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मेरे देश में इस्पात संरचना वाले पुलों के लिए 20MnTiB इस्पात सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला उच्च-शक्ति वाला बोल्ट पदार्थ है, और इसका प्रदर्शन पुलों के सुरक्षित संचालन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। चोंगकिंग के वायुमंडलीय वातावरण के अध्ययन के आधार पर, इस अध्ययन में चोंगकिंग की आर्द्र जलवायु का अनुकरण करने वाला एक संक्षारण घोल तैयार किया गया और चोंगकिंग की आर्द्र जलवायु का अनुकरण करते हुए उच्च-शक्ति वाले बोल्टों का तनाव संक्षारण परीक्षण किया गया। इस अध्ययन में 20MnTiB उच्च-शक्ति वाले बोल्टों के तनाव संक्षारण व्यवहार पर तापमान, पीएच मान और अनुकरणित संक्षारण घोल की सांद्रता के प्रभावों का अध्ययन किया गया।
मेरे देश में इस्पात संरचना वाले पुलों के लिए 20MnTiB इस्पात सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला उच्च-शक्ति बोल्ट सामग्री है, और इसका प्रदर्शन पुलों के सुरक्षित संचालन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। ली एट अल. 1 ने 20~700 ℃ के उच्च तापमान सीमा में ग्रेड 10.9 उच्च-शक्ति बोल्ट में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले 20MnTiB इस्पात के गुणों का परीक्षण किया और तनाव-विकृति वक्र, उपज शक्ति, तन्यता शक्ति, यंग मापांक और बढ़ाव एवं विस्तार गुणांक प्राप्त किए। झांग एट अल. 2, हू एट अल. 3, आदि ने रासायनिक संरचना परीक्षण, यांत्रिक गुण परीक्षण, सूक्ष्म संरचना परीक्षण, धागे की सतह के स्थूल और सूक्ष्म विश्लेषण के माध्यम से यह दिखाया कि उच्च-शक्ति बोल्ट के टूटने का मुख्य कारण धागे की खराबी से संबंधित है, और धागे की खराबी के कारण उच्च तनाव सांद्रता, दरार के सिरे पर तनाव सांद्रता और खुले वातावरण में संक्षारण की स्थिति सभी तनाव संक्षारण दरार का कारण बनती हैं।
स्टील पुलों के लिए उच्च-शक्ति वाले बोल्ट आमतौर पर नम वातावरण में लंबे समय तक उपयोग किए जाते हैं। उच्च आर्द्रता, उच्च तापमान और वातावरण में हानिकारक पदार्थों के अवसादन और अवशोषण जैसे कारक स्टील संरचनाओं में आसानी से जंग का कारण बन सकते हैं। जंग के कारण उच्च-शक्ति वाले बोल्ट के अनुप्रस्थ काट में कमी आ सकती है, जिसके परिणामस्वरूप कई दोष और दरारें उत्पन्न हो जाती हैं। और ये दोष और दरारें लगातार फैलती रहती हैं, जिससे उच्च-शक्ति वाले बोल्ट का जीवनकाल कम हो जाता है और यहां तक ​​कि वे टूट भी सकते हैं। अब तक, सामग्रियों के तनाव संक्षारण प्रदर्शन पर पर्यावरणीय संक्षारण के प्रभाव पर कई अध्ययन किए गए हैं। कैटर एट अल4 ने धीमी तनाव दर परीक्षण (एसएसआरटी) द्वारा अम्लीय, क्षारीय और तटस्थ वातावरण में विभिन्न एल्यूमीनियम सामग्री वाले मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के तनाव संक्षारण व्यवहार की जांच की। अब्देल एट अल5 ने सल्फाइड आयनों की विभिन्न सांद्रता की उपस्थिति में 3.5% NaCl घोल में Cu10Ni मिश्र धातु के विद्युत रासायनिक और तनाव संक्षारण दरार व्यवहार का अध्ययन किया। अघियन एट अल6 ने 3.5% NaCl घोल में डाई-कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातु MRI230D के संक्षारण प्रदर्शन का मूल्यांकन किया। इमर्शन टेस्ट, सॉल्ट स्प्रे टेस्ट, पोटेंटियोडायनामिक पोलराइजेशन एनालिसिस और एसएसआरटी द्वारा NaCl घोल का अध्ययन किया गया। झांग एट अल.7 ने एसएसआरटी और पारंपरिक इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण तकनीकों का उपयोग करके 9Cr मार्टेंसिटिक स्टील के तनाव संक्षारण व्यवहार का अध्ययन किया और