نشكرك على زيارة Nature.com. إصدار المتصفح الذي تستخدمه يدعم CSS بشكل محدود. للحصول على أفضل تجربة، نوصيك باستخدام متصفح محدث (أو إيقاف تشغيل وضع التوافق في Internet Explorer). في غضون ذلك، لضمان استمرار الدعم، سنعرض الموقع بدون أنماط وJavaScript.
فولاذ 20MnTiB هو مادة البراغي عالية القوة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لجسور الهياكل الفولاذية في بلدي، وأداؤه له أهمية كبيرة للتشغيل الآمن للجسور. بناءً على التحقيق في البيئة الجوية في تشونغتشينغ، صممت هذه الدراسة حلاً للتآكل يحاكي المناخ الرطب في تشونغتشينغ، وأجرت اختبارات تآكل الإجهاد للبراغي عالية القوة تحاكي المناخ الرطب في تشونغتشينغ. تمت دراسة تأثير درجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني وتركيز محلول التآكل المحاكى على سلوك التآكل الإجهادي لبراغي 20MnTiB عالية القوة.
فولاذ 20MnTiB هو مادة البراغي عالية القوة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لجسور الهياكل الفولاذية في بلدي، وأدائه له أهمية كبيرة للتشغيل الآمن للجسور. اختبر لي وآخرون 1 خصائص فولاذ 20MnTiB المستخدم بشكل شائع في براغي عالية القوة من الدرجة 10.9 في نطاق درجة حرارة عالية من 20 إلى 700 درجة مئوية، وحصلوا على منحنى الإجهاد والانفعال، وقوة الخضوع، وقوة الشد، ومعامل يونغ، والاستطالة. ومعامل التمدد. تشانغ وآخرون 2، هو وآخرون 3، إلخ، من خلال اختبار التركيب الكيميائي، واختبار الخصائص الميكانيكية، واختبار البنية الدقيقة، والتحليل المجهري والعياني لسطح الخيط، وتُظهر النتائج أن السبب الرئيسي لكسر البراغي عالية القوة مرتبط بعيوب الخيط، وحدوث عيوب الخيط تركيزات الإجهاد الكبيرة، وتركيزات إجهاد طرف الشق وظروف التآكل في الهواء الطلق تؤدي جميعها إلى تشقق التآكل الإجهادي.
تُستخدم مسامير عالية القوة للجسور الفولاذية عادةً لفترات طويلة في بيئة رطبة. يمكن لعوامل مثل الرطوبة العالية ودرجة الحرارة المرتفعة وترسيب وامتصاص المواد الضارة في البيئة أن تسبب بسهولة تآكل الهياكل الفولاذية. يمكن أن يتسبب التآكل في فقدان المقطع العرضي لمسامير عالية القوة، مما يؤدي إلى العديد من العيوب والشقوق. وستستمر هذه العيوب والشقوق في التوسع، مما يقلل من عمر مسامير عالية القوة وحتى يتسبب في كسرها. حتى الآن، هناك العديد من الدراسات حول تأثير التآكل البيئي على أداء التآكل الإجهادي للمواد. قام كاتار وآخرون4 بالتحقيق في سلوك التآكل الإجهادي لسبائك المغنيسيوم ذات محتويات الألومنيوم المختلفة في البيئات الحمضية والقلوية والمحايدة من خلال اختبار معدل الانفعال البطيء (SSRT). درس عبدل وآخرون5 السلوك الكهروكيميائي وسلوك التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي لسبائك Cu10Ni في محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 3.5٪ في وجود تركيزات مختلفة من أيونات الكبريتيد. قام أجيون وآخرون6 بتقييم أداء التآكل لسبائك المغنيسيوم المصبوبة بالقالب. MRI230D في محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 3.5٪ عن طريق اختبار الغمر واختبار رش الملح وتحليل الاستقطاب الجهدي الديناميكي وSSRT. درس Zhang et al.7 سلوك التآكل الإجهادي