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．     

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。     

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．     

加载频率和超载对腐蚀疲劳裂纹起始寿命的影响

研究了加载频率和超载对ＬＹ１２ＣＺ铝合金切口件在３．５％ＮａＣｌ溶液中腐蚀疲劳纹起始寿命的影响。结果表明，当加载频率ｆ≥１Ｈｚ时，频率对ＣＦＣＩ寿命无显著影响；拉伸超载显著延长铝合金ＣＦＣＩ寿命。超载延寿效应的程度取决于由超载引起的切口根部局部应变值。     

300M钢腐蚀疲劳小裂纹扩展特性及其超载效应

在３．５％ＮａＣｌ溶液（ＳＷ）、蒸馏水和空气三种环境,两种应力比和四种应力水平的实验条件下对３００Ｍ（４０ＣｒＭｎＳｉＮｉＭｏＶ）钢腐蚀疲劳（ＣＦ）时长裂纹扩展（ＬＣＧ）和小裂纹扩展（ＳＣＧ）特性的影响进行了研究．对不同应力水平下,周期超载对３００Ｍ钢在空气与ＳＷ中的ＬＣＧ和ＳＣＧ特性的影响进行了对比研究．结果表明,晶界等微观障碍对小裂纹扩展的阻滞作用是高强钢小裂纹现象的本质原因．施加腐蚀环境,超载或提高应力水平均有利于小裂纹越过微观障碍．虽然超载显著降低长裂纹的裂纹扩展速率,但对小裂纹扩展则既可能引起迟滞效应,也可能引起加速效应．氢在晶界聚集,导致晶界脆化,可能是造成本文环境因素与力学因素对小裂纹扩展影响的一个主要原因．     

变幅载荷下铝合金的腐蚀疲劳裂纹起始寿命

试验测定了铝合金切口件在变幅块谱下于３．５％ＮａＣｌ溶解中的腐蚀疲劳裂纹起始（ＣＦＣｌ）寿命,结果表明,变幅载荷谱中的大超载会显著延长ＣＦＣＩ寿命,并用超载方式和加载顺序具有明显的影响,根据反映大小载荷交互作用和腐蚀效应的超载ＣＦＣＩ寿命曲线,探讨了应用Ｍｉｎｅｒ累积损伤定则建立变幅载荷下切口件ＣＦＣＩ寿命估算模型的可行性,并应用平均秩对变幅块谱下ＣＦＣＩ寿命的分布进行了统计分析,讨论了变幅载荷谱     

LY12CZ铝合金铆接联接件在3.5%NaCl溶液中的腐蚀疲劳失效行为研究

在应力控制下分别研究了温度,ｐＨ值和预浸泡时间对ＬＹ１２ＣＺ铝合金带有支的铆接联接件在３．５％ＮａＣｌ溶液中腐蚀疲劳（ＣＦ）性能的影响规律,结果表明,提高温度、降低ｐＨ值和延长预浸泡时间均会缩短铆接件的腐蚀疲劳寿命,在无预浸泡的条件（２０℃,ｐＨ＝６）下,铆接件的腐蚀疲劳寿命比空气中的疲劳寿命长。     

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．     

3.5%NaCl中阴极极化下A537钢间歇超载疲劳断品分析

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观察,结果表明：超载对裂纹扩展速度及断口特征的影响取超载发生频率。当超越发生频率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     

双相钢在流动3.5aCl溶液中的磨损腐蚀

研究了０Ｃｒ２５Ｎｉ６Ｍｏ３Ｃｕ双相钢在流动３．５ＮａＣｌ溶液中的磨损腐蚀行为,并对其磨损腐蚀的动力学过程进行了探讨。结果发现;双相钢在流动３．５％ＮａＣｌ溶液中的磨损腐蚀速度随着流速的增大而增大,并存在一个使磨损座 刀剧上升的临界值,随阒温度的升高,其磨损腐蚀明显加重。     

EFFECT OF NON-PROPORTIONAL OVERLOADING ON FATIGUE CRACK GROWTH

The effect of proportional and non-proportional overloading on mode l fatigue crack growthhave been studied,and the influences of crack tip plastic zone,crack tip blunting as well ascrack closure were discussed.Proportional(model I)overloading may cause more seriouscrack growth retardation than non-proportional(mixed mode)overloading.Therefore,forestimating the fatigue life of engineering structures to simplify a real overload which may of-ten be non-proportional as a proportional one is not always safe.     

