از بازدید شما از Nature.com متشکریم. نسخه مرورگری که استفاده می‌کنید پشتیبانی محدودی از CSS دارد. برای بهترین تجربه، توصیه می‌کنیم از یک مرورگر به‌روز استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در Internet Explorer غیرفعال کنید). در عین حال، برای اطمینان از ادامه پشتیبانی، سایت را بدون استایل‌ها و جاوا اسکریپت نمایش خواهیم داد.
فولاد 20MnTiB پرکاربردترین ماده پیچ با مقاومت بالا برای پل‌های سازه فولادی در کشور من است و عملکرد آن برای عملکرد ایمن پل‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. بر اساس بررسی محیط جوی در چونگ‌کینگ، این مطالعه یک محلول خوردگی را طراحی کرد که آب و هوای مرطوب چونگ‌کینگ را شبیه‌سازی می‌کرد و آزمایش‌های خوردگی تنشی پیچ‌های با مقاومت بالا را با شبیه‌سازی آب و هوای مرطوب چونگ‌کینگ انجام داد. اثرات دما، مقدار pH و غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بر رفتار خوردگی تنشی پیچ‌های با مقاومت بالای 20MnTiB مورد بررسی قرار گرفت.
فولاد 20MnTiB پرکاربردترین ماده پیچ با استحکام بالا برای پل‌های سازه فولادی در کشور من است و عملکرد آن برای عملکرد ایمن پل‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. لی و همکارانش 1 خواص فولاد 20MnTiB را که معمولاً در پیچ‌های با استحکام بالای درجه 10.9 در محدوده دمایی بالای 20 تا 700 درجه سانتیگراد استفاده می‌شود، آزمایش کردند و منحنی تنش-کرنش، استحکام تسلیم، استحکام کششی، مدول یانگ و ازدیاد طول و ضریب انبساط را به دست آوردند. ژانگ و همکارانش 2، هو و همکارانش 3 و غیره، از طریق آزمایش ترکیب شیمیایی، آزمایش خواص مکانیکی، آزمایش ریزساختار، تجزیه و تحلیل ماکروسکوپی و میکروسکوپی سطح رزوه، نتایج نشان می‌دهد که دلیل اصلی شکستگی پیچ‌های با استحکام بالا مربوط به نقص‌های رزوه است و وقوع نقص‌های رزوه، غلظت‌های زیاد تنش، غلظت‌های زیاد تنش در نوک ترک و شرایط خوردگی در فضای باز، همگی منجر به ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی می‌شوند.
پیچ‌های با استحکام بالا برای پل‌های فولادی معمولاً برای مدت طولانی در محیط مرطوب استفاده می‌شوند. عواملی مانند رطوبت بالا، دمای بالا و رسوب و جذب مواد مضر در محیط می‌توانند به راحتی باعث خوردگی سازه‌های فولادی شوند. خوردگی می‌تواند باعث از بین رفتن سطح مقطع پیچ‌های با استحکام بالا شود و در نتیجه نقص‌ها و ترک‌های متعددی ایجاد کند. و این نقص‌ها و ترک‌ها همچنان گسترش می‌یابند و در نتیجه عمر پیچ‌های با استحکام بالا را کاهش داده و حتی باعث شکستن آنها می‌شوند. تاکنون مطالعات زیادی در مورد تأثیر خوردگی محیطی بر عملکرد خوردگی تنشی مواد انجام شده است. کاتار و همکارانش رفتار خوردگی تنشی آلیاژهای منیزیم با مقادیر مختلف آلومینیوم را در محیط‌های اسیدی، قلیایی و خنثی با آزمایش نرخ کرنش آهسته (SSRT) بررسی کردند. عبدل و همکارانش رفتار ترک خوردگی الکتروشیمیایی و خوردگی تنشی آلیاژ Cu10Ni را در محلول 3.5٪ NaCl در حضور غلظت‌های مختلف یون‌های سولفید مطالعه کردند. آگیون و همکارانش عملکرد خوردگی آلیاژ منیزیم ریخته‌گری شده با قالب MRI230D را در محلول 3.5٪ NaCl با آزمایش غوطه‌وری، آزمایش