कमरे के तापमान पर मार्टेंसिटिक स्टील के स्थैतिक संक्षारण व्यवहार पर क्लोराइड आयनों के प्रभाव को प्राप्त किया। चेन एट अल.8 ने एसएसआरटी द्वारा विभिन्न तापमानों पर एसआरबी युक्त नकली समुद्री कीचड़ घोल में X70 स्टील के तनाव संक्षारण व्यवहार और क्रैकिंग तंत्र की जांच की। लियू एट अल.9 ने एसएसआरटी का उपयोग करके 00Cr21Ni14Mn5Mo2N ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के समुद्री जल तनाव संक्षारण प्रतिरोध पर तापमान और तन्यता तनाव दर के प्रभाव का अध्ययन किया। परिणाम बताते हैं कि 35~65℃ की सीमा में तापमान का स्टेनलेस स्टील के तनाव संक्षारण व्यवहार पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है। लू एट अल. 10 ने डेड लोड डिलेड फ्रैक्चर टेस्ट और एसएसआरटी द्वारा विभिन्न तन्यता शक्ति ग्रेड वाले नमूनों की विलंबित फ्रैक्चर संवेदनशीलता का मूल्यांकन किया। यह सुझाव दिया गया है कि 20MnTiB स्टील और 35VB स्टील के उच्च-शक्ति बोल्ट की तन्यता शक्ति को 1040-1190MPa पर नियंत्रित किया जाना चाहिए। हालांकि, इनमें से अधिकांश अध्ययन मूल रूप से संक्षारक वातावरण का अनुकरण करने के लिए एक साधारण 3.5% NaCl घोल का उपयोग करते हैं, जबकि उच्च-शक्ति बोल्ट का वास्तविक उपयोग वातावरण अधिक जटिल है और इसमें बोल्ट के pH मान जैसे कई प्रभावशाली कारक होते हैं। अनन्या एट अल. 11 ने डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के संक्षारण और तनाव संक्षारण क्रैकिंग पर संक्षारक माध्यम में पर्यावरणीय मापदंडों और सामग्रियों के प्रभाव का अध्ययन किया। सुनादा एट अल. 12 ने H2SO4 (0-5.5 kmol/m-3) और NaCl (0-4.5 kmol/m-3) युक्त जलीय विलयनों में SUS304 स्टील पर कमरे के तापमान पर तनाव संक्षारण दरार परीक्षण किए। SUS304 स्टील के संक्षारण प्रकारों पर H2SO4 और NaCl के प्रभावों का भी अध्ययन किया गया। मेरवे एट अल.13 ने A516 दबाव पोत स्टील की तनाव संक्षारण संवेदनशीलता पर रोलिंग दिशा, तापमान, CO2/CO सांद्रता, गैस दबाव और संक्षारण समय के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए SSRT का उपयोग किया। भूजल अनुकरण समाधान के रूप में NS4 घोल का उपयोग करते हुए, इब्राहिम एट अल.14 ने कोटिंग को छीलने के बाद API-X100 पाइपलाइन स्टील के तनाव संक्षारण दरार पर बाइकार्बोनेट आयन (HCO) सांद्रता, pH और तापमान जैसे पर्यावरणीय मापदंडों के प्रभाव की जांच की। शान एट अल. 15 ने नकली कोयला-से-हाइड्रोजन संयंत्र में काले पानी के माध्यम की स्थिति में विभिन्न तापमान स्थितियों (30~250℃) के तहत ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील 00Cr18Ni10 की तनाव संक्षारण दरार संवेदनशीलता के तापमान के साथ भिन्नता नियम का अध्ययन किया। हान एट अल.16 ने डेड-लोड विलंबित फ्रैक्चर परीक्षण और एसएसआरटी का उपयोग करके उच्च-शक्ति बोल्ट नमूनों की हाइड्रोजन एम्ब्रिटलमेंट संवेदनशीलता का लक्षण वर्णन किया। झाओ17 ने एसएसआरटी द्वारा जीएच4080ए मिश्र धातु के तनाव संक्षारण व्यवहार पर पीएच, SO42-, Cl-1 के प्रभावों का अध्ययन किया। परिणाम बताते हैं कि पीएच मान जितना कम होगा, जीएच4080ए मिश्र धातु का तनाव संक्षारण प्रतिरोध उतना ही खराब होगा। इसमें Cl-1 के प्रति स्पष्ट तनाव संक्षारण संवेदनशीलता है, और कमरे के तापमान पर SO42- आयनिक माध्यम के प्रति संवेदनशील नहीं है। हालांकि, 20MnTiB स्टील के उच्च-शक्ति बोल्ट पर पर्यावरणीय संक्षारण के प्रभाव पर बहुत कम अध्ययन हुए हैं।