للصلب المارتنسيتي 9Cr باستخدام SSRT وتقنيات الاختبار الكهروكيميائية التقليدية، وحصل على تأثير أيونات الكلوريد على سلوك التآكل الساكن للصلب المارتنسيتي في درجة حرارة الغرفة. حقق Chen et al.8 في سلوك التآكل الإجهادي وآلية التشقق للصلب X70 في محلول طين البحر المحاكى المحتوي على SRB في درجات حرارة مختلفة بواسطة SSRT. استخدم Liu et al.9 SSRT لدراسة تأثير درجة الحرارة ومعدل الانفعال الشد على مقاومة التآكل الإجهادي لمياه البحر للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 00Cr21Ni14Mn5Mo2N. تظهر النتائج أن درجة الحرارة في نطاق 35 ~ 65 درجة مئوية ليس لها تأثير كبير على سلوك التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ. 10 تم تقييم قابلية الكسر المتأخر للعينات ذات درجات قوة الشد المختلفة عن طريق اختبار الكسر المتأخر للحمل الميت واختبار SSRT. يقترح التحكم في قوة الشد لبراغي الفولاذ عالية القوة 20MnTiB و35VB عند 1040-1190 ميجا باسكال. ومع ذلك، فإن معظم هذه الدراسات تستخدم بشكل أساسي محلول كلوريد الصوديوم البسيط بنسبة 3.5٪ لمحاكاة البيئة المسببة للتآكل، في حين أن بيئة الاستخدام الفعلية للبراغي عالية القوة أكثر تعقيدًا ولديها العديد من العوامل المؤثرة، مثل قيمة الرقم الهيدروجيني للمسمار. درس أنانيا وآخرون. 11 تأثير المعلمات البيئية والمواد في الوسط التآكلي على التآكل والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج. سونادا وآخرون. 12 أجريت اختبارات تشقق التآكل الإجهادي في درجة حرارة الغرفة على فولاذ SUS304 في محاليل مائية تحتوي على H2SO4 (0-5.5 كمول/م-3) وكلوريد الصوديوم (0-4.5 كمول/م-3). كما تمت دراسة تأثيرات H2SO4 وكلوريد الصوديوم على أنواع التآكل في فولاذ SUS304. استخدم Merwe et al.13 تقنية SSRT لدراسة تأثيرات اتجاه التدحرج ودرجة الحرارة وتركيز ثاني أكسيد الكربون/أول أكسيد الكربون وضغط الغاز ووقت التآكل على قابلية فولاذ وعاء الضغط A516 للتآكل الإجهادي. باستخدام محلول NS4 كمحلول لمحاكاة المياه الجوفية، حقق إبراهيم et al.14 في تأثير المعلمات البيئية مثل تركيز أيونات البيكربونات (HCO3) ودرجة الحموضة ودرجة الحرارة على تشقق التآكل الإجهادي لفولاذ خط أنابيب API-X100 بعد تقشير الطلاء. شان et al. 15 درس قانون التباين لحساسية التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 00Cr18Ni10 بدرجة حرارة تحت ظروف درجات حرارة مختلفة (30 ~ 250 درجة مئوية) تحت ظروف وسط الماء الأسود في مصنع محاكاة الفحم إلى الهيدروجين بواسطة SSRT. وصف هان وآخرون. 16 حساسية هشاشة الهيدروجين لعينات البراغي عالية القوة باستخدام اختبار الكسر المتأخر للحمل الميت و SSRT. درس تشاو 17 تأثيرات الرقم الهيدروجيني و SO42- و Cl-1 على سلوك التآكل الإجهادي لسبائك GH4080A بواسطة SSRT. تُظهر النتائج أنه كلما انخفضت قيمة الرقم الهيدروجيني، كلما كانت مقاومة التآكل الإجهادي لسبائك GH4080A أسوأ. لديها حساسية واضحة للتآكل الإجهادي لـ Cl-1، وليست حساسة لوسط SO42- الأيوني في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، هناك دراسات قليلة حول تأثير التآكل البيئي على براغي الفولاذ عالية القوة 20MnTiB.