اسپری نمک و ... ارزیابی کردند. تحلیل پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و SSRT. ژانگ و همکارانش 7 رفتار خوردگی تنشی فولاد مارتنزیتی 9Cr را با استفاده از SSRT و تکنیک‌های آزمایش الکتروشیمیایی سنتی بررسی کردند و تأثیر یون‌های کلرید را بر رفتار خوردگی استاتیک فولاد مارتنزیتی در دمای اتاق به دست آوردند. چن و همکارانش 8 رفتار خوردگی تنشی و مکانیسم ترک خوردگی فولاد X70 را در محلول شبیه‌سازی شده گل دریایی حاوی SRB در دماهای مختلف با SSRT بررسی کردند. لیو و همکارانش 9 از SSRT برای مطالعه تأثیر دما و نرخ کرنش کششی بر مقاومت به خوردگی تنشی آب دریا فولاد ضد زنگ آستنیتی 00Cr21Ni14Mn5Mo2N استفاده کردند. نتایج نشان می‌دهد که دما در محدوده 35 تا 65 درجه سانتیگراد تأثیر قابل توجهی بر رفتار خوردگی تنشی فولاد ضد زنگ ندارد. لو و همکارانش 10 حساسیت به شکست تأخیری نمونه‌هایی با درجات مختلف استحکام کششی را با استفاده از آزمایش شکست تأخیری بار مرده و SSRT ارزیابی کردند. پیشنهاد می‌شود که استحکام کششی پیچ‌های با استحکام بالای فولاد 20MnTiB و فولاد 35VB در فشار 1040-1190 مگاپاسکال کنترل شود. با این حال، اکثر این مطالعات اساساً از یک محلول ساده 3.5٪ NaCl برای شبیه‌سازی محیط خورنده استفاده می‌کنند، در حالی که محیط استفاده واقعی پیچ‌های با استحکام بالا پیچیده‌تر است و عوامل مؤثر زیادی مانند مقدار pH پیچ دارد. آنانیا و همکاران. 11 تأثیر پارامترهای محیطی و مواد موجود در محیط خورنده را بر خوردگی و ترک خوردگی تنشی فولادهای ضد زنگ دوپلکس بررسی کردند. سونادا و همکاران. 12 آزمایش‌های ترک‌خوردگی تنشی در دمای اتاق را روی فولاد SUS304 در محلول‌های آبی حاوی H2SO4 (0-5.5 kmol/m-3) و NaCl (0-4.5 kmol/m-3) انجام دادند. اثرات H2SO4 و NaCl بر انواع خوردگی فولاد SUS304 نیز مورد مطالعه قرار گرفت. Merwe و همکارانش13 از SSRT برای مطالعه اثرات جهت نورد، دما، غلظت CO2/CO، فشار گاز و زمان خوردگی بر حساسیت خوردگی تنشی فولاد مخزن تحت فشار A516 استفاده کردند. ابراهیم و همکارانش14 با استفاده از محلول NS4 به عنوان محلول شبیه‌سازی آب‌های زیرزمینی، تأثیر پارامترهای محیطی مانند غلظت یون بی‌کربنات (HCO3)، pH و دما را بر ترک‌خوردگی تنشی فولاد خط لوله API-X100 پس از جدا شدن پوشش بررسی کردند. Shan و همکارانش 15 قانون تغییرات حساسیت ترک خوردگی تنشی فولاد ضد زنگ آستنیتی 00Cr18Ni10 را با دما در شرایط دمایی مختلف (30 تا 250 درجه سانتیگراد) تحت شرایط محیط آب سیاه در کارخانه شبیه‌سازی شده زغال سنگ به هیدروژن با استفاده از SSRT بررسی کردند. هان و همکارانش.16 حساسیت تردی هیدروژنی نمونه‌های پیچ با استحکام بالا را با استفاده از آزمایش شکست تأخیری بار مرده و SSRT مشخص کردند. ژائو17 اثرات pH، SO42-، Cl-1 را بر رفتار خوردگی تنشی آلیاژ GH4080A با SSRT بررسی کردند. نتایج نشان می‌دهد که هرچه مقدار pH کمتر باشد، مقاومت به خوردگی تنشی آلیاژ GH4080A بدتر است. این آلیاژ حساسیت خوردگی تنشی آشکاری به Cl-1 دارد و در دمای اتاق به محیط یونی SO42- حساس نیست. با این حال، مطالعات کمی در مورد تأثیر خوردگی محیطی بر پیچ‌های با استحکام بالای فولادی 20MnTiB وجود دارد.