पुलों में प्रयुक्त उच्च-शक्ति वाले बोल्टों की विफलता के कारणों का पता लगाने के लिए, लेखक ने कई अध्ययन किए हैं। उच्च-शक्ति वाले बोल्ट के नमूने चुने गए और रासायनिक संरचना, विखंडन सूक्ष्म आकारिकी, धातु संरचना और यांत्रिक गुणों के विश्लेषण के दृष्टिकोण से इन नमूनों की विफलता के कारणों पर चर्चा की गई।19, 20 हाल के वर्षों में चोंगकिंग के वायुमंडलीय वातावरण की जांच के आधार पर, चोंगकिंग की आर्द्र जलवायु का अनुकरण करने वाली एक संक्षारण योजना तैयार की गई है। चोंगकिंग की अनुकरणित आर्द्र जलवायु में उच्च-शक्ति वाले बोल्टों के तनाव संक्षारण प्रयोग, विद्युत रासायनिक संक्षारण प्रयोग और संक्षारण थकान प्रयोग किए गए। इस अध्ययन में, यांत्रिक गुणों के परीक्षण, विखंडन स्थूल और सूक्ष्म विश्लेषण, और सतह संक्षारण उत्पादों के माध्यम से 20MnTiB उच्च-शक्ति वाले बोल्टों के तनाव संक्षारण व्यवहार पर तापमान, पीएच मान और अनुकरणित संक्षारण घोल की सांद्रता के प्रभावों की जांच की गई।
चोंगकिंग दक्षिण-पश्चिम चीन में, यांग्त्ज़ी नदी के ऊपरी हिस्से में स्थित है, और यहाँ आर्द्र उपोष्णकटिबंधीय मानसूनी जलवायु है। वार्षिक औसत तापमान 16-18 डिग्री सेल्सियस है, वार्षिक औसत सापेक्ष आर्द्रता अधिकतर 70-80% है, वार्षिक धूप के घंटे 1000-1400 घंटे हैं, और धूप का प्रतिशत केवल 25-35% है।
2015 से 2018 तक चोंगकिंग में धूप और परिवेश के तापमान से संबंधित रिपोर्टों के अनुसार, चोंगकिंग में दैनिक औसत तापमान न्यूनतम 17°C और अधिकतम 23°C तक रहता है। चोंगकिंग में चाओतियानमेन पुल के पुल निकाय पर उच्चतम तापमान 50°C तक पहुँच सकता है (21,22)। इसलिए, तनाव संक्षारण परीक्षण के लिए तापमान स्तर 25°C और 50°C निर्धारित किए गए थे।
कृत्रिम संक्षारण विलयन का pH मान सीधे H+ की मात्रा निर्धारित करता है, लेकिन इसका यह अर्थ नहीं है कि pH मान जितना कम होगा, संक्षारण उतना ही आसानी से होगा। pH का प्रभाव विभिन्न सामग्रियों और विलयनों के लिए भिन्न-भिन्न होगा। उच्च-शक्ति वाले बोल्टों के तनाव संक्षारण प्रदर्शन पर कृत्रिम संक्षारण विलयन के प्रभाव का बेहतर अध्ययन करने के लिए, साहित्य अनुसंधान²³ और चोंगकिंग में 2010 से 2018 तक वार्षिक वर्षा जल के pH मान के संयोजन में तनाव संक्षारण प्रयोगों के pH मान 3.5, 5.5 और 7.5 निर्धारित किए गए थे।
कृत्रिम संक्षारण विलयन की सांद्रता जितनी अधिक होगी, उसमें आयनों की मात्रा उतनी ही अधिक होगी, और सामग्री के गुणों पर उसका प्रभाव उतना ही अधिक होगा। उच्च-शक्ति वाले बोल्टों के तनाव संक्षारण पर कृत्रिम संक्षारण विलयन की सांद्रता के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, कृत्रिम प्रयोगशाला त्वरित संक्षारण परीक्षण किया गया, और संक्षारण रहित स्तर 4 पर कृत्रिम संक्षारण विलयन की सांद्रता निर्धारित की गई, जो मूल कृत्रिम संक्षारण विलयन सांद्रता (1×), मूल कृत्रिम संक्षारण विलयन सांद्रता का 20 गुना (20×) और मूल कृत्रिम संक्षारण विलयन सांद्रता का 200 गुना (200×) थी।
25°C तापमान, 5.5 pH मान और मूल संक्षारण संक्षारण घोल की सांद्रता वाला वातावरण पुलों के लिए उच्च-शक्ति वाले बोल्टों के वास्तविक उपयोग की स्थितियों के सबसे निकट है। हालांकि, संक्षारण परीक्षण प्रक्रिया को गति देने के लिए, 25°C तापमान, 5.5 pH और मूल संक्षारण संक्षारण घोल की 200 गुना सांद्रता वाली प्रायोगिक स्थितियों को संदर्भ नियंत्रण समूह के रूप में निर्धारित किया गया। जब संक्षारण संक्षारण संक्षारण पर तापमान, सांद्रता या pH मान के प्रभावों का क्रमशः अध्ययन किया गया, तो अन्य कारक अपरिवर्तित रहे, जिसे संदर्भ नियंत्रण समूह के प्रायोगिक स्तर के रूप में उपयोग किया गया।