من أجل معرفة أسباب فشل البراغي عالية القوة المستخدمة في الجسور، أجرى المؤلف سلسلة من الدراسات. تم اختيار عينات البراغي عالية القوة، وتمت مناقشة أسباب فشل هذه العينات من وجهات نظر التركيب الكيميائي، ومورفولوجيا الكسر المجهرية، والبنية المعدنية، وتحليل الخصائص الميكانيكية19، 20. بناءً على التحقيق في البيئة الجوية في تشونغتشينغ في السنوات الأخيرة، تم تصميم مخطط تآكل يحاكي المناخ الرطب في تشونغتشينغ. تم إجراء تجارب تآكل الإجهاد، وتجارب التآكل الكهروكيميائي، وتجارب تعب التآكل للبراغي عالية القوة في مناخ تشونغتشينغ الرطب المحاكى. في هذه الدراسة، تم التحقيق في آثار درجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني وتركيز محلول التآكل المحاكى على سلوك التآكل الإجهادي للبراغي عالية القوة 20MnTiB من خلال اختبارات الخصائص الميكانيكية، والتحليل المجهري والكبير للكسر، ومنتجات التآكل السطحي.
تقع تشونغتشينغ في جنوب غرب الصين، عند الروافد العليا لنهر اليانغتسي، وتتمتع بمناخ شبه استوائي رطب. يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة السنوية 16-18 درجة مئوية، ويبلغ متوسط ​​الرطوبة النسبية السنوية في الغالب 70-80٪، وساعات سطوع الشمس السنوية 1000-1400 ساعة، ونسبة سطوع الشمس 25-35٪ فقط.
وفقًا لتقارير تتعلق بمستوى سطوع الشمس ودرجة الحرارة المحيطة في تشونغتشينغ بين عامي ٢٠١٥ و٢٠١٨، يتراوح متوسط ​​درجة الحرارة اليومية في تشونغتشينغ بين ١٧ درجة مئوية كحد أدنى و٢٣ درجة مئوية كحد أقصى. وقد تصل أعلى درجة حرارة لجسر تشاوتيانمن في تشونغتشينغ إلى ٥٠ درجة مئوية (٢١-٢٢ درجة مئوية). لذلك، حُددت درجات الحرارة لاختبار التآكل الإجهادي عند ٢٥ و٥٠ درجة مئوية.
تحدد قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التآكل المحاكي بشكل مباشر كمية H +، لكن هذا لا يعني أنه كلما انخفضت قيمة الرقم الهيدروجيني، كلما حدث التآكل بسهولة. سيختلف تأثير الرقم الهيدروجيني على النتائج باختلاف المواد والحلول. من أجل دراسة تأثير محلول التآكل المحاكي بشكل أفضل على أداء التآكل الإجهادي للبراغي عالية القوة، تم ضبط قيم الرقم الهيدروجيني لتجارب التآكل الإجهادي على 3.5 و 5.5 و 7.5 بالتزامن مع البحث الأدبي23 ونطاق الرقم الهيدروجيني لمياه الأمطار السنوية في تشونغتشينغ.2010 إلى 2018.
من أجل دراسة تأثير تركيز محلول التآكل المحاكي على التآكل الإجهادي للبراغي عالية القوة، تم إجراء اختبار التآكل المتسارع في المختبر الاصطناعي، وتم ضبط تركيز محلول التآكل المحاكي على المستوى 4 بدون تآكل، والذي كان تركيز محلول التآكل المحاكي الأصلي (1 ×)، 20 × تركيز محلول التآكل المحاكي الأصلي (20 ×) و 200 × تركيز محلول التآكل المحاكي الأصلي (200 ×).
البيئة بدرجة حرارة 25 درجة مئوية وقيمة pH 5.5 وتركيز محلول التآكل الأصلي المحاكى هي الأقرب إلى ظروف الاستخدام الفعلية للبراغي عالية القوة للجسور. ومع ذلك، من أجل تسريع عملية اختبار التآكل، تم تعيين الظروف التجريبية بدرجة حرارة 25 درجة مئوية وقيمة pH 5.5 وتركيز 200 × محلول التآكل الأصلي المحاكى كمجموعة تحكم مرجعية. عندما تم التحقيق في تأثيرات درجة الحرارة أو التركيز أو قيمة pH لمحلول التآكل المحاكى على أداء التآكل الإجهادي للبراغي عالية القوة على التوالي، ظلت العوامل الأخرى دون تغيير، والتي تم استخدامها كمستوى تجريبي لمجموعة التحكم المرجعية.
