载荷及环境协同作用对超高强度钢腐蚀行为影响的研究

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发表于 2022-4-9 23:22:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
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雅宝题库答案
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雅宝题库解析:
本文针对新型超高强度钢23Co14Ni12Cr3Mo受到载荷、环境及两者协同作用时的腐蚀行为进行研究。通过金相显微镜对材料的微观结构进行了分析,通过腐蚀疲劳实验和慢应变速率拉伸实验对该材料受载荷和环境协同作用下的腐蚀行为进行研究,采用电化学测试的方法对材料的腐蚀电化学行为进行研究,采用扫描电镜对材料的断口形貌进行分析,综上所述结果对该材料受载荷和环境协同作用时的腐蚀机理进行了研究。 分别采用了载荷控制与应力强度因子控制两种方法研究了23Co14Ni12Cr3Mo超高强度钢在不同裂纹扩展速率区域受到应力比和腐蚀环境影响的疲劳裂纹扩展行为。采用了金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的微观形貌和断口进行分析。结果表明:在疲劳裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5mm/cycle的范围内,随着应力比的增加,疲劳裂纹扩展门槛值△Kth减小,当应力比R≥0.5,疲劳裂纹扩展门槛值变化趋于平缓;在疲劳裂纹扩展速率da/dN≥1×10-5mm/cycle的范围内,疲劳裂纹扩展速率出现了不受应力比影响的收敛现象。在疲劳裂纹扩展速率da/dN≥1×10-5mm/cycle,腐蚀环境会加速疲劳裂纹扩展;在裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5mm/cycle的范围内,由于氧化致裂纹尖端闭合效应,腐蚀环境导致裂纹扩展变慢,并使裂纹扩展门槛值变大。采用慢应变速率拉伸实验和极化拉伸实验对超高强度钢23Co14Ni12Cr3Mo应力腐蚀开裂敏感性进行了研究。通过研究得到包括惰性环境及腐蚀环境两种条件下的断裂时间(tf),断裂时的应变量(εf)以及达到最大应力值的时间(tm)。获得了在两种环境下对比的( )、( )、( ),利用这些结果对材料的应力腐蚀敏感性进行了评价。结果表明,随着应变速率的变化,材料的应力腐蚀敏感性被划分为三个阶段,分别是应力控制区,应力腐蚀控制区及腐蚀控制区。进一步通过极化拉伸的研究了23Co14Ni12Cr3Mo的应力腐蚀开裂的机理,证明该种材料应力腐蚀的主要机理是阳极溶解作用。通过滑移速率及金属溶解速率两个参数对由应变速率划分的三个区域的规律进行了研究。利用扫描电镜对23Co14Ni12Cr3Mo的断口形貌进行了观测。结果表明在应力腐蚀作用的阶段,断口为韧窝及沿晶的混合形貌,在纯力学作用及高应变速率条件时,断口形貌为完全为典型的韧窝形貌。通过对参数 和 关系的拟合,得到εf可以作为描述断裂时间 tf的参数。对材料23Co14Ni12Cr3Mo及40CrNi2Si2MoVA两种超高强度钢的疲劳裂纹扩展门槛值进行研究,比较了两种材料的疲劳裂纹扩展门槛值及疲劳裂纹扩展行为。结果表明,23Co14Ni12Cr3Mo在腐蚀及惰性环境下,疲劳裂纹扩展门槛值均较40CrNi2Si2MoVA高,表现出新型超高强度钢材料断裂韧性的优势。但两者的疲劳裂纹扩展门槛值受到应力比或者环境影响的变化规律是基本一致的。





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