चोंगकिंग नगर पारिस्थितिकी एवं पर्यावरण ब्यूरो द्वारा जारी 2010-2018 वायुमंडलीय पर्यावरण गुणवत्ता संबंधी संक्षिप्त रिपोर्ट के अनुसार, और झांग24 तथा चोंगकिंग में प्रकाशित अन्य साहित्य में उल्लिखित वर्षा घटकों का संदर्भ देते हुए, SO42- की सांद्रता बढ़ाने पर आधारित एक कृत्रिम संक्षारण समाधान तैयार किया गया। चोंगकिंग के मुख्य शहरी क्षेत्र में 2017 में हुई वर्षा की संरचना को ध्यान में रखते हुए, कृत्रिम संक्षारण समाधान की संरचना तालिका 1 में दर्शाई गई है।
संक्षारण-प्रतिरोधी घोल को विश्लेषणात्मक अभिकर्मकों और आसुत जल का उपयोग करके रासायनिक आयन सांद्रता संतुलन विधि द्वारा तैयार किया गया था। संक्षारण-प्रतिरोधी घोल के पीएच मान को एक सटीक पीएच मीटर, नाइट्रिक अम्ल घोल और सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल की सहायता से समायोजित किया गया था।
चोंगकिंग की आर्द्र जलवायु का अनुकरण करने के लिए, नमक स्प्रे परीक्षक को विशेष रूप से संशोधित और डिज़ाइन किया गया है25। चित्र 1 में दिखाए अनुसार, प्रायोगिक उपकरण में दो प्रणालियाँ हैं: एक नमक स्प्रे प्रणाली और एक प्रकाश व्यवस्था। नमक स्प्रे प्रणाली प्रायोगिक उपकरण का मुख्य कार्य है, जिसमें एक नियंत्रण भाग, एक स्प्रे भाग और एक प्रेरण भाग शामिल हैं। स्प्रे भाग का कार्य वायु संपीडन के माध्यम से नमक की धुंध को परीक्षण कक्ष में पंप करना है। प्रेरण भाग तापमान मापने वाले तत्वों से बना है, जो परीक्षण कक्ष में तापमान को मापता है। नियंत्रण भाग एक माइक्रो कंप्यूटर से बना है, जो संपूर्ण प्रायोगिक प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए स्प्रे भाग और प्रेरण भाग को जोड़ता है। सूर्य के प्रकाश का अनुकरण करने के लिए नमक स्प्रे परीक्षण कक्ष में प्रकाश व्यवस्था स्थापित की गई है। प्रकाश व्यवस्था में अवरक्त लैंप और एक समय नियंत्रक शामिल हैं। साथ ही, नमूने के आसपास के तापमान की वास्तविक समय में निगरानी करने के लिए नमक स्प्रे परीक्षण कक्ष में एक तापमान सेंसर स्थापित किया गया है।
स्थिर भार के तहत तनाव संक्षारण नमूनों को NACETM0177-2005 (H2S वातावरण में धातुओं के सल्फाइड तनाव दरार और तनाव संक्षारण दरार प्रतिरोध का प्रयोगशाला परीक्षण) के अनुसार संसाधित किया गया। तनाव संक्षारण नमूनों को पहले एसीटोन और अल्ट्रासोनिक यांत्रिक सफाई से तेल के अवशेषों को हटाने के लिए साफ किया गया, फिर अल्कोहल से निर्जलित किया गया और ओवन में सुखाया गया। इसके बाद साफ किए गए नमूनों को नमक स्प्रे परीक्षण उपकरण के परीक्षण कक्ष में रखा गया ताकि चोंगकिंग के आर्द्र जलवायु वातावरण में संक्षारण की स्थिति का अनुकरण किया जा सके। मानक NACETM0177-2005 और नमक स्प्रे परीक्षण मानक GB/T 10,125-2012 के अनुसार, इस अध्ययन में स्थिर भार तनाव संक्षारण परीक्षण का समय समान रूप से 168 घंटे निर्धारित किया गया। MTS-810 सार्वभौमिक तन्यता परीक्षण मशीन पर विभिन्न संक्षारण स्थितियों के तहत संक्षारण नमूनों पर तन्यता परीक्षण किए गए, और उनके यांत्रिक गुणों और फ्रैक्चर संक्षारण आकृति विज्ञान का विश्लेषण किया गया।
चित्र 1 विभिन्न संक्षारण स्थितियों के तहत उच्च-शक्ति बोल्ट तनाव संक्षारण नमूनों के सतह संक्षारण की मैक्रो- और माइक्रो-मॉर्फोलॉजी को दर्शाता है।2 और 3 क्रमशः।
विभिन्न कृत्रिम संक्षारण वातावरणों के अंतर्गत 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट के तनाव संक्षारण नमूनों की स्थूल आकारिकी: (a) कोई संक्षारण नहीं; (b) 1 बार; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3.5; (f) pH 7.5; (g) 50°C।
