690合金腐蚀疲劳裂纹扩展研究

基于DCPD方法测量了690合金在室温空气、325℃空气和325℃除氧超纯水中的疲劳裂纹扩展速率。试验结果采用Priddle模型进行拟合分析,得到690合金在3种条件下疲劳裂纹扩展的门槛应力强度因子幅值ΔK_(th)和失稳断裂应力强度因子Kc。结果表明,高温水环境下,疲劳裂纹萌生和扩展加快,这可以用滑移-溶解机理解释;高温下,材料强度下降,ΔK_(th)和Kc也下降,高温加速了材料的疲劳断裂。SEM断口形貌表明,空气中的疲劳断口观察到明显的滑移台阶,疲劳破坏形式为穿晶断裂;高温水下的疲劳断口则同时出现穿晶和沿晶开裂,为混合型断口特征。     

塑性区对Inconel 690合金腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响

通过在室温空气及325 ℃饱和氧高纯水中进行疲劳裂纹扩展试验,研究单向塑性区长度rp对Inconel 690合金疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明,同一频率下,随着rp的增加,裂纹扩展速率CGR加快,但环境影响因子Fen未发生明显变化;裂纹为穿晶型扩展,扩展过程中伴随着少量分支,载荷的变化对支裂纹数量没有明显的影响;断口为典型的腐蚀疲劳特征,裂纹扩展形成韧性断裂特征的山脊区和脆性疲劳断裂的疲劳平台。     

TiN夹杂物对690合金传热管疲劳裂纹扩展行为的影响

采用销加载拉伸(PLT)方法和直流电压降法(DCPD)测试技术,测量了690合金管在室温和高温325℃空气中的疲劳裂纹扩展速率。结果采用Priddle模型拟合分析,预测得到了690合金管在室温和325℃下的门槛应力强度因子幅值ΔK_(th)和断裂韧性K_c,高温下材料的疲劳裂纹扩展速率明显加快,表现为ΔK_(th)和K_c显著下降。试验结束后在扫描电镜下观察断口形貌,疲劳裂纹的扩展为穿晶形式,疲劳断口上观察到大量的TiN夹杂物,分析表明TiN夹杂物对690合金管的疲劳裂纹萌生和扩展有促进作用。     

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．     

腐蚀疲劳裂纹扩展的断裂模型

将修正的疲劳裂纹扩展静态断裂模型和裂尖腐蚀溶解相结合,提出了腐蚀疲劳裂纹扩展(CFCP)的腐蚀-钝化-断裂模型.根据该模型和断裂力学原理,导出了CFCP速率的定量表达式,它揭示了CFCP速率与力学条件,裂尖表面腐蚀率、加载频率、假设的裂尖材料元临界断裂应力之间的定量关系,并能说明氢脆对CFCP率的影响规律。实验结果表明,应用所提出的模型可很好地描述铝合金在35％NaCI中CFCP的一般规律。     

核电结构材料腐蚀疲劳裂纹扩展行为研究现状与进展

综述了核电结构材料腐蚀疲劳裂纹扩展的研究现状及环境、力学、材料等因素的影响规律,讨论了高温高压水环境中考虑环境效应的疲劳裂纹扩展模型,提出了当前核电结构材料高温高压水腐蚀疲劳裂纹扩展机制及模型研究面临的主要问题及未来可能的研究方向。     

液压支架用Q550＋Q690高强钢焊接接头裂纹研究

本文采用低强匹配ER50—6和MK·G60—1焊丝对Q550与Q690高强钢进行焊接,用铁研试验测定7Q550＋Q690接头的裂纹率,用扫描电镜分析了接头的裂纹形态及断口特征,研究了焊接热输入和焊丝对Q550＋Q690接头强韧性的影响。结果表明,采用MK·G60—1焊丝,严格控制焊接热输入10～20kJ／cm,Q550＋Q690接头裂纹率小于20％,裂纹大多沿熔合区扩展,个别裂纹在扩展过程中沿晶界转向焊缝：断口形貌呈现隹解理断裂特征,在脆性解理台阶上有明显的塑性撕裂棱,局部还存在韧窝断裂特征,接头强韧性满足液压支架的焊接生产要求。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的机理