含缺口TC21钛合金腐蚀疲劳性能分析

研究了TC21钛合金缺口试样在两种腐蚀环境（油箱积水、3.5%NaCl水溶液）与室温空气环境下的疲劳性能与断裂机理。并与光滑试样在室温空气环境下疲劳性能进行对比。结果表明，室温空气环境下，当两种试样疲劳寿命均达到5×105次循环时，缺口试样的循环应力值较光滑试样下降了52.7%；相同环境下随着应力水平降低，试样疲劳寿命增加；相同应力条件下，3.5% NaCl水溶液环境下试样疲劳寿命最低，油箱积水环境下次之，室温空气中TC21钛合金试样疲劳寿命最高；当应力较低时，差异更为显著。在腐蚀环境下，溶液中离子与金属原子发生电化学反应，加速了裂纹的萌生与扩展，3.5% NaCl水溶液中离子浓度较大，电化学反应更为剧烈     

不同类型过载下Ⅰ型疲劳裂纹的扩展行为

研究了Ⅱ、Ⅲ型过载对Ⅰ型疲劳裂纹扩展行为的影响并与Ⅰ型过载进行比较．结果表明：单周Ⅱ、Ⅲ型过载也延迟了其后的Ⅰ型疲劳裂纹扩展，但作用程度小于Ⅰ型过载；过载延迟效应随过载时基础载荷的降低和过载比的加大而增强，在近门槛区过载表现为疲劳裂纹扩展停止、疲劳门槛提高，在高基础载荷过载时疲劳裂纹则延缓、减速扩展．过载延迟行为主要由裂尖尾迹塑性诱导裂纹闭合和裂尖附近残余压应力状态引起。     

环境诱导氢致断裂的非比例过载效应

研究连续充氢条件下短时非比例过载对４２ＣｒＭｏ钢／０．５ｍｏｌ／Ｌ Ｈ２ＳＯ４体系氢致断裂寿命的影响。结果表明；短时非比例过载对于ＨＩＦ的影响较之比例过载更为严重     

板状构件的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估

采用虚功原理分析了大范围损伤条件下平面应力板状构件的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估问题。导出了平面应力板状构件在大范围损伤条件下的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估的封闭解答。该方法力学概念清晰、明确,可广泛用于分析各类板状构件在大范围损伤条件下的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估问题。为预估板状构件的疲劳裂纹形成及疲劳寿命提供了新思路和新方法。     

Effect of corrosive environment on the fatigue crack initiation and propagation behavior of Al 5454-H32

Fatigue behavior of aluminum alloy 5454- H32 was studied under laboratory air and 3 % NaCl solution environment using smooth cylindrical and notched plate specimens. Presence of 3 % NaCl environment during fatigue loading drastically reduced alloy fatigue life. The deleterious effect was pronounced in both types of specimens in the long- life regions, where the fatigue lives were lowered by as much as a factor of 10. However, the sharply notched specimens showed only a modest reduction in fatigue life in corrosive environment. The severe influence of the corrosive environment in the long- life (low- stress) regime cannot be explained merely by the early initiation of the fatigue crack from surface pits; the environmental contribution in the early crack growth regime must also be considered an important factor. Fracture surface studies revealed extensive pitting and some secondary cracking in the crack initiation region. It was shown that lowered fatigue life in Al 5454- H32 occurs by early initiation of fatigue cracks from surface pits. In addition, a corrosion pitting and secondary cracking process may be operative in the small crack growth region. This could have enhanced the early crack growth rate and thus contributed to the lower fatigue life in the long- cycle region.     

2024高强铝合金腐蚀小裂纹行为研究

本文研究了2024-T62高强铝合金在带有腐蚀预损伤的基础上的腐蚀小裂纹行为。小裂纹试验采用单边缺口拉伸试样（SENT）,在试样半圆形缺口根部预制直径大小为100～300μm的单腐蚀坑,然后在3．5％NaCl溶液中进行疲劳小裂纹试验。采用QUESTAR长焦距显微镜与摄像机相结合的QUESTAR—CCD监测腐蚀小裂纹的萌生及扩展情况。试验结果表明,小裂纹绝大多数萌生在缺口根部腐蚀坑位置,并呈半椭圆形的表面裂纹;该材料在R=0.06恒幅载荷下,小裂纹效应不明显;对应可观测到的最小裂纹长度为6～60μm,裂纹起始寿命约占疲劳寿命的15％～25％。