विभिन्न कृत्रिम संक्षारण वातावरणों में 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट के संक्षारण उत्पादों की सूक्ष्म आकृति विज्ञान (100×): (a) 1 बार; (b) 20 ×; (c) 200 ×; (d) pH 3.5; (e) pH 7.5; (f) 50°C।
चित्र 2a से देखा जा सकता है कि संक्षारित न हुए उच्च-शक्ति वाले बोल्ट के नमूने की सतह पर स्पष्ट संक्षारण के बिना चमकदार धात्विक चमक दिखाई देती है। हालांकि, मूल संक्षारण घोल की स्थिति में (चित्र 2b), नमूने की सतह आंशिक रूप से हल्के भूरे और भूरे-लाल रंग के संक्षारण उत्पादों से ढकी हुई थी, और सतह के कुछ क्षेत्रों में अभी भी स्पष्ट धात्विक चमक दिखाई दे रही थी, जिससे पता चलता है कि नमूने की सतह के केवल कुछ क्षेत्रों में ही हल्का संक्षारण हुआ था, और संक्षारण घोल का नमूने की सतह पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा। पदार्थ के गुणों का प्रभाव नगण्य है। हालाँकि, मूल संक्षारण विलयन की सांद्रता के 20 गुना की स्थिति में (चित्र 2c), उच्च-शक्ति वाले बोल्ट के नमूने की सतह पूरी तरह से हल्के भूरे रंग के संक्षारण उत्पादों की एक बड़ी मात्रा और भूरे-लाल रंग के संक्षारण उत्पादों की थोड़ी मात्रा से ढकी हुई थी, कोई स्पष्ट धात्विक चमक नहीं पाई गई, और सब्सट्रेट की सतह के पास भूरे-काले रंग के संक्षारण उत्पाद की थोड़ी मात्रा मौजूद थी। और मूल संक्षारण विलयन की सांद्रता के 200 गुना की स्थिति में (चित्र 2d), नमूने की सतह पूरी तरह से भूरे रंग के संक्षारण उत्पादों से ढकी हुई थी, और कुछ क्षेत्रों में भूरे-काले रंग के संक्षारण उत्पाद दिखाई दिए।
जैसे-जैसे पीएच घटकर 3.5 हो गया (चित्र 2ई), भूरे रंग के संक्षारण उत्पाद नमूनों की सतह पर सबसे अधिक थे, और कुछ संक्षारण उत्पाद छिल गए थे।
चित्र 2जी दर्शाता है कि जैसे-जैसे तापमान 50 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ता है, नमूने की सतह पर भूरे-लाल संक्षारण उत्पादों की मात्रा तेजी से घटती है, जबकि चमकीले भूरे संक्षारण उत्पाद नमूने की सतह के एक बड़े क्षेत्र को ढक लेते हैं। संक्षारण उत्पाद परत अपेक्षाकृत ढीली होती है, और कुछ भूरे-काले उत्पाद छिल जाते हैं।
चित्र 3 में दर्शाए अनुसार, विभिन्न संक्षारण वातावरणों के अंतर्गत, 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट तनाव संक्षारण नमूनों की सतह पर संक्षारण उत्पाद स्पष्ट रूप से परतदार हो जाते हैं, और संक्षारण परत की मोटाई कृत्रिम संक्षारण घोल की सांद्रता में वृद्धि के साथ बढ़ती है। मूल कृत्रिम संक्षारण घोल की स्थिति में (चित्र 3a), नमूने की सतह पर संक्षारण उत्पादों को दो परतों में विभाजित किया जा सकता है: संक्षारण उत्पादों की सबसे बाहरी परत समान रूप से वितरित होती है, लेकिन इसमें बड़ी संख्या में दरारें दिखाई देती हैं; भीतरी परत संक्षारण उत्पादों का एक ढीला समूह है। मूल कृत्रिम संक्षारण घोल की सांद्रता से 20 गुना अधिक सांद्रता की स्थिति में (चित्र 3b), नमूने की सतह पर संक्षारण परत को तीन परतों में विभाजित किया जा सकता है: सबसे बाहरी परत मुख्य रूप से बिखरे हुए समूह संक्षारण उत्पादों से बनी होती है, जो ढीली और छिद्रपूर्ण होती हैं, और इनमें अच्छा सुरक्षात्मक प्रदर्शन नहीं होता है; मध्य परत एक समान संक्षारण उत्पाद परत है, लेकिन इसमें स्पष्ट दरारें हैं, और संक्षारण आयन दरारों से गुजर सकते हैं और सब्सट्रेट को नष्ट कर सकते हैं। भीतरी परत एक सघन संक्षारण उत्पाद परत है जिसमें स्पष्ट दरारें नहीं हैं, जो सब्सट्रेट पर अच्छा सुरक्षात्मक प्रभाव डालती है। 200 गुना मूल अनुकरणित संक्षारण घोल सांद्रता की स्थिति में (चित्र 3सी), नमूने की सतह पर संक्षारण परत को तीन परतों में विभाजित किया जा सकता है: सबसे बाहरी परत एक पतली और एकसमान संक्षारण उत्पाद परत है; मध्य परत मुख्य रूप से पंखुड़ी के आकार और परत के आकार की संक्षारण परत है। भीतरी परत एक सघन संक्षारण उत्पाद परत है जिसमें स्पष्ट दरारें और छेद नहीं हैं, जो सब्सट्रेट पर अच्छा सुरक्षात्मक प्रभाव डालती है।