وفقًا لإحاطة جودة البيئة الجوية 2010-2018 الصادرة عن مكتب بلدية تشونغتشينغ للبيئة والبيئة، وبالإشارة إلى مكونات هطول الأمطار المذكورة في Zhang24 والأدبيات الأخرى المذكورة في تشونغتشينغ، تم تصميم محلول تآكل محاكي يعتمد على زيادة تركيز SO42-. تكوين هطول الأمطار في المنطقة الحضرية الرئيسية في تشونغتشينغ في عام 2017. يظهر تكوين محلول التآكل المحاكى في الجدول 1:
يتم تحضير محلول التآكل المحاكي بطريقة توازن تركيز الأيونات الكيميائية باستخدام الكواشف التحليلية والماء المقطر. تم تعديل قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التآكل المحاكي باستخدام مقياس الرقم الهيدروجيني الدقيق ومحلول حمض النيتريك ومحلول هيدروكسيد الصوديوم.
من أجل محاكاة المناخ الرطب في تشونغتشينغ، تم تعديل وتصميم جهاز اختبار رش الملح خصيصًا25. كما هو موضح في الشكل 1، تحتوي المعدات التجريبية على نظامين: نظام رش الملح ونظام الإضاءة. نظام رش الملح هو الوظيفة الرئيسية للمعدات التجريبية، والتي تتكون من جزء تحكم وجزء رش وجزء تحريض. تتمثل وظيفة جزء الرش في ضخ رذاذ الملح إلى غرفة الاختبار من خلال ضاغط الهواء. يتكون جزء الحث من عناصر قياس درجة الحرارة، والتي تستشعر درجة الحرارة في غرفة الاختبار. يتكون جزء التحكم من كمبيوتر صغير، يربط جزء الرش وجزء الحث للتحكم في العملية التجريبية بأكملها. يتم تثبيت نظام الإضاءة في غرفة اختبار رش الملح لمحاكاة ضوء الشمس. يتكون نظام الإضاءة من مصابيح الأشعة تحت الحمراء ووحدة تحكم في الوقت. في الوقت نفسه، يتم تثبيت مستشعر درجة الحرارة في غرفة اختبار رش الملح لمراقبة درجة الحرارة حول العينة في الوقت الفعلي.
تم معالجة عينات التآكل الإجهادي تحت حمل ثابت وفقًا لـ NACETM0177-2005 (اختبار المختبر لتشقق الإجهاد الكبريتيدي ومقاومة تشقق الإجهاد التآكلي للمعادن في بيئة H2S). تم تنظيف عينات التآكل الإجهادي أولاً باستخدام الأسيتون والتنظيف الميكانيكي بالموجات فوق الصوتية لإزالة بقايا الزيت، ثم تم تجفيفها بالكحول وتجفيفها في الفرن. ثم وضع العينات النظيفة في غرفة اختبار جهاز اختبار رش الملح لمحاكاة حالة التآكل في بيئة المناخ الرطب في تشونغتشينغ. وفقًا للمعيار NACETM0177-2005 ومعيار اختبار رش الملح GB / T 10،125-2012، تم تحديد وقت اختبار تآكل الإجهاد بالحمل الثابت في هذه الدراسة بشكل موحد ليكون 168 ساعة. أجريت اختبارات الشد على عينات التآكل في ظل ظروف تآكل مختلفة على آلة اختبار الشد العالمية MTS-810، وتم تحليل خصائصها الميكانيكية ومورفولوجيا تآكل الكسر.
يوضح الشكل 1 الشكل الكلي والجزئي للتآكل السطحي لعينات تآكل إجهاد البراغي عالية القوة في ظل ظروف تآكل مختلفة.2 و3 على التوالي.
الشكل العياني لعينات التآكل الإجهادي لمسامير 20MnTiB عالية القوة تحت بيئات تآكل محاكاة مختلفة: (أ) لا تآكل؛ (ب) مرة واحدة؛ (ج) 20 ×؛ (د) 200 ×؛ (هـ) الرقم الهيدروجيني 3.5؛ (و) الرقم الهيدروجيني 7.5؛ (ز) 50 درجة مئوية.
الشكل المجهري لمنتجات التآكل لمسامير 20MnTiB عالية القوة في بيئات تآكل محاكاة مختلفة (100 ×): (أ) مرة واحدة؛ (ب) 20 ×؛ (ج) 200 ×؛ (د) درجة الحموضة 3.5؛ (هـ) درجة الحموضة 7.5؛ (و) 50 درجة مئوية.
