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海洋工程结构用钢服役环境模拟及DH36钢腐蚀疲劳裂纹扩展性能研究

Corrosion Fatigue Crack Propagation Performance of DH36 Steel in Simulated Service Conditions for Offshore Engineering Structures

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利用自行研制的海水腐蚀疲劳的试验装备开展了海洋工程结构用钢DH36在人造海水环境中不同应力比、频率、温度、流速下的腐蚀疲劳裂纹扩展速率特性,以及不同频率下腐蚀裂纹扩展过程中电化学行为研究.结果表明:应力比(R)越高,相同裂纹尖端应力场幅值条件下,疲劳裂纹扩展速率越快,疲劳裂纹扩展速率门槛值△Kth越低.R=0.3和R=0.5时疲劳裂纹扩展速率相对R=0.1时的平均加速比例达115％和217％.温度越高疲劳裂纹扩展速率越快,30℃时,相对于最低温度(5℃)条件下的平均加速比例为20％.海水流速越快腐蚀疲劳裂纹扩展速率也越快,相对于静止海水环境,0.3 L/min时疲劳裂纹扩展速率的平均加速比例为19％,1 L/min时为34％,到最大流速3L/min为50％.不同频率下,空气介质中疲劳裂纹的扩展速率基本无差别,但海水介质中的扩展速率差别较大,频率越低腐蚀疲劳裂纹扩展速率越快.通过比较不同频率下腐蚀疲劳裂纹扩展(CFCG)速率与疲劳裂纹扩展(FCG)速率的相对加速比例,可以看出在10 Hz下腐蚀抑制裂纹扩展,而1和0.1 Hz腐蚀加速裂纹扩展,平均加速比例依次为47.8％和261.8％.腐蚀对疲劳裂纹扩展的加速作用可通过原位监控腐蚀疲劳裂纹扩展过程中裂纹尖端区域电化学腐蚀行为得以量化.

刘冬、刘静、黄峰、杜丽影

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武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 武汉430081

宝钢股份中央研究院武钢有限技术中心 武汉430080

腐蚀疲劳裂纹扩展速率 应力比 频率 温度 流速

51871172ZYDD2018026

2022

10.11902/1005.4537.2021.336

中国腐蚀与防护学报
中国腐蚀与防护学会 中国科学院金属研究所

中国腐蚀与防护学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.819
ISSN：1005-4537
年,卷(期)：2022.42(6)
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