应力比对D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响---硕士论文

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1、硕士学位论文应力比对D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响EffectofstressratioonthecorrosionfatiguecrackgrowthrateofD36steel作者姓名：学科、专业：学号：指导教师：完成日期：大连理工大学DalianUniversityofTechnology-V-摘要近年来，随着海洋资源的开发利用，钢平台发挥了越来越重要的作用。但是海洋平台遭受了许多严峻的条件，包括机械因素和环境因素。腐蚀疲劳是结构在波动载荷和腐蚀环境共同作用下的断裂行为。它是舰船结构的主要失效形式之一。因此海洋平台容易发生腐蚀疲劳损伤。据统计数据，腐蚀疲劳损伤是最常见的腐蚀事故，

2、约占总腐蚀损伤的30%。因此，研究材料的腐蚀疲劳性能是十分必要的。为了减少和防止平台钢的腐蚀疲劳，阴极保护技术已在许多工程中得到应用。因此，研究阴极保护下平台钢的腐蚀疲劳应引起更多的重视。对于一个重要的机械因素应力比和腐蚀疲劳的重要特征——稳定的裂纹扩展速率。本文主要进行以下工作：（1）应力比对D36钢在空气、海水和不同电位下的疲劳裂纹扩展速率（FCPR）的影响。（2）电位对腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响。（3）D36钢的腐蚀疲劳机理。（1）在不同应力比0.1、0.3、0.5三点弯曲试验条件下，对缺口钢D36钢进行疲劳试验，并用DA/DNγδK曲线评定疲劳裂纹扩展速率。在不同的环境下进行了

3、系统对比。结果表明，在不同的环境下，DA/DNγδK曲线随着应力比的增加而向左移动，载荷比的增大导致在给定的循环应力强度下，空气中的疲劳裂纹扩展速率略有变化。在较高的δK值下，在海水中有潜在的保护电位，且疲劳裂纹扩展速率接近于空气中的速率。环境效应可以忽略不计。（2）在R＝0.1、0.3、0.5的范围内分别施加了-400mV、-600mV、-800mV、-1000mV、-1200mV的电位范围。在R＝0.1时，研究了-600MV和-1000MV之间的阴极保护电位范围，确定了最佳保护电位-800毫伏。阳极极化和过阴极保护都会加速裂纹扩展速率。（3）应力比R在0.3～0.5之间变化，-60

4、0MV和-800MV。结果表明，阴极保护电位（-800MV）几乎没有保护作用，通过断裂形貌分析，氢脆随应力比的增大而增强。相反，-600MV的保护作用逐渐增强。因此，阴极保护电位范围随应力比的增大而略微向正方向移动。关键词：D36钢；腐蚀疲劳；阴极保护电位；疲劳裂纹扩展速率-V-AbstractWiththedevelopmentandutilizationofmarineresourcesinrecentyears,steelplatformhasplayedamoreandmoreimportantrole.Butoffshoreplatformissufferedtomanyse

5、vereconditions,includingmechanicalfactorsandenvironmentalfactors.Corrosionfatigueisafracturebehaviorofstructuresunderthecombinedactionsoffluctuatingloadsandcorrosiveenvironment.Itisoneofthemainfailuremodesfornavalarchitecture.Sotheoffshoreplatformispronetocorrosionfatiguedamage.Accordingtothesta

6、tisticsdata,corrosionfatiguedamageisthemostcommoncorrosionaccident,accountingforabout30%ofthetotalcorrosiondamage.Therefore,itisessentialtostudycorrosionfatiguepropertiesofmaterials.Inordertoreduceandpreventthecorrosionfatigueofplatformsteel,cathodicprotectiontechnologyhasbeenadoptedinmanyprojec

7、ts.Sothestudyoncorrosionfatigueofplatformsteelundercathodicprotectionshouldcausemoreattention.Withrespecttoanmportantmechanicalfactor-stressratioandanimportantcharacteristicofcorrosionfatigue-stablecrackgrowthrate.Thepresent