به منظور یافتن دلایل شکست پیچ‌های پرمقاومت مورد استفاده در پل‌ها، نویسنده مجموعه‌ای از مطالعات را انجام داده است. نمونه‌های پیچ پرمقاومت انتخاب شدند و دلایل شکست این نمونه‌ها از دیدگاه ترکیب شیمیایی، مورفولوژی میکروسکوپی شکست، ساختار متالوگرافی و تجزیه و تحلیل خواص مکانیکی مورد بحث قرار گرفت19، 20. بر اساس بررسی محیط جوی در چونگ‌کینگ در سال‌های اخیر، یک طرح خوردگی که آب و هوای مرطوب چونگ‌کینگ را شبیه‌سازی می‌کند، طراحی شده است. آزمایش‌های خوردگی تنشی، آزمایش‌های خوردگی الکتروشیمیایی و آزمایش‌های خستگی خوردگی پیچ‌های پرمقاومت در آب و هوای مرطوب شبیه‌سازی شده چونگ‌کینگ انجام شد. در این مطالعه، اثرات دما، مقدار pH و غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بر رفتار خوردگی تنشی پیچ‌های پرمقاومت 20MnTiB از طریق آزمایش‌های خواص مکانیکی، تجزیه و تحلیل ماکروسکوپی و میکروسکوپی شکست و محصولات خوردگی سطحی بررسی شد.
چونگ‌کینگ در جنوب غربی چین، در قسمت بالایی رودخانه یانگ تسه واقع شده است و دارای آب و هوای مرطوب نیمه‌گرمسیری موسمی است. میانگین دمای سالانه 16-18 درجه سانتیگراد، میانگین رطوبت نسبی سالانه عمدتاً 70-80٪، ساعات آفتابی سالانه 1000-1400 ساعت و درصد تابش خورشید تنها 25-35٪ است.
طبق گزارش‌های مربوط به تابش آفتاب و دمای محیط در چونگ‌کینگ از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۸، میانگین دمای روزانه در چونگ‌کینگ حداقل ۱۷ درجه سانتی‌گراد و حداکثر ۲۳ درجه سانتی‌گراد است. بالاترین دما در بدنه پل پل چائوتیانمن در چونگ‌کینگ می‌تواند به ۵۰ درجه سانتی‌گراد برسد. بنابراین، سطوح دما برای آزمایش خوردگی تنشی ۲۵ و ۵۰ درجه سانتی‌گراد تعیین شد.
مقدار pH محلول خوردگی شبیه‌سازی شده مستقیماً میزان H+ را تعیین می‌کند، اما این بدان معنا نیست که هرچه مقدار pH کمتر باشد، خوردگی آسان‌تر رخ می‌دهد. تأثیر pH بر نتایج برای مواد و محلول‌های مختلف متفاوت خواهد بود. به منظور مطالعه بهتر تأثیر محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بر عملکرد خوردگی تنشی پیچ‌های با استحکام بالا، مقادیر pH آزمایش‌های خوردگی تنشی در ترکیب با تحقیقات ادبیات23 و محدوده pH آب باران سالانه در چونگ‌کینگ، از سال 2010 تا 2018، روی 3.5، 5.5 و 7.5 تنظیم شدند.
هرچه غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بیشتر باشد، محتوای یون در محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بیشتر و تأثیر آن بر خواص مواد بیشتر خواهد بود. به منظور بررسی تأثیر غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بر خوردگی تنشی پیچ‌های با استحکام بالا، آزمایش خوردگی تسریع شده آزمایشگاهی مصنوعی انجام شد و غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده در سطح ۴ بدون خوردگی تنظیم شد که شامل غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی (۱×)، غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی ۲۰× (۲۰×) و غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی ۲۰۰× (۲۰۰×) بود.
محیطی با دمای 25 درجه سانتیگراد، مقدار pH برابر با 5.5 و غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی، نزدیکترین شرایط به شرایط واقعی استفاده از پیچ‌های با مقاومت بالا برای پل‌ها است. با این حال، به منظور سرعت بخشیدن به فرآیند آزمایش خوردگی، شرایط آزمایش با دمای 25 درجه سانتیگراد، pH برابر با 5.5 و غلظت 200 × محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی به عنوان گروه کنترل مرجع تعیین شد. هنگامی که اثرات دما، غلظت یا مقدار pH محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بر عملکرد خوردگی تنشی پیچ‌های با مقاومت بالا به ترتیب بررسی شد، سایر عوامل بدون تغییر باقی ماندند که به عنوان سطح تجربی گروه کنترل مرجع استفاده شد.
