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《黄铜应力腐蚀裂纹与应力分量的关系_乔利杰》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、.,.第之7卷第6期VOI27No6金属学报1991年12月ACTAMETALLURGICASINICADeeembet1991黄铜应力腐蚀裂纹与应力分盆的关系乔利杰刘锐肖纪美(北京科技大学)摘共利用黄铜n型和11型试样研究了应力腐蚀裂纹形核位置和扩展方向与应力分。,,.11型最的关系结果表明裂纹在最大正应力处形核扩展方向与最大正应力相垂直在,,,,45。试样中氨浓度对裂纹扩展形态有影响氨浓度较高时由于均匀腐蚀的作用在,,“,面上的裂纹很不明显在氨浓度较低时则可看到沿试样圆周有许多45面裂纹裂纹间隔在10一,.15。协m之间而在具有最大剪应力的扭转
2、面上则没有裂纹形成,,,,关健润黄铜应力腐蚀应力分量氨溶液11型试样黄铜在氨溶液中的应力腐蚀.对于开裂现象及机理的研开裂是研究最早的应力腐蚀体系,.究也较为充分〔1一3〕已提出了一些模型来解释其开裂行为这些模型在有些实验中得到了,,,较好的验证但还存在一些问题在裂纹的形核位置和扩展方向方面没有考虑应力分量特,.别是没有考虑正应力分量的作用有必要在这方面进行一些探讨l型试样的应力腐蚀开裂中已经证明,在奥氏体不锈钢H裂纹是在剪应力为零的最大正应,,〔5〕,力面上扩展的〔4〕在H型试样中裂纹在最大正应力处形核而不是在最大剪应力处对,〔.黄铜Hl型试样的试
3、探性研究中也表明裂纹是在最大正应力面上“〕但在早些时候的研究结果却认为裂纹是在正应力为零的最大剪应力面上扩展的〔7〕.这可能是由于实验条件不同造成。,,的为此本文细致地研究裂纹扩展形态及方向与应力分量的关系并在不同实验条件下研,,.究黄铜川型试样的应力腐蚀开裂行为以便统一实验结果上的矛盾1实验H,l型=12mm,d,实验用材料为68黄铜加工成扭转H试样(外径D内径二smxn缺口“.8xx,mm,角度=60)和11型缺口试样(尺寸为30301smm线切割缺口深度为25)经650℃保温1h,进行消除内应力热处理.,o2,实验介质为l,14mol/L的氨
4、溶液每升含sgCu-(以CC1的形式加入)以观察不.同介质浓度对Hl型试样裂纹扩展方向的影响Hl型扭转和H型实验分别在自制的恒扭矩扭转.i,,o年11月2‘日收到初稿,1991年3月15日收到修改稿.,,本文通讯联系人乔利杰讲师北京(1。。。83)北京科技大学材料物理系B398:6期乔利杰等黄铜应力腐蚀裂纹与应力分量的关系仑399试验机和恒位移夹具上进行.利用H型恒位移试样可以在光学显微镜下动态观察滑移线与裂纹形核的关系。在弱酸介质中超声清洗断,.口用扫描电镜和光学显微镜观察断口形貌和裂纹取向2结果与讨论2.1裂纹扩展方向与应力分t的关系一,,按照
5、滑移溶解模型裂纹应在出现滑移台阶的地方形核也就是在具有最大剪应力的.,,H型试样中最大剪应力位置在0位置形核在Hl型试样中扭转面恒为最大剪应力面在=80。,,11型试样中应在扭转面上形核和扩展,处按照上述模型推理裂纹在在1型试样中应0。,,在=80处形核但在实验中却发现在IH型试样的斜面上有许多应力腐蚀开裂裂纹如图.“,1所示由该试样的纵向剖面图可以测量出宏观裂纹的取向与扭转轴成45夹角根据实验,.时的扭转方向可知该面为拉应力面即裂纹在最大正应力面上扩展图2是中断应力腐蚀开,。裂实验然后在空气中拉断的不同放大倍数的断面情况在这里可以更清楚地看到裂纹
6、沿45,.。面扩展而在扭转面(即最大剪应力)上并没有应力腐蚀开裂发生在45面上的断口为沿,口为韧性断口,.晶或解理断裂而在扭转面上的断断面为韧窝状这些结果都说明应力腐蚀开,裂发生在不存在剪应力的最大正应力面上而在正应力为零的最大剪应力面上并不发生应.,,,力腐蚀开裂在H型试样中裂纹亦在最大正应力位置形核而不是在最大剪应力位置如.,.图3所示这再一次证明了在奥氏体不锈钢所获得的结论〔“幻2.2介质浓度对开裂途径及其敏感性的影晌,.只实验结果已经表明介质腐蚀性的强弱对应力腐蚀开裂敏感性有很大影响有恰当的,.腐蚀速度与一定的应力水平相匹配才能使应力腐蚀开
7、裂最敏感但介质腐蚀性的强弱对裂纹扩展途径的影响还未曾研究过.黄铜IH型试样的早期研究结果与最近研究相矛盾的现象很.,H可能就是介质腐蚀性不同造成的为此在大浓度范围内对黄铜l型试样进行应力腐蚀开裂实验.将黄铜Hl型试样在恒定扭矩为78N·m的条件下进行实验.相应的应力强度因子可用下式计算〔们:·‘1!1一二、丽器(f)“圈145面上的裂纹臼2中断应力腐蚀买验后在空气中拉断的断口·。esseoserae·,Fig1Strorionkon45Fig2Fraet)gtaPhfailuredinairPriorPlanetos.co口rosagtreionc
8、rck迈B琪00金属学报27卷形状因子‘F一l+++(誉)韶!苦(卜会)〕〔音会晋(誉)晶(韵·+益(‘+。208‘会)(