针对高强度低合金钢、钛合金和镁合金进行了腐蚀疲劳裂纹的扩展FCG、外加电压对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响以及断裂表面的研究。在外加电压对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率影响的研究过程中,在一段时间内发生极化,可以根据此期间内的开路电压记录裂纹扩展速率,并测量极化情况下的裂纹增长速率。由于裂纹扩展测量技术的进步,测量的时间很少超过300s,这使观测非独立模式阴极极化对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响成为可能。当最大应力强度（Kmax）超过给定材料--溶液组合的特定临界特征值时,阴极极化会加速裂纹的扩展。当Kmax低于临界值,而所有其他条件（试件、溶液、pH值、载荷频率、应力比率、温度等）不变时,同样的阴极极化会妨碍裂纹扩展,或者对于裂纹扩展无影响。断口显微分析结果显示,阴极极化下加速裂纹的扩展是由于氢致腐蚀(HIC)。因此,根据氢致腐蚀机理以及KHIC和△ KHIC的显示,Kmax的临界值,以及应力范围（△ K）是由相应的腐蚀疲劳裂纹扩展的症状所确定的。当Kmax > KHIC（△ K > △ KHIC）时,腐蚀疲劳裂纹扩展的主要机理是HIC。对于大多数的材料--溶液组合的研究表明,当Kmax < KHIC（△ K < KHIC）时,应力协助扩散在腐蚀疲劳裂纹扩展中起决定性作用。     

腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率自动测量技术研究

进行了腐蚀环境下航空材料裂纹扩展的自动测量技术研究.设计制作了腐蚀气体环境下适用于柔度法的中心裂纹M(T)试样及相应的腐蚀环境循环装置.通过和目测法的大量试验比较,证明了所用柔度系数的正确性,并在此基础上,建立了腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹长度的自动检测技术.     

腐蚀疲劳裂纹的虚拟扩展方法研究

    以紧固孔结构件腐蚀疲劳试验为基础,研究了腐蚀疲劳裂纹虚拟扩展方法即随机过程和AFGROW模拟方法.以试验数据拟合得到的Paris公式为基础,在随机过程方法中考虑了正态随机过程和对数正态随机过程,得到裂纹长度和循环数之间的模拟曲线,给出指定循环数下裂纹长度的概率模型并和实验结果进行了比较.利用AFGROW对腐蚀疲劳裂纹扩展进行了模拟,裂纹扩展模拟曲线与实验值符合较好.     

Cr-Mo-V系高强度钢的应力腐蚀开裂行为

用改进的WOL型试样研究了Cr-Mo-V系高强度钢在3．5％NaCl水溶液中的应力腐蚀断裂行为,并与常用的42CrMo钢进行了对比。结果表明,回火温度对实验钢的应力腐蚀开裂行为有显著影响。当回火温度较低时,Cr-Mo-V钢的KISCC较低,且随回火温度的升高缓慢提高,断裂方式主要为沿晶断裂;当回火温度超过约873K后,KISCC显著提高,断口中穿晶断裂所占的比例明显增加,断裂方式逐渐转变为穿晶型断裂为主。在相同的强度水平下,Cr-Mo-V钢的KISCC高于42CrMo钢,且在低强度水平下二者差别较大。对42CrMo钢,KISCC随屈服强度升高呈指数下降。但对Cr-Mo—v钢,则并非如此,即在强度保持不变（Rp0.2=1410—1440MPa）的条件下,KISCC随回火温度升高而明显提高。Cr-Mo—V钢和42CrMo钢的KISCC均随回火温度的升高呈指数关系增加。     

Cr-Mo-V系高强度钢的疲劳断裂行为

采用旋转弯曲疲劳和疲劳裂纹扩展实验研究一种新型Cr-Mo-V系高强度钢在不同回火温度下的疲劳破坏行为.结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢的旋转弯曲疲劳极限σ-1与抗拉强度Rm的比值σ-1/Rm随回火温度的升高而增加.在相同的强度水平下,实验钢的疲劳极限高于商业42CrMo钢.对疲劳断口裂纹源的分析表明,实验钢的疲劳裂纹主要起源于钢中的非金属夹杂物.采用C-T试样测定疲劳裂纹扩展速率的实验结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢疲劳裂纹扩展第二阶段的扩展速率随回火温度升高而有所降低.在1500 MPa强度水平下,实验钢的疲劳裂纹扩展速率低于42CrMo钢.     