طبق خلاصه کیفیت محیط جوی سال‌های ۲۰۱۰-۲۰۱۸ که توسط دفتر بوم‌شناسی و محیط زیست شهرداری چونگ‌کینگ منتشر شده است، و با اشاره به اجزای بارش گزارش شده در Zhang24 و سایر منابع گزارش شده در چونگ‌کینگ، یک محلول خوردگی شبیه‌سازی شده بر اساس افزایش غلظت SO42- طراحی شد. ترکیب بارش در منطقه اصلی شهری چونگ‌کینگ در سال ۲۰۱۷. ترکیب محلول خوردگی شبیه‌سازی شده در جدول ۱ نشان داده شده است:
محلول خوردگی شبیه‌سازی شده با روش تعادل غلظت یون شیمیایی با استفاده از معرف‌های تحلیلی و آب مقطر تهیه می‌شود. مقدار pH محلول خوردگی شبیه‌سازی شده با یک pH متر دقیق، محلول اسید نیتریک و محلول هیدروکسید سدیم تنظیم شد.
به منظور شبیه‌سازی آب و هوای مرطوب در چونگ‌کینگ، دستگاه تست اسپری نمک به طور ویژه اصلاح و طراحی شده است25. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، تجهیزات آزمایشگاهی دارای دو سیستم هستند: یک سیستم اسپری نمک و یک سیستم روشنایی. سیستم اسپری نمک عملکرد اصلی تجهیزات آزمایشگاهی است که از یک بخش کنترل، یک بخش اسپری و یک بخش القایی تشکیل شده است. عملکرد بخش اسپری، پمپاژ غبار نمک به داخل محفظه آزمایش از طریق کمپرسور هوا است. بخش القایی از عناصر اندازه‌گیری دما تشکیل شده است که دما را در محفظه آزمایش حس می‌کنند. بخش کنترل از یک میکروکامپیوتر تشکیل شده است که بخش اسپری و بخش القایی را برای کنترل کل فرآیند آزمایش به هم متصل می‌کند. سیستم روشنایی در یک محفظه آزمایش اسپری نمک نصب شده است تا نور خورشید را شبیه‌سازی کند. سیستم روشنایی شامل لامپ‌های مادون قرمز و یک کنترل‌کننده زمان است. در عین حال، یک حسگر دما در محفظه آزمایش اسپری نمک نصب شده است تا دمای اطراف نمونه را در زمان واقعی کنترل کند.
نمونه‌های خوردگی تنشی تحت بار ثابت مطابق با NACETM0177-2005 (آزمایش آزمایشگاهی ترک‌خوردگی تنشی سولفیدی و مقاومت به ترک‌خوردگی تنشی فلزات در محیط H2S) پردازش شدند. نمونه‌های خوردگی تنشی ابتدا با استون و تمیزکاری مکانیکی اولتراسونیک برای حذف بقایای روغن تمیز شدند، سپس با الکل آبگیری و در فر خشک شدند. سپس نمونه‌های تمیز را در محفظه آزمایش دستگاه تست اسپری نمک قرار دهید تا وضعیت خوردگی در محیط آب و هوای مرطوب چونگ‌کینگ شبیه‌سازی شود. طبق استاندارد NACETM0177-2005 و استاندارد تست اسپری نمک GB/T 10,125-2012، زمان آزمایش خوردگی تنشی بار ثابت در این مطالعه به طور یکنواخت 168 ساعت تعیین شده است. آزمایش‌های کششی بر روی نمونه‌های خوردگی تحت شرایط مختلف خوردگی بر روی دستگاه تست کشش جهانی MTS-810 انجام شد و خواص مکانیکی و مورفولوژی خوردگی شکست آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
شکل 1، به ترتیب، ماکرومورفولوژی و میکرومورفولوژی خوردگی سطحی نمونه‌های خوردگی تنشی پیچ با استحکام بالا را تحت شرایط خوردگی مختلف نشان می‌دهد. 2 و 3
ریخت‌شناسی ماکروسکوپی نمونه‌های خوردگی تنشی پیچ‌های پرمقاومت 20MnTiB تحت محیط‌های خوردگی شبیه‌سازی شده مختلف: (الف) بدون خوردگی؛ (ب) 1 بار؛ (ج) 20 ×؛ (د) 200 ×؛ (ه) pH3.5؛ (و) pH 7.5؛ (ز) 50 درجه سانتیگراد.
میکرومورفولوژی محصولات خوردگی پیچ‌های پرمقاومت 20MnTiB در محیط‌های خوردگی شبیه‌سازی شده مختلف (100×): (الف) 1 بار؛ (ب) 20 ×؛ (ج) 200 ×؛ (د) pH3.5؛ (ه) pH7.5؛ (و) 50 درجه سانتیگراد.
