂纹扩展曲线,并利用扫描电子显微镜对腐蚀疲劳断口进行了观察结果表明：超载对裂纹扩展速率及断口特征的影响取决于超载发生频率．当超载发生频率OCR＝10(-1),10(-2)时,间歇超载加速裂纹扩展,腐蚀疲劳断口只存在解理、沿晶等一般脆性特征;当OCR＝10(－3),2×10(－4),10(－4)时,间歇超载对裂纹扩展存在阻滞效应,A537钢断口上能观察到铁素体、珠光体两种组织,且阻滞效应越大,两种组织越清晰．分析表明,这种断口形态的形成是氢在组织界面附近大量富集而使界面强度降低,铁素体、珠光体以不同方式开裂的结果．     

超高强度钢CF裂纹扩展的超载效应：Ⅱ试验验证与分析

对ＧＣ－４（４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ）钢在空气与３．５％ＮａＣｌ中性溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）的单次超载与周期超载效应进行了试验性研究．结果表明，ＣＦＣＧ超载迟滞效应由快速撕裂过程，迟滞过程和恢复过程组成．对于周期超载，当两次超载周次之间裂纹扩展长度ａｄ远小于超载塑性区尺寸ｒｐＯＬ与恒载塑性区尺寸ｒｐＣＬＡ之差，即ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ会发生比空气疲劳时还强烈的超载迟滞效应．而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，会发生超载加速效应．断口分析表明，当ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ不会发生超载撕裂，而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，会发生显著的超载撕裂．上述试验的宏观规律与断口特征均验证了前文所建立的ＣＦＣＧ超载效应的定量描述模型．     

超高强度钢CF裂纹扩展的超载效应 Ⅰ．定量模型及预测

将Ｗｉｌｌｅｎｂｏｒｇ的超载残余应力场模型与裂尖形变动力学、裂尖表面析氢反应电化学动力学以及裂尖材料内部氢的扩散动力学和热力学相结合，建立了氢脆腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）超载效应的定量描述模型，给出了超载对裂尖表面析氢电化学反应及裂尖氢扩展影响的一系列判据和表达式．用上述模型进行的预测表明，对于超高强度钢，当两次超载周次之间裂纹扩展长度ａｄ远小于超载塑性区尺寸ｒｐＯＬ与恒载塑性区尺寸ｒｐＣＬＡ之差，即ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ会发生比空气疲劳还强烈的超载迟滞效应．而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，可能会发生超载加速效应．这种预测在后文中由试验的宏观规律与断口特征得到充分验证．     

A537钢在阴极极化及自腐蚀条件下单次拉伸超载特性

测量了Ａ５３７钢在恒ΔＫ控制与下单次拉伸超载对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，研究了阴极极化及自腐蚀条件下材料在３．５％ＮａＣｌ水溶液中的超载延迟扩展规律与特点。结果表明，单次拉伸超载裂纹扩展延迟效应的作用距离大于塑性区尺寸。空气中与阴极极化条件下，超载后裂纹扩展过程由超载扩展，减速扩展与恢复三阶段组成，而自腐蚀条件下只有减速扩展与恢复两个阶段。     

极化和频率对A537钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展…

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。     

腐蚀疲劳过程中载荷间交互作用的研究

介绍了近年来进行了Ａ５３７钢在３．５％ＮａＣｌ水溶液中阴极溶解与阴极充氢条件 下腐蚀疲劳裂纺扩展中载荷交互作用方面的一些研究结果。其中包括恒△Ｋ控制下的单周超载延迟作用, 裂纹扩展率的波型响应以及小幅载荷的幅度与相对主载荷的位置对裂纹扩展的影响规律等。     

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．     

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。     

30CrMnSiNi2A高强钢的疲劳小裂纹扩展特性及寿命预测

研究了３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ高强钢在恒幅载荷下的小裂纹起始特征和裂纹扩展特性。试验结果表明，小裂纹起始于缺口表面初始缺陷（如夹杂或孔洞）处。在应力比Ｒ＝０的恒幅载荷下，未显示小裂纹效应：在Ｒ＝－１的恒幅载荷下，则显示出小裂纹效应的存在。利用裂纹闭合模型和微观结构缺陷作为初始裂纹尺寸的方法预测了小裂纹扩展速率和疲劳全寿命，预测值与实验值符合良好。     

焊接热影响区晶粒尺寸对腐蚀疲劳裂纹扩展机理的影响

利用焊接热模拟技术，研究了焊接热影响区粗晶区内不同晶粒尺寸对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，得出了在模拟海水条件下，Ａ５３７钢热影响区组织的ｄａ／ｄＮ－△Ｋ关系曲线，认为断口粗糙度对裂纹扩展速率有很大影响，同时发现在自腐蚀电位条件下，对应力腐蚀不敏感的材料，也会产生应力腐蚀疲劳。     

国产海洋用钢36Z焊缝腐蚀疲劳裂纹扩展的研究SCIEI

本文给出了国产海洋用钢36z焊缝及热影响区在人工合成海水中不同频率的裂纹扩展特征,并与国外同样强度级别的海洋用钢A537焊缝的裂纹扩展率进行了比较。结果表明,在人工合成海水中国产钢焊缝和热影响区低频比高频下的裂纹扩展率分别高3—5倍和4—10倍;国产钢焊缝与A537焊缝的裂纹扩展率基本相当。本文对腐蚀介质下焊缝裂纹扩展规律和断裂特征进行了讨论。     