Mo对690 MPa低合金高强钢熔敷金属力学性能的影响

焊接效率是海洋平台及船体建造的关键,不预热焊接能够显著提高焊接施工效率、降低建造成本。文中采用焊条电弧焊在不预热条件下制备了2种Mo含量不同690 MPa低合金高强钢熔敷金属,对其组织和性能之间的关系进行了分析。研究发现,Mo元素对熔敷金属微观组织、相变过程、塑性及强韧性具有显著影响。在成分体系0.02%～0.03%C,4.4%～4.5%(Mn+Cr+Ni),0.23%～0.60%Mo条件下,通过Mo元素调控获得细化、良好塑性、高强韧性熔敷金属组织。细小、良好塑性组织在冲击过程中能够抑制裂纹萌生和扩展,显著提高低温冲击韧性。然而,组织细化与塑性提高对于韧性改善机制存在显著差异,细化晶粒能够提高晶界密度进而阻碍裂纹扩展,塑性良好的组织能够抑制裂纹萌生并阻碍其扩展。在0.03%C,4.4%(Mn+Cr+Ni),0.23%Mo成分体系及不预热焊接条件下,获得了抗拉强度742 MPa,-50 ℃冲击吸收能量82～114 J(平均值103 J)的熔敷金属。创新点： (1)研究了不预热条件下成分体系0.02%～0.03%C,4.4%～4.5%(Mn+Cr+Ni),0.23%～0.60%Mo中,Mo元素对熔敷金属微观组织和强韧性的影响及其机制。(2)通过Mo元素调控获得细化、良好塑性、高强韧性熔敷金属组织,结合断口观察阐明了组织细化、组织塑性对熔敷金属韧性的影响机制。     

Electrochemical corrosion behavior of 300M ultra high strength steel in chloride containing environment

The electrochemical corrosion behavior of 300M ultra high strength steel in chloride containing environment was investigated by potentiodynamic polarization technique, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that uniform corrosion occurs on 300M steel during the electrochemical measurements because no anodic passivation phenomenon is observed on polarization curves within the measurement range. The tests also show that 300M steel is highly susceptible to chloride containing solution, which is characterized by corrosion current density increasing with the addition of chlorides, and corrosion potential shifting towards positive direction and corrosion resistance decreasing, positively suggesting that chloride ions speed up the corrosion rate of 300M steel. Meanwhile corrosion products on the 300M steel surface formed during the salt spray test are too loose and porous to effectively slow down the corrosion rate. Additionally, a schematic structure of uniform corrosion mechanism can explain that 300M steel has better property of stress corrosion cracking (SCC) resistance than stainless steels.     

激光冲击对690高强钢表面完整性的影响

为研究激光冲击处理对690高强钢表面完整性的影响,采用不同功率密度的脉冲激光冲击690高强钢试样,借助光学轮廓仪、X射线应力仪、硬度计和透射电镜,测试分析激光冲击前后690高强钢试样的表面三维形貌、硬度、残余应力和微观组织的变化.结果表明:不同功率密度的激光冲击后,690钢的表面粗糙度增大;随着激光功率密度的增加,试样...     

几种钢焊接接头低周腐蚀疲劳dα／dN方程

通过Ａ５３７、Ａ１３１，Ｅ３６和１５ＭｎＮｉ几种钢焊接接头进行在海水和空气中的疲劳试验。在双对数ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇΔＫ和ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇΔＪ坐标图上，用一条或两条直线二拟合试验数据，因而得到ｄａ／ｄＮ＝ｃ（ΔＫ）￣ｍ和ｄａ／ｄＮ＝Ａ（ΔＪ）￣ｎ（或ｄａ／ｄＮ＝Ｂ（ΔＪｅ）￣β；ｄａ／ｄＮ＝Ｄ（ΔＪ＿ｐ）￣γ）拟合方程式。用Ｆ检验和其他方法去评价拟合曲线，表明该统计结果的拟合是比较精确的，所得上述方程在工程应用是合理的和可行的。     

几种钢焊接接头低周腐蚀疲劳da／dN方程

通过Ａ５３７、Ａ１３１、Ｅ３６和１５ＭｎＮｉ几种钢焊接接头进行在海水和空气中的疲劳试验，在双对数ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇ△Ｋ和ｌｏｇｄａ／ｄＮ，ｌｏｇ△ｊ坐标图上，用一条或两条直线去拟合试验数据，因而得到ｄａ／ｄＮ＝ｃ（△Ｋ）＾ｍ和ｄａ／ｄＮ＝Ａ（△Ｊ）＾ｎ（或ｄａ／ｄＮ＝Ｂ（△Ｊｅ）＾β；ｄａ／ｄＮ＝Ｄ（△Ｊｐ）＾γ拟合方程式，用Ｆ检验和其他方法去评价拟合曲线，表明该统计结果的拟合比较精确的，所