از شکل 2a می‌توان دریافت که سطح نمونه پیچ با استحکام بالا که خورده نشده است، درخشش فلزی درخشانی را بدون خوردگی آشکار نشان می‌دهد. با این حال، تحت شرایط محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی (شکل 2b)، سطح نمونه تا حدی با محصولات خوردگی قهوه‌ای مایل به قرمز و قهوه‌ای پوشانده شده بود و برخی از نواحی سطح هنوز درخشش فلزی آشکاری را نشان می‌دادند، که نشان می‌دهد تنها برخی از نواحی سطح نمونه کمی خورده شده‌اند و محلول خوردگی شبیه‌سازی شده هیچ تاثیری بر سطح نمونه نداشته است. خواص مواد تأثیر کمی دارند. با این حال، تحت شرایط غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اولیه 20 × (شکل 2c)، سطح نمونه پیچ با استحکام بالا به طور کامل توسط مقدار زیادی از محصولات خوردگی برنزه و مقدار کمی از محصولات خوردگی قهوه‌ای-قرمز پوشانده شده است، هیچ درخشش فلزی آشکاری مشاهده نشد و مقدار کمی از محصولات خوردگی قهوه‌ای-سیاه در نزدیکی سطح زیرلایه وجود داشت. و تحت شرایط غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اولیه 200 × (شکل 2d)، سطح نمونه به طور کامل توسط محصولات خوردگی قهوه‌ای پوشانده شده است و محصولات خوردگی قهوه‌ای-سیاه در برخی مناطق ظاهر می‌شوند.
با کاهش pH به 3.5 (شکل 2e)، محصولات خوردگی به رنگ قهوه‌ای مایل به زرد بیشترین مقدار را روی سطح نمونه‌ها داشتند و برخی از محصولات خوردگی پوسته پوسته شده بودند.
شکل 2g نشان می‌دهد که با افزایش دما به 50 درجه سانتیگراد، محتوای محصولات خوردگی قهوه‌ای-قرمز روی سطح نمونه به شدت کاهش می‌یابد، در حالی که محصولات خوردگی قهوه‌ای روشن سطح نمونه را در ناحیه وسیعی می‌پوشانند. لایه محصول خوردگی نسبتاً شل است و برخی از محصولات قهوه‌ای-سیاه جدا می‌شوند.
همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، در محیط‌های خوردگی مختلف، محصولات خوردگی روی سطح نمونه‌های خوردگی تنشی پیچ با استحکام بالای 20MnTiB به وضوح لایه لایه شده‌اند و ضخامت لایه خوردگی با افزایش غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده افزایش می‌یابد. تحت شرایط محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی (شکل 3a)، محصولات خوردگی روی سطح نمونه را می‌توان به دو لایه تقسیم کرد: خارجی‌ترین لایه محصولات خوردگی به طور مساوی توزیع شده است، اما تعداد زیادی ترک ظاهر می‌شود. لایه داخلی یک خوشه سست از محصولات خوردگی است. تحت شرایط غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی 20x (شکل 3b)، لایه خوردگی روی سطح نمونه را می‌توان به سه لایه تقسیم کرد: خارجی‌ترین لایه عمدتاً محصولات خوردگی خوشه‌ای پراکنده است که سست و متخلخل هستند و عملکرد محافظتی خوبی ندارند. لایه میانی یک لایه محصول خوردگی یکنواخت است، اما ترک‌های آشکاری وجود دارد و یون‌های خوردگی می‌توانند از طریق ترک‌ها عبور کرده و زیرلایه را فرسایش دهند. لایه داخلی یک لایه محصول خوردگی متراکم بدون ترک و سوراخ آشکار است که اثر محافظتی خوبی بر روی زیرلایه دارد. تحت شرایط غلظت 200 برابر محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی (شکل 3c)، لایه خوردگی روی سطح نمونه را می‌توان به سه لایه تقسیم کرد: بیرونی‌ترین لایه یک لایه محصول خوردگی نازک و یکنواخت است؛ لایه میانی عمدتاً به شکل گلبرگ و پولک است. لایه داخلی یک لایه محصول خوردگی متراکم بدون ترک و سوراخ آشکار است که اثر محافظتی خوبی بر روی زیرلایه دارد.