चित्र 3डी से देखा जा सकता है कि पीएच 3.5 के अनुकरणित संक्षारण वातावरण में, 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट नमूने की सतह पर बड़ी संख्या में गुच्छेदार या सुई जैसे संक्षारण उत्पाद मौजूद हैं। यह अनुमान लगाया जाता है कि ये संक्षारण उत्पाद मुख्य रूप से γ-FeOOH और थोड़ी मात्रा में α-FeOOH अंतर्संलग्न26 हैं, और संक्षारण परत में स्पष्ट दरारें हैं।
चित्र 3f से देखा जा सकता है कि जब तापमान 50 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ा, तो संक्षारण परत संरचना में कोई स्पष्ट घनी आंतरिक जंग परत नहीं पाई गई, जिससे यह संकेत मिलता है कि 50 डिग्री सेल्सियस पर संक्षारण परतों के बीच अंतराल थे, जिसके कारण सब्सट्रेट पूरी तरह से संक्षारण उत्पादों से ढका नहीं था। यह सब्सट्रेट में संक्षारण की प्रवृत्ति में वृद्धि से सुरक्षा प्रदान करता है।
तालिका 2 में विभिन्न संक्षारक वातावरणों में स्थिर भार तनाव संक्षारण के तहत उच्च-शक्ति वाले बोल्टों के यांत्रिक गुणों को दर्शाया गया है:
तालिका 2 से देखा जा सकता है कि विभिन्न कृत्रिम संक्षारण वातावरणों में शुष्क-गीले चक्र त्वरित संक्षारण परीक्षण के बाद भी 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट नमूनों के यांत्रिक गुण मानक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, लेकिन संक्षारित न हुए नमूनों की तुलना में इनमें कुछ क्षति देखी गई है। मूल कृत्रिम संक्षारण घोल की सांद्रता पर, नमूने के यांत्रिक गुणों में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं हुआ, लेकिन कृत्रिम घोल की 20 गुना या 200 गुना सांद्रता पर, नमूने का बढ़ाव काफी कम हो गया। 20 गुना और 200 गुना मूल कृत्रिम संक्षारण घोल की सांद्रता पर यांत्रिक गुण समान हैं। जब कृत्रिम संक्षारण घोल का pH मान 3.5 तक गिर गया, तो नमूनों की तन्यता शक्ति और बढ़ाव काफी कम हो गए। जब ​​तापमान 50°C तक बढ़ गया, तो तन्यता शक्ति और बढ़ाव काफी कम हो गए, और क्षेत्रफल संकुचन दर मानक मान के बहुत करीब थी।
चित्र 4 में विभिन्न संक्षारण वातावरणों के तहत 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट तनाव संक्षारण नमूनों की फ्रैक्चर आकृति विज्ञान को दर्शाया गया है, जो फ्रैक्चर की स्थूल आकृति विज्ञान, फ्रैक्चर के केंद्र में फाइबर क्षेत्र, कतरनी इंटरफ़ेस का सूक्ष्म आकृति विज्ञान होंठ और नमूने की सतह है।
विभिन्न कृत्रिम संक्षारण वातावरणों में 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट नमूनों की स्थूल और सूक्ष्म विखंडन आकृतियाँ (500×): (a) कोई संक्षारण नहीं; (b) 1 बार; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3.5; (f) pH 7.5; (g) 50°C।
चित्र 4 से देखा जा सकता है कि विभिन्न कृत्रिम संक्षारण वातावरणों के अंतर्गत 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट तनाव संक्षारण नमूने का विखंडन एक विशिष्ट कप-शंकु विखंडन दर्शाता है। संक्षारित न हुए नमूने (चित्र 4a) की तुलना में, तंतु क्षेत्र की दरार का केंद्रीय भाग अपेक्षाकृत छोटा है, जबकि कतरनी होंठ का क्षेत्र बड़ा है। इससे पता चलता है कि संक्षारण के बाद सामग्री के यांत्रिक गुणों को काफी नुकसान पहुंचा है। कृत्रिम संक्षारण घोल की सांद्रता बढ़ने के साथ, विखंडन के केंद्र में तंतु क्षेत्र में गड्ढे बढ़ गए और स्पष्ट दरार दिखाई देने लगी। जब सांद्रता मूल कृत्रिम संक्षारण घोल की 20 गुना तक बढ़ गई, तो कतरनी होंठ के किनारे और नमूने की सतह के बीच के इंटरफ़ेस पर स्पष्ट संक्षारण गड्ढे दिखाई दिए और सतह पर बहुत सारे संक्षारण उत्पाद जमा हो गए।