桥壳钢边部裂纹缺陷原因分析

桥壳钢边部出现线状裂纹缺陷,钢板开裂发生在距离边部 20mm范围之内。通过金相显微检验对裂纹产生的原因进行分析,检验结果表明：钢板传动侧与操作侧边部表层均观察到厚度约 150μm的贝氏体组织,钢板板宽方向的其他部位表层组织与试样正常组织相同,均为铁素体＋珠光体。由此可知,钢板边部冷速过快导致贝氏体组织出现,贝氏体塑性较铁素体＋珠光体差,在钢板卷取过程中导致开裂的发生。     

Mechanistic study of stress corrosion cracking of carbon steel in ethanol

Mechanistic study of stress corrosion cracking of carbon steel in fuel‐grade ethanol was made using slow strain rate testing and constant tensile load testing at yield strength stress level of the steels. Characterization of the fracture surface was made using SEM and SEM–EDS. Selective dissolution of ferrite from pearlite phase was observed. Crack initiation took place preferably from pearlite phase. Corroded zones consisting of crystallographic pits were found from fracture surfaces.     

A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理的识别

本文根据外加电位对腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响,断口微观形貌特征及声发射活动性分析三种判别方法,研究了A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl中性水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理。结果表明,扩展机理取决于外加电位值。对A537钢,外加电位在-800mV(SCE)以上时,裂纹扩展以阳极溶解控制为主,以下时以氢脆控制为主。对工业纯铁,对应的转换电位为-1000mV(SCE)。     

Effects of inclusion size and acicular ferrite on cold cracking for high-strength steel welds of YS 600 MPa grade

The influences of microstructure and inclusion on cold cracking were studied in high-strength steel welds of YS 600?MPa grade using the Y-groove test. The weld microstructure showed a mixture of acicular ferrite, bainite and predominantly martensite. Cold crack fractography identified intergranular fracture (IF) and quasi-cleavage fracture (QCF). Bainite and martensite predominated on the surface and subsurface of IF while the QCF showed inclusions that nucleated acicular ferrite. The influence of inclusions on cold cracking can be described as follows: (i) the inclusions acted as nucleation sites of QCF, (ii) the inclusions contributed to the nucleation and growth of micro-cracks and (iii) new cracks were produced from inclusions when a crack impinged on the inclusions. Inclusions smaller than 2?μm increased the cold crack resistance by contributing to the nucleation of acicular ferrite. Inclusions larger than 2?μm increased the cold crack susceptibility by inducing crack nucleation in welds.     

A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理的识别

本文根据外加电位对腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响,断口微观形貌特征及声发射活动性分析三种判别方法,研究了A537钢及工业纯铁在3.5%NaCl中性水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展机理。结果表明,扩展机理取决于外加电位值。对A537钢,外加电位在-800mV(SCE)以上时,裂纹扩展以阳极溶解控制为主,以下时以氢脆控制为主。对工业纯铁,对应的转换电位为-1000mV(SCE)。     

30A钢的断裂韧度研究

采用两种不同热处理制度获得不同组织状态的材料，采用裂纹尖端张开位移(COD)试验及Hopkinson压杆试验方法研究了温度及加载速率对30A钢断裂韧度的影响。结果表明，当30A钢显微组织为铁素体加珠光体时断裂韧度较好，其断裂韧度随加载速率的升高及温度的降低而降低。     

CRACK GROWTH RATE IN WELD METAL OF HOMEMADE OFFSHORE STRUCTURE STEEL 36Z

Investigation was carried out of the crack growth rate in weld metal and heat affected zone(HAZ)of offshore structural steels,homemade steel 36Z together with foreign steel A537 ofsimilar strength grade by comparison,in artificial sea water undergone fatigue with differentfrequencies.The crack growth rate in weld metal and HAZ of steel 36Z fatigued at low fre-queney may be 3—5 and 4—10 times as high as that at high frequency respectivley.The crackgrowth rate for steel 36Z may fairly match that of A537,The crack growth model and frac-ture of weld metal in corrosive medium were also discussed.     

工艺因素和组织对高速动车车轮断裂韧性的影响

针对欧洲高速动车使用的DB920车轮进行了工艺实验和实验室实验。结果表明,DB920车轮轮辋部位组织主要为少量铁素体和细珠光体,当组织中的铁素体比例较高且呈网状分布时,在进行断裂韧性评价实验时易出现撕裂状断口,在撕裂带侧面有大量韧窝,断裂韧性值(KQ)较高;相反,当铁素体比例较低时,断面相对平整,断裂方式以沿晶断裂和解理断裂为主,断裂韧性较差。组织分析和有限元模拟分析结果表明:喷水冷却时,轮辋处的冷却速度自踏面向内不断降低,冷速越慢,相变后生成铁素体比例就越高,断裂韧性也就越好。结合连续冷却实验的结果估算,对此成分车轮钢而言,当冷速大于1℃/s时,相变后不能获得足够的铁素体以保证此区域的断裂韧性。     

大口径厚规格X80管线钢的低温断裂控制

以大口径(OD1422 mm)、大壁厚(38.5 mm)X80级管线钢热轧板为研究对象,采用光学显微镜和扫描电镜对其显微组织和-20 ℃低温落锤撕裂试验断口形貌进行分析,研究了断裂与组织之间的关系。结果表明,带状组织和不同厚度位置晶粒度大小不均,粒状贝氏体、退化珠光体、准多边形铁素体和马奥岛等混合组织会导致裂纹的萌生和扩展,出现解理断裂,对低温韧性不利,而尺寸为3 μm以下的马奥组织和均匀分布的贝氏体铁素体对裂纹扩展起阻碍作用,说明细小的马奥组织和贝氏体铁素体能够提高钢板的断裂韧性,对低温断裂控制十分有利。