يمكن ملاحظة من الشكل 2أ أن سطح عينة البراغي عالية القوة غير المتآكلة يظهر بريقًا معدنيًا لامعًا دون تآكل واضح. ومع ذلك، في ظل ظروف محلول التآكل المحاكي الأصلي (الشكل 2ب)، كان سطح العينة مغطى جزئيًا بمنتجات تآكل بنية اللون وحمراء اللون، ولا تزال بعض مناطق السطح تظهر بريقًا معدنيًا واضحًا، مما يشير إلى أن بعض مناطق سطح العينة فقط كانت متآكلة قليلاً، ولم يكن لمحلول التآكل المحاكي أي تأثير على سطح العينة. خصائص المواد لها تأثير ضئيل. ومع ذلك، في ظل ظروف تركيز محلول التآكل الأصلي المحاكى 20 × (الشكل 2 ج)، تم تغطية سطح عينة البراغي عالية القوة بالكامل بكمية كبيرة من منتجات التآكل ذات اللون البني الفاتح وكمية صغيرة من منتج التآكل البني الأحمر، لم يتم العثور على لمعان معدني واضح، وكان هناك كمية صغيرة من منتج التآكل البني الأسود بالقرب من سطح الركيزة. وفي ظل ظروف تركيز محلول التآكل الأصلي المحاكى 200 × (الشكل 2 د)، تم تغطية سطح العينة بالكامل بمنتجات التآكل البنية، وتظهر منتجات التآكل البني الأسود في بعض المناطق.
وبما أن الرقم الهيدروجيني انخفض إلى 3.5 (الشكل 2هـ)، فإن منتجات التآكل ذات اللون البني كانت الأكثر انتشارًا على سطح العينات، كما تم تقشير بعض منتجات التآكل.
يوضح الشكل 2g أنه مع ارتفاع درجة الحرارة إلى 50 درجة مئوية، ينخفض ​​محتوى منتجات التآكل ذات اللون البني والأحمر على سطح العينة بشكل حاد، بينما تغطي منتجات التآكل ذات اللون البني الساطع سطح العينة في مساحة كبيرة. تكون طبقة منتج التآكل فضفاضة نسبيًا، ويتم تقشير بعض المنتجات ذات اللون البني والأسود.
كما هو موضح في الشكل 3، في ظل بيئات التآكل المختلفة، فإن منتجات التآكل على سطح عينات تآكل إجهاد البراغي عالية القوة 20MnTiB تتقشر بشكل واضح، ويزداد سمك طبقة التآكل مع زيادة تركيز محلول التآكل المحاكي. في ظل حالة محلول التآكل المحاكي الأصلي (الشكل 3 أ)، يمكن تقسيم منتجات التآكل على سطح العينة إلى طبقتين: الطبقة الخارجية من منتجات التآكل موزعة بالتساوي، ولكن يظهر عدد كبير من الشقوق؛ الطبقة الداخلية عبارة عن مجموعة فضفاضة من منتجات التآكل. في ظل حالة تركيز محلول التآكل المحاكي الأصلي 20 × (الشكل 3 ب)، يمكن تقسيم طبقة التآكل على سطح العينة إلى ثلاث طبقات: الطبقة الخارجية هي في الأساس منتجات تآكل عنقودية مشتتة، وهي فضفاضة ومسامية، وليس لها أداء وقائي جيد؛ الطبقة الوسطى هي طبقة منتج تآكل موحدة، ولكن توجد شقوق واضحة، ويمكن لأيونات التآكل أن تمر عبر الشقوق وتؤدي إلى تآكل الركيزة؛ الطبقة الداخلية هي طبقة كثيفة من منتجات التآكل بدون شقوق واضحة، والتي لها تأثير وقائي جيد على الركيزة. في ظل ظروف تركيز محلول التآكل الأصلي 200 × (الشكل 3 ج)، يمكن تقسيم طبقة التآكل على سطح العينة إلى ثلاث طبقات: الطبقة الخارجية هي طبقة رقيقة وموحدة من منتجات التآكل؛ الطبقة الوسطى هي في الأساس تآكل على شكل بتلة ورقائق. الطبقة الداخلية هي طبقة كثيفة من منتجات التآكل بدون شقوق وثقوب واضحة، والتي لها تأثير وقائي جيد على الركيزة.