از شکل 3d می‌توان دریافت که در محیط خوردگی شبیه‌سازی شده با pH 3.5، تعداد زیادی از محصولات خوردگی لخته‌ای یا سوزنی شکل روی سطح نمونه پیچ با استحکام بالای 20MnTiB وجود دارد. گمان می‌رود که این محصولات خوردگی عمدتاً γ-FeOOH و مقدار کمی α-FeOOH به صورت در هم تنیده باشند26 و لایه خوردگی دارای ترک‌های آشکاری است.
از شکل 3f می‌توان دریافت که وقتی دما به 50 درجه سانتیگراد افزایش یافت، هیچ لایه زنگ داخلی متراکم آشکاری در ساختار لایه خوردگی یافت نشد، که نشان می‌دهد در دمای 50 درجه سانتیگراد بین لایه‌های خوردگی شکاف وجود داشته است، که باعث شده زیرلایه به طور کامل توسط محصولات خوردگی پوشانده نشود. این امر محافظت در برابر افزایش تمایل به خوردگی زیرلایه را فراهم می‌کند.
خواص مکانیکی پیچ‌های با استحکام بالا تحت خوردگی تنشی بار ثابت در محیط‌های خورنده مختلف در جدول 2 نشان داده شده است:
از جدول 2 می‌توان دریافت که خواص مکانیکی نمونه‌های پیچ با استحکام بالای 20MnTiB پس از آزمایش خوردگی تسریع‌شده چرخه خشک-مرطوب در محیط‌های مختلف خوردگی شبیه‌سازی‌شده، هنوز الزامات استاندارد را برآورده می‌کند، اما در مقایسه با نمونه‌های بدون خوردگی، آسیب خاصی وجود دارد. نمونه. در غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی‌شده اصلی، خواص مکانیکی نمونه تغییر قابل توجهی نکرد، اما در غلظت 20× یا 200× محلول شبیه‌سازی‌شده، ازدیاد طول نمونه به طور قابل توجهی کاهش یافت. خواص مکانیکی در غلظت‌های 20× و 200× محلول‌های خوردگی شبیه‌سازی‌شده اصلی مشابه هستند. هنگامی که مقدار pH محلول خوردگی شبیه‌سازی‌شده به 3.5 کاهش یافت، استحکام کششی و ازدیاد طول نمونه‌ها به طور قابل توجهی کاهش یافت. هنگامی که دما به 50 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد، استحکام کششی و ازدیاد طول به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و نرخ انقباض سطحی بسیار نزدیک به مقدار استاندارد است.
مورفولوژی‌های شکست نمونه‌های خوردگی تنشی پیچ با استحکام بالای 20MnTiB تحت محیط‌های خوردگی مختلف در شکل 4 نشان داده شده است که شامل ماکرومورفولوژی شکست، ناحیه فیبر در مرکز شکست، لبه میکرومورفولوژیکی فصل مشترک برشی و سطح نمونه است.
مورفولوژی شکست ماکروسکوپی و میکروسکوپی نمونه‌های پیچ با مقاومت بالای 20MnTiB در محیط‌های خوردگی شبیه‌سازی شده مختلف (500×): (الف) بدون خوردگی؛ (ب) 1 بار؛ (ج) 20 ×؛ (د) 200 ×؛ (ه) pH3.5؛ (و) pH7.5؛ (ز) 50 درجه سانتیگراد.
از شکل 4 می‌توان دریافت که شکست نمونه خوردگی تنشی پیچ با استحکام بالای 20MnTiB تحت محیط‌های خوردگی شبیه‌سازی شده مختلف، یک شکست فنجانی-مخروطی معمولی را نشان می‌دهد. در مقایسه با نمونه بدون خوردگی (شکل 4a)، ناحیه مرکزی ترک ناحیه الیاف نسبتاً کوچک است. ناحیه لبه برشی بزرگتر است. این نشان می‌دهد که خواص مکانیکی ماده پس از خوردگی به طور قابل توجهی آسیب دیده است. با افزایش غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده، حفره‌ها در ناحیه الیاف در مرکز شکستگی افزایش یافته و درزهای پارگی آشکاری ظاهر می‌شوند. هنگامی که غلظت به 20 برابر محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اصلی افزایش یافت، حفره‌های خوردگی آشکاری در فصل مشترک بین لبه لبه برشی و سطح نمونه ظاهر شدند و محصولات خوردگی زیادی روی سطح نمونه وجود داشت.