चित्र 3d से यह निष्कर्ष निकलता है कि नमूने की सतह पर संक्षारण परत में स्पष्ट दरारें हैं, जो मैट्रिक्स पर अच्छा सुरक्षात्मक प्रभाव नहीं डालती हैं। pH 3.5 के कृत्रिम संक्षारण घोल (चित्र 4e) में, नमूने की सतह गंभीर रूप से संक्षारित है, और केंद्रीय फाइबर क्षेत्र स्पष्ट रूप से छोटा है। फाइबर क्षेत्र के केंद्र में अनियमित दरारों की एक बड़ी संख्या मौजूद है। कृत्रिम संक्षारण घोल के pH मान में वृद्धि के साथ, फ्रैक्चर के केंद्र में फाइबर क्षेत्र में दरार क्षेत्र कम हो जाता है, गड्ढा धीरे-धीरे कम हो जाता है, और गड्ढे की गहराई भी धीरे-धीरे कम हो जाती है।
जब तापमान 50 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ा (चित्र 4जी), तो नमूने के फ्रैक्चर का शियर लिप क्षेत्र सबसे बड़ा था, केंद्रीय फाइबर क्षेत्र में गड्ढे काफी बढ़ गए, गड्ढों की गहराई भी बढ़ गई, और शियर लिप किनारे और नमूने की सतह के बीच का इंटरफ़ेस भी बढ़ गया। संक्षारण उत्पाद और गड्ढे बढ़ गए, जिससे चित्र 3एफ में दर्शाए गए सब्सट्रेट संक्षारण की गहराई बढ़ने की प्रवृत्ति की पुष्टि हुई।
संक्षारण विलयन का pH मान 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्टों के यांत्रिक गुणों को कुछ हद तक नुकसान पहुंचाता है, लेकिन इसका प्रभाव नगण्य होता है। pH 3.5 वाले संक्षारण विलयन में, नमूने की सतह पर बड़ी संख्या में गुच्छेदार या सुई के आकार के संक्षारण उत्पाद वितरित होते हैं, और संक्षारण परत में स्पष्ट दरारें होती हैं, जो सब्सट्रेट के लिए अच्छा संरक्षण प्रदान नहीं कर पाती हैं। नमूने के विखंडन की सूक्ष्म संरचना में स्पष्ट संक्षारण गड्ढे और बड़ी संख्या में संक्षारण उत्पाद दिखाई देते हैं। इससे पता चलता है कि अम्लीय वातावरण में बाह्य बल द्वारा विरूपण का प्रतिरोध करने की नमूने की क्षमता में उल्लेखनीय कमी आती है, और सामग्री की तनाव संक्षारण प्रवृत्ति में काफी वृद्धि होती है।
मूल संक्षारण संक्षारण घोल का उच्च-शक्ति वाले बोल्ट नमूनों के यांत्रिक गुणों पर नगण्य प्रभाव पड़ा, लेकिन जैसे ही संक्षारण संक्षारण घोल की सांद्रता मूल संक्षारण संक्षारण घोल की सांद्रता से 20 गुना बढ़ाई गई, नमूनों के यांत्रिक गुणों में काफी क्षति हुई और विखंडन सूक्ष्म संरचना में स्पष्ट संक्षारण के निशान, गड्ढे, द्वितीयक दरारें और बड़ी मात्रा में संक्षारण उत्पाद दिखाई दिए। जब ​​संक्षारण संक्षारण घोल की सांद्रता को मूल संक्षारण संक्षारण की सांद्रता से 20 गुना से 200 गुना तक बढ़ाया गया, तो सामग्री के यांत्रिक गुणों पर संक्षारण घोल की सांद्रता का प्रभाव कमजोर हो गया।
जब कृत्रिम संक्षारण तापमान 25°C होता है, तो 20MnTiB उच्च-शक्ति बोल्ट नमूनों की उपज शक्ति और तन्यता शक्ति, असंक्षारित नमूनों की तुलना में बहुत अधिक नहीं बदलती है। हालांकि, 50°C के कृत्रिम संक्षारण वातावरण तापमान के तहत, नमूने की तन्यता शक्ति और बढ़ाव में उल्लेखनीय कमी आई, अनुभाग संकुचन दर मानक मान के करीब थी, फ्रैक्चर कतरनी होंठ सबसे बड़ा था, और केंद्रीय फाइबर क्षेत्र में गड्ढे काफी बढ़ गए थे, गड्ढों की गहराई बढ़ गई थी, संक्षारण उत्पाद और संक्षारण गड्ढे बढ़ गए थे। इससे पता चलता है कि तापमान सहक्रियात्मक संक्षारण वातावरण उच्च-शक्ति बोल्ट के यांत्रिक गुणों पर बहुत अधिक प्रभाव डालता है, जो कमरे के तापमान पर स्पष्ट नहीं होता है, लेकिन तापमान 50°C तक पहुंचने पर अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