يمكن ملاحظة من الشكل 3د أنه في بيئة التآكل المحاكاة بدرجة حموضة 3.5، يوجد عدد كبير من منتجات التآكل المتكتلة أو الشبيهة بالإبر على سطح عينة البراغي عالية القوة 20MnTiB. ويُفترض أن منتجات التآكل هذه تتكون بشكل أساسي من γ-FeOOH وكمية صغيرة من α-FeOOH متشابكة26، وتحتوي طبقة التآكل على شقوق واضحة.
يتضح من الشكل 3و أنه عند ارتفاع درجة الحرارة إلى 50 درجة مئوية، لم تُعثر على طبقة صدأ داخلية كثيفة واضحة في بنية طبقة التآكل، مما يشير إلى وجود فجوات بين طبقات التآكل عند 50 درجة مئوية، مما جعل الركيزة غير مغطاة بالكامل بنواتج التآكل. يوفر هذا حماية من زيادة ميل الركيزة للتآكل.
تظهر الخصائص الميكانيكية للبراغي عالية القوة تحت تأثير إجهاد الحمل الثابت والتآكل في بيئات تآكلية مختلفة في الجدول 2:
يمكن ملاحظة من الجدول 2 أن الخصائص الميكانيكية لعينات البراغي عالية القوة 20MnTiB لا تزال تلبي المتطلبات القياسية بعد اختبار التآكل المتسارع بدورة الجفاف والرطوبة في بيئات تآكل محاكاة مختلفة، ولكن هناك ضرر معين مقارنة بالعينات غير المتآكلة. عند تركيز محلول التآكل المحاكى الأصلي، لم تتغير الخصائص الميكانيكية للعينة بشكل كبير، ولكن عند تركيز 20 × أو 200 × من المحلول المحاكى، انخفضت استطالة العينة بشكل كبير. الخصائص الميكانيكية متشابهة عند تركيزات 20 × و 200 × من محاليل التآكل المحاكية الأصلية. عندما انخفضت قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التآكل المحاكى إلى 3.5، انخفضت قوة الشد واستطالة العينات بشكل كبير. عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 50 درجة مئوية، تنخفض قوة الشد والاستطالة بشكل كبير، ومعدل انكماش المنطقة قريب جدًا من القيمة القياسية.
تظهر أشكال الكسر لعينات التآكل الإجهادي للبراغي عالية القوة 20MnTiB تحت بيئات تآكل مختلفة في الشكل 4، وهي الشكل الكلي للكسر، ومنطقة الألياف في وسط الكسر، والشفة الدقيقة لواجهة القص، وسطح العينة.
أشكال الكسر المجهرية والعيانية لعينات البراغي عالية القوة المصنوعة من 20MnTiB في بيئات تآكل محاكاة مختلفة (500 ×): (أ) لا يوجد تآكل؛ (ب) مرة واحدة؛ (ج) 20 ×؛ (د) 200 ×؛ (هـ) درجة الحموضة 3.5؛ (و) درجة الحموضة 7.5؛ (ز) 50 درجة مئوية.
يتضح من الشكل 4 أن كسر عينة تآكل إجهاد الترباس عالي القوة 20MnTiB تحت بيئات تآكل محاكاة مختلفة يمثل كسرًا مخروطيًا نموذجيًا. بالمقارنة مع العينة غير المتآكلة (الشكل 4 أ)، فإن المنطقة المركزية لشق منطقة الألياف صغيرة نسبيًا. ، مساحة شفة القص أكبر. يوضح هذا أن الخصائص الميكانيكية للمادة تتضرر بشكل كبير بعد التآكل. مع زيادة تركيز محلول التآكل المحاكى، زادت الحفر في منطقة الألياف في وسط الكسر، وظهرت طبقات تمزق واضحة. عندما زاد التركيز إلى 20 ضعفًا من محلول التآكل المحاكى الأصلي، ظهرت حفر تآكل واضحة عند الواجهة بين حافة شفة القص وسطح العينة، وكان هناك الكثير من منتجات التآكل على السطح. العينة.