از شکل 3d استنباط می‌شود که ترک‌های آشکاری در لایه خوردگی روی سطح نمونه وجود دارد که اثر محافظتی خوبی بر روی ماتریس ندارد. در محلول خوردگی شبیه‌سازی شده با pH 3.5 (شکل 4e)، سطح نمونه به شدت خورده شده است و ناحیه مرکزی الیاف به وضوح کوچک است. تعداد زیادی درز پارگی نامنظم در مرکز ناحیه الیاف وجود دارد. با افزایش مقدار pH محلول خوردگی شبیه‌سازی شده، ناحیه پارگی در ناحیه الیاف در مرکز شکستگی کاهش می‌یابد، گودال به تدریج کاهش می‌یابد و عمق گودال نیز به تدریج کاهش می‌یابد.
وقتی دما به 50 درجه سانتیگراد افزایش یافت (شکل 4g)، ناحیه لبه برشی شکست نمونه بزرگترین بود، حفره‌ها در ناحیه فیبر مرکزی به طور قابل توجهی افزایش یافتند و عمق حفره نیز افزایش یافت و سطح مشترک بین لبه لبه برشی و سطح نمونه افزایش یافت. محصولات خوردگی و حفره‌ها افزایش یافتند که روند عمیق‌تر شدن خوردگی زیرلایه را که در شکل 3f منعکس شده است، تأیید کرد.
مقدار pH محلول خوردگی باعث ایجاد آسیب به خواص مکانیکی پیچ‌های با استحکام بالای 20MnTiB می‌شود، اما این اثر قابل توجه نیست. در محلول خوردگی با pH 3.5، تعداد زیادی از محصولات خوردگی لخته‌ای یا سوزنی شکل روی سطح نمونه توزیع می‌شوند و لایه خوردگی دارای ترک‌های آشکاری است که نمی‌توانند محافظت خوبی برای زیرلایه ایجاد کنند. و در مورفولوژی میکروسکوپی شکستگی نمونه، حفره‌های خوردگی آشکار و تعداد زیادی از محصولات خوردگی وجود دارد. این نشان می‌دهد که توانایی نمونه در مقاومت در برابر تغییر شکل توسط نیروی خارجی در محیط اسیدی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و درجه تمایل به خوردگی تنشی ماده به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اولیه تأثیر کمی بر خواص مکانیکی نمونه‌های پیچ با استحکام بالا داشت، اما با افزایش غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده به 20 برابر محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اولیه، خواص مکانیکی نمونه‌ها به طور قابل توجهی آسیب دید و خوردگی آشکاری در ریزساختار شکست، حفره‌ها، ترک‌های ثانویه و بسیاری از محصولات خوردگی مشاهده شد. هنگامی که غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده از 20 برابر به 200 برابر غلظت محلول خوردگی شبیه‌سازی شده اولیه افزایش یافت، تأثیر غلظت محلول خوردگی بر خواص مکانیکی ماده تضعیف شد.
وقتی دمای خوردگی شبیه‌سازی شده ۲۵ درجه سانتیگراد باشد، استحکام تسلیم و استحکام کششی نمونه‌های پیچ با استحکام بالای ۲۰MnTiB در مقایسه با نمونه‌های بدون خوردگی تغییر چندانی نمی‌کند. با این حال، تحت دمای محیط خوردگی شبیه‌سازی شده ۵۰ درجه سانتیگراد، استحکام کششی و ازدیاد طول نمونه به طور قابل توجهی کاهش یافت، نرخ انقباض مقطع نزدیک به مقدار استاندارد بود، لبه برشی شکست بزرگترین بود و در ناحیه مرکزی الیاف فرورفتگی‌هایی وجود داشت. به طور قابل توجهی افزایش یافت، عمق حفره افزایش یافت، محصولات خوردگی و حفره‌های خوردگی افزایش یافتند. این نشان می‌دهد که محیط خوردگی سینرژیک دما تأثیر زیادی بر خواص مکانیکی پیچ‌های با استحکام بالا دارد، که در دمای اتاق آشکار نیست، اما وقتی دما به ۵۰ درجه سانتیگراد می‌رسد، قابل توجه‌تر می‌شود.
پس از آزمایش خوردگی تسریع‌شده در محیط داخلی که محیط جوی چونگ‌کینگ را شبیه‌سازی می‌کرد، استحکام کششی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول و سایر پارامترهای پیچ‌های با استحکام بالای 20MnTiB کاهش یافت و آسیب تنشی آشکاری رخ داد. از آنجایی که ماده تحت تنش قرار دارد، پدیده شتاب خوردگی موضعی قابل توجهی رخ خواهد داد. و به دلیل اثر ترکیبی تمرکز تنش و حفره‌های خوردگی، ایجاد آسیب پلاستیکی آشکار در پیچ‌های با استحکام بالا، کاهش توانایی مقاومت در برابر تغییر شکل توسط نیروهای خارجی و افزایش تمایل به خوردگی تنشی به راحتی امکان‌پذیر است.
