D36钢腐蚀疲劳机制研究.pdf

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1、3DOI：10．13905／j．enki．dwjz．2015．09．002D36钢腐蚀疲劳机制研究上官神瑾，黄一，吴智敏(大连理工大学，辽宁大连116024)【摘要】D36钢在不同荷载频率下的腐蚀疲劳裂纹扩展机制。通过扫描电镜观察并分析荷载频率为0．2Hz和1Hz两种频率下在自腐蚀和施加保护电位(一80mV)条件下的5000倍断口扫描电镜腐蚀疲劳断面。结果发现：D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展机制主要为阳极溶解，在1Hz时同时出现氢脆现象；阴极保护对低荷载频率的裂纹扩展起到保护作用，对高频率荷载保护效果并不理想，阳极溶解现象并没有得到有效改善。【关键词】D36钢；腐蚀疲

2、劳；阳极溶解；氢脆．【中图分类号】TU761【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)09—0003—02金属的腐蚀疲劳裂纹扩展主要有阳极溶解和氢公司生产的QUANrA450环境扫描电镜下观察裂纹断脆开裂两种形式。在腐蚀介质和循环荷载的共同作口形貌。用下，金属会形成滑移带，并使金属产生电化学性不2试验结果分析均匀，滑移带集中的变形区域与未变形区域组成腐蚀2．1荷载频率0．2Hz时疲劳断口分析电池，变形区域为阳极，未变形区域为阴极，阳极不断处于自腐蚀状态下的0．2Hz频率荷载试件，试件溶解而形成疲劳裂纹，最终导致金属断裂。金属材料表面及裂纹断口区域

3、附着大量腐蚀产物。如图1所表面析出的氢在交变的应力应变场作用下通过溶解、示，腐蚀疲劳裂纹扩展机制主要为阳极溶解，疲劳断吸附和分子三种形式渗透进金属并扩散富集，导致了口扫描电镜上可清楚可见腐蚀坑。裂纹尖端的脆性，产生氢脆现象。Kang等学者通过三点弯曲实验，将相同应力条件下海水和空气中钢结构疲劳进行对比，不仅验证了海水腐蚀环境会很大程度提高钢结构疲劳裂纹扩展速率，并且得出阳极溶解和氢致开裂机制是加速其疲劳裂纹扩展的两种主要机制。韩恩厚等认为在裂纹扩展的过程中，裂纹尖端将形成局部塑性变形区，裂尖新鲜表面与溶液发生电化学反应使裂纹内及图10．2Hz自腐蚀条件下腐蚀裂尖

4、溶液的氢离子含量增大，氢的聚集导致氢脆加疲劳断口微观形貌剧，腐蚀疲劳裂纹扩展的主导机制为氢脆。许多学者认为氢致开裂是高强钢材料腐蚀疲劳裂纹扩展的主阳极溶解时裂纹尖端的金属原子与腐蚀介质发导机制一。刑志强等提出在腐蚀疲劳过程中阳极生电化学反应，滑移带被腐蚀介质优先溶解，循环荷溶解和氢脆并不是相互矛盾的，而是同时存在并相互载引起的形变及阳极溶解增加了空位浓度，逐渐形成耦合，当服役条件变化时起主要作用的机制也发生变双空位，反向滑移和扩散导致空位迁移，双空位不断化。也有许多学者认为腐蚀介质促进裂纹扩展的过聚集，最终平面应变条件形成解理断裂。由于0．2Hz频率下的荷载上升

5、段持续时间长，裂程并非是阳极溶解或氢脆单一机制的结果，而是阳极溶解和氢脆同时存在并互为促进。Randon_9还提出纹张开时间长，裂纹尖端及裂纹表面可与腐蚀介质充一个阳极溶解与氢脆共同作用的双机制模型。分交换，阳极溶解加速腐蚀疲劳裂纹扩展速率。疲劳1试验概况断口界面存在大量球状颗粒物，认为是阳极溶解过程中产生的腐蚀产物，腐蚀产物的堆积使裂纹在交变应在腐蚀疲劳结束之后，继续在空气中拉断试件，力的作用下提前闭合，有效AK降低。用酒精对试件进行清洗，尽量清除断口处杂质，吹干后放入干燥器中保存。试件断口部分切下4mmx4mm处于阴极保护(一800mV)电位条件下的0．2H

6、z频率荷载试件，由于阴极电位的保护，试件表面及裂×2mm的小切片，做成观察裂纹形貌的试样。试样放纹断口区域附着较少量的腐蚀产物。如图2所示，从入丙酮和酒精中，超声波清洗30min。后采用美国FEI[基金项目]深水大型浮式海洋结构工程腐蚀损伤及保护基础理论李衍赫等：码头工程混凝土耐久性提升试验研究5DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．09．003码头工程混凝土耐久性提升试验研究李衍赫，付蕾，普绍良，秦强，胡华盛，董建锋，赵羽习(1．浙江大学建筑工程学院结构工程研究所。杭州310058：2．舟山市交通规划设计院。浙江舟山316000)【摘要】

7、文中主要介绍码头工程混凝土耐久性提升试验研究。笔者设计六种混凝土并进行试配，测试混凝土的坍落度、抗压强度和28d氯离子迁移系数，对比分析不同配比混凝土的各项性能，并将耐久性最优的配比用于码头部分实体结构当中。结果表明，高性能混凝土相比于普通混凝土抗氯离子渗透性能更佳，能够有效提升码头工程结构的耐久性。【关键词】高性能混凝土；强度；氯离子迁移系数；耐久性【中图分类号】TU375．1【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)09—0005—03EXPERIMENTALENHANC：EMENTSTUDYONDURABILITYOFCONCRETEINW

8、HARFPROJECTL