يُستدل من الشكل 3د على وجود شقوق واضحة في طبقة التآكل على سطح العينة، مما يُضعف من فعالية الحماية للمصفوفة. في محلول التآكل المُحاكي بدرجة حموضة 3.5 (الشكل 4هـ)، يكون سطح العينة مُتآكلًا بشدة، وتكون مساحة الألياف المركزية صغيرة بشكل واضح. يوجد عدد كبير من طبقات التمزق غير المنتظمة في وسط منطقة الألياف. مع زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التآكل المُحاكي، تتناقص مساحة التمزق في منطقة الألياف في وسط الكسر، ويتناقص حجم الحفرة تدريجيًا، ويتناقص عمق الحفرة تدريجيًا.
عند ارتفاع درجة الحرارة إلى 50 درجة مئوية (الشكل 4ز)، كانت مساحة شفة القص لكسر العينة هي الأكبر، وزادت الحفر في منطقة الألياف المركزية بشكل ملحوظ، كما زاد عمق الحفرة، وزادت الواجهة بين حافة شفة القص وسطح العينة. وزادت نواتج التآكل والحفر، مما يؤكد اتجاه تآكل الركيزة المتزايد كما هو موضح في الشكل 3و.
ستسبب قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التآكل بعض الضرر للخصائص الميكانيكية لبراغي 20MnTiB عالية القوة، لكن التأثير ليس كبيرًا. في محلول التآكل بدرجة حموضة 3.5، يتم توزيع عدد كبير من منتجات التآكل المتكتلة أو الشبيهة بالإبر على سطح العينة، وتحتوي طبقة التآكل على شقوق واضحة، والتي لا يمكن أن تشكل حماية جيدة للركيزة. وهناك حفر تآكل واضحة وعدد كبير من منتجات التآكل في الشكل المجهري لكسر العينة. وهذا يدل على أن قدرة العينة على مقاومة التشوه بالقوة الخارجية تقل بشكل كبير في البيئة الحمضية، وتزداد درجة ميل التآكل الإجهادي للمادة بشكل كبير.
كان لمحلول التآكل المحاكي الأصلي تأثير ضئيل على الخصائص الميكانيكية لعينات البراغي عالية القوة، ولكن مع زيادة تركيز محلول التآكل المحاكي إلى 20 مرة من محلول التآكل المحاكي الأصلي، تضررت الخصائص الميكانيكية للعينات بشكل كبير، وكان هناك تآكل واضح في بنية الكسر. الحفر والشقوق الثانوية والكثير من منتجات التآكل. عندما تم زيادة تركيز محلول التآكل المحاكي من 20 مرة إلى 200 مرة من تركيز محلول التآكل المحاكي الأصلي، ضعف تأثير تركيز محلول التآكل على الخصائص الميكانيكية للمادة.
عندما تكون درجة حرارة التآكل المحاكاة 25 درجة مئوية، فإن قوة الخضوع وقوة الشد لعينات البراغي عالية القوة 20MnTiB لا تتغير كثيرًا مقارنة بالعينات غير المتآكلة. ومع ذلك، في ظل درجة حرارة بيئة التآكل المحاكاة البالغة 50 درجة مئوية، انخفضت قوة الشد واستطالة العينة بشكل كبير، وكان معدل انكماش المقطع قريبًا من القيمة القياسية، وكانت شفة قص الكسر هي الأكبر، وكانت هناك غمازات في منطقة الألياف المركزية. زاد عمق الحفرة بشكل كبير، وزادت منتجات التآكل وحفر التآكل. وهذا يوضح أن بيئة التآكل التآزري في درجة الحرارة لها تأثير كبير على الخصائص الميكانيكية للبراغي عالية القوة، وهو أمر غير واضح في درجة حرارة الغرفة، ولكنه أكثر أهمية عندما تصل درجة الحرارة إلى 50 درجة مئوية.
بعد اختبار التآكل المتسارع الداخلي الذي يحاكي البيئة الجوية في تشونغتشينغ، تم تقليل قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة والمعلمات الأخرى لبراغي 20MnTiB عالية القوة، وحدث ضرر إجهادي واضح. نظرًا لأن المادة تحت الضغط، ستكون هناك ظاهرة تسارع تآكل موضعية كبيرة. وبسبب التأثير المشترك لتركيز الإجهاد وحفر التآكل، فمن السهل التسبب في ضرر بلاستيكي واضح لبراغي القوة العالية، وتقليل القدرة على مقاومة التشوه بالقوى الخارجية، وزيادة ميل التآكل الإجهادي.