لی، جی.، لی، ام.، یین، وای. و جیانگ، اس. مطالعه تجربی بر روی خواص پیچ‌های با استحکام بالا ساخته شده از فولاد 20MnTiB در دمای بالا. فک. مهندسی عمران. مجله 34، 100-105 (2001).
هو، جی.، زو، دی. و یانگ، کیو. تحلیل شکست شکست پیچ‌های فولادی با مقاومت بالای 20MnTiB برای ریل‌ها. عملیات حرارتی. فلز. 42، 185–188 (2017).
کاتار، آر. و آلتون، اچ. رفتار ترک خوردگی تنشی آلیاژهای Mg-Al-Zn تحت شرایط pH مختلف با روش SSRT.Open.Chemical.17، 972–979 (2019).
ناظر، آ.آ و همکاران. اثرات گلیسین بر رفتار ترک خوردگی الکتروشیمیایی و تنشی آلیاژ Cu10Ni در آب نمک آلوده به سولفید. مهندسی صنایع. مخزن شیمیایی. 50، 8796–8802 (2011).
آگیون، ای. و لولو، ان. خواص خوردگی آلیاژ منیزیم ریخته‌گری شده MRI230D در محلول 3.5% NaCl اشباع شده با Mg(OH)2. alma mater.character.61، 1221–1226 (2010).
ژانگ، ز.، هو، ز. و پریت، ام. اس. تأثیر یون‌های کلرید بر رفتار خوردگی استاتیکی و تنشی فولاد مارتنزیتی 9Cr.surf.Technology.48، 298–304 (2019).
چن، ایکس.، ما، جی.، لی، ایکس.، وو، ام. و سونگ، بی. اثر هم‌افزایی SRB و دما بر ترک‌خوردگی تنشی فولاد X70 در محلول گل دریایی مصنوعی. مجله حزب سوسیالیست چین. coros.Pro.39، 477–484 (2019).
لیو، جی.، ژانگ، وای. و یانگ، اس. رفتار خوردگی تنشی فولاد ضد زنگ 00Cr21Ni14Mn5Mo2N در آب دریا. فیزیک. امتحان بدهید. آزمون. 36، 1-5 (2018).
لو، سی. مطالعه شکست تأخیری پیچ‌های پرمقاومت پل. فک. دانشکده دانشگاهی. راه‌آهن. علوم. 2، 10369 (2019).
آنانیا، ب. ترک خوردگی تنشی فولادهای زنگ نزن دوپلکس در محلول‌های سوزآور. پایان‌نامه دکترا، آتلانتا، جورجیا، ایالات متحده آمریکا: موسسه فناوری جورجیا ۱۳۷–۸ (۲۰۰۸)
سونادا، س.، ماسانوری، ک.، کازوهیکو، م. و سوگیموتو، ک. اثرات غلظت‌های H2SO4 و naci بر ترک‌خوردگی تنشی فولاد ضد زنگ SUS304 در محلول آبی H2SO4-NaCl. alma mater.trans.47، 364–370 (2006).
Merwe، JWVD تأثیر محیط و مواد بر ترک خوردگی تنشی فولاد در محلول H2O/CO/CO2.Inter Milan.J. Koros.2012، 1-13 (2012).
ابراهیم، ​​م. و اکرم ا. اثرات بی‌کربنات، دما و pH بر غیرفعال‌سازی فولاد خط لوله API-X100 در محلول شبیه‌سازی شده آب زیرزمینی. در IPC 2014-33180.
شان، جی.، چی، ال.، سونگ، ایکس.، هوانگ، ایکس. و کو، دی. تأثیر دما بر حساسیت به ترک خوردگی تنشی فولاد ضد زنگ آستنیتی.coro.be در مقابل.Technology.18، 42–44 (2018).
هان، س. رفتار شکست تأخیری ناشی از هیدروژن در چندین فولاد اتصال‌دهنده با استحکام بالا (دانشگاه علوم و فناوری کونمینگ، ۲۰۱۴).
ژائو، ب.، ژانگ، کیو. و ژانگ، م. مکانیسم خوردگی تنشی آلیاژ GH4080A برای اتصال‌دهنده‌ها.cross.companion.Hey.treat.41، 102–110 (2020).