لي، جي، لي، إم، ين، واي، وجيانج، إس. دراسة تجريبية على خصائص البراغي عالية القوة المصنوعة من فولاذ 20MnTiB في درجة حرارة مرتفعة. الفك. الهندسة المدنية. مجلة 34، 100-105 (2001).
هو، جيه، زو، دي، ويانغ، كيو. تحليل فشل الكسر لبراغي الفولاذ عالية القوة من 20MnTiB للسكك الحديدية. المعالجة الحرارية. المعادن. 42، 185-188 (2017).
كاتار، ر. وألتون، هـ. سلوك التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي لسبائك المغنيسيوم والألمنيوم والزنك في ظل ظروف الرقم الهيدروجيني المختلفة باستخدام طريقة SSRT.Open.Chemical.17، 972-979 (2019).
Nazer, AA et al. تأثيرات الجلايسين على سلوك التشقق الكهروكيميائي والإجهادي لسبائك Cu10Ni في محلول ملحي ملوث بالكبريتيد. الهندسة الصناعية. الكيميائية. الخزان. 50، 8796-8802 (2011).
أجيون، إي. ولولو، إن. خصائص التآكل لسبائك المغنيسيوم المصبوبة بالقالب MRI230D في محلول كلوريد الصوديوم المشبع بـ Mg(OH)2 بنسبة 3.5%. alma mater.character.61، 1221-1226 (2010).
Zhang، Z.، Hu، Z. & Preet، MS تأثير أيونات الكلوريد على سلوك التآكل الساكن والإجهادي للفولاذ المارتنسيتي 9Cr.surf.Technology.48، 298-304 (2019).
تشين، إكس، ما، جيه، لي، إكس، وو، إم، وسونغ، بي. التأثير التآزري لـ SRB ودرجة الحرارة على تشقق التآكل الإجهادي لفولاذ X70 في محلول طين البحر الاصطناعي. مجلة الحزب الاشتراكي، كوروس، برو. 39، 477-484 (2019).
ليو، جيه، تشانغ، واي، ويانغ، إس. سلوك التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ 00Cr21Ni14Mn5Mo2N في مياه البحر. الفيزياء. إجراء اختبار. اختبار. 36، 1-5 (2018).
لو، سي. دراسة الكسر المتأخر لمسامير الجسر عالية القوة. الفك. المدرسة الأكاديمية. علوم السكك الحديدية. 2، 10369 (2019).
أنانيا، ب. تشقق التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج في المحاليل الكاوية. أطروحة دكتوراه، أتلانتا، جورجيا، الولايات المتحدة الأمريكية: معهد جورجيا للتكنولوجيا 137-8 (2008)
سونادا، س.، ماسانوري، ك.، كازوهيكو، م. وسوجيموتو، ك. تأثير تركيزات H2SO4 والناسي على التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ SUS304 في محلول مائي من H2SO4 وكلوريد الصوديوم. alma mater.trans.47، 364-370 (2006).
ميروي، جيه دبليو في دي، تأثير البيئة والمواد على تشقق التآكل الإجهادي للصلب في محلول الماء/ثاني أكسيد الكربون/ثاني أكسيد الكربون. إنتر ميلان. مجلة كوروس. 2012، 1-13 (2012).
إبراهيم، م. وأكرم أ. تأثير البيكربونات ودرجة الحرارة والرقم الهيدروجيني على تخميل فولاذ خط الأنابيب API-X100 في محلول المياه الجوفية المحاكى. في IPC 2014-33180.
شان، جي، تشي، إل، سونغ، إكس، هوانغ، إكس، وكو، دي. تأثير درجة الحرارة على قابلية الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي للتشقق بسبب التآكل الإجهادي. coro.be opposed to.Technology.18, 42–44 (2018).
هان، س. سلوك الكسر المتأخر الناتج عن الهيدروجين لعدة أنواع من الفولاذ المثبت عالي القوة (جامعة كونمينغ للعلوم والتكنولوجيا، 2014).
تشاو، ب.، تشانغ، كيو. وتشانغ، إم. آلية التآكل الإجهادي لسبائك GH4080A للمثبتات.cross.companion.Hey.treat.41، 102-110 (2020).