चोंगकिंग के वायुमंडलीय वातावरण का अनुकरण करते हुए किए गए आंतरिक त्वरित संक्षारण परीक्षण के बाद, 20MnTiB उच्च-शक्ति वाले बोल्टों की तन्यता शक्ति, उपज शक्ति, बढ़ाव और अन्य मापदंडों में कमी आई और स्पष्ट तनाव क्षति देखी गई। चूंकि सामग्री तनाव में है, इसलिए इसमें एक महत्वपूर्ण स्थानीयकृत संक्षारण त्वरण की घटना होगी। तनाव संकेंद्रण और संक्षारण गड्ढों के संयुक्त प्रभाव के कारण, उच्च-शक्ति वाले बोल्टों में स्पष्ट प्लास्टिक क्षति आसानी से हो सकती है, बाहरी बलों द्वारा विरूपण का प्रतिरोध करने की क्षमता कम हो सकती है और तनाव संक्षारण की प्रवृत्ति बढ़ सकती है।
ली, जी., ली, एम., यिन, वाई. और जियांग, एस. उच्च तापमान पर 20MnTiB स्टील से बने उच्च-शक्ति बोल्ट के गुणों पर प्रयोगात्मक अध्ययन। जबड़ा। सिविल इंजीनियरिंग। जे. 34, 100-105 (2001)।
हू, जे., ज़ू, डी. और यांग, क्यू. रेल के लिए 20MnTiB स्टील उच्च-शक्ति बोल्ट का फ्रैक्चर विफलता विश्लेषण। हीट ट्रीटमेंट। मेटल। 42, 185-188 (2017)।
कैटर, आर. और अल्टुन, एच. एसएसआरटी विधि द्वारा विभिन्न पीएच स्थितियों के तहत एमजी-अल-जेडएन मिश्र धातुओं का तनाव संक्षारण क्रैकिंग व्यवहार। ओपन.केमिकल.17, 972-979 (2019)।
नाज़र, ए.ए. एट अल. सल्फाइड-दूषित खारे पानी में Cu10Ni मिश्र धातु के विद्युत रासायनिक और तनाव संक्षारण क्रैकिंग व्यवहार पर ग्लाइसिन के प्रभाव। औद्योगिक इंजीनियरिंग। रासायनिक। जलाशय। 50, 8796–8802 (2011)।
अघियन, ई. और लुलु, एन. एमजी(ओएच)2-संतृप्त 3.5% NaCl घोल में डाई-कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातु MRI230D के संक्षारण गुण। अल्मा मेटर.कैरेक्टर.61, 1221–1226 (2010)।
झांग, जेड., हू, जेड. और प्रीत, एमएस 9Cr मार्टेंसिटिक स्टील के स्थिर और तनाव संक्षारण व्यवहार पर क्लोराइड आयनों का प्रभाव। सर्फ.टेक्नोलॉजी.48, 298–304 (2019)।
चेन, एक्स., मा, जे., ली, एक्स., वू, एम. और सोंग, बी. कृत्रिम समुद्री कीचड़ घोल में एक्स70 स्टील के तनाव संक्षारण दरार पर एसआरबी और तापमान का सहक्रियात्मक प्रभाव। जे. चिन. सोशलिस्ट पार्टी. कोरोस. प्रो. 39, 477–484 (2019)।
लियू, जे., झांग, वाई. और यांग, एस. समुद्री जल में 00Cr21Ni14Mn5Mo2N स्टेनलेस स्टील का तनाव संक्षारण व्यवहार। भौतिकी। परीक्षा लें। परीक्षण। 36, 1-5 (2018)।
लू, सी. ब्रिज हाई-स्ट्रेंथ बोल्ट्स का विलंबित फ्रैक्चर अध्ययन.जबड़ा.अकादमिक स्कूल.रेल.विज्ञान.2, 10369 (2019).
अनन्या, बी. कास्टिक विलयनों में डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील की तनाव संक्षारण दरार। डॉक्टरेट शोध प्रबंध, अटलांटा, जॉर्जिया, संयुक्त राज्य अमेरिका: जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी 137–8 (2008)
सुनादा, एस., मासानोरी, के., काज़ुहिको, एम. और सुगिमोटो, के. एच2एसओ4-नैक्लोराइड जलीय घोल में एसयूएस304 स्टेनलेस स्टील के तनाव संक्षारण क्रैकिंग पर एच2एसओ4 और नैक्लोराइड सांद्रता के प्रभाव। अल्मा मेटर. ट्रांस. 47, 364-370 (2006)।
मेरवे, जेडब्ल्यूवीडी एच2ओ/सीओ/सीओ2 घोल में स्टील के तनाव संक्षारण क्रैकिंग पर पर्यावरण और सामग्री का प्रभाव। इंटर मिलान। जे. कोरोस। 2012, 1-13 (2012)।
इब्राहिम, एम. और अकरम ए. नकली भूजल घोल में एपीआई-एक्स100 पाइपलाइन स्टील के पैसिवेशन पर बाइकार्बोनेट, तापमान और पीएच के प्रभाव। आईपीसी 2014-33180 में।
शान, जी., ची, एल., सोंग, एक्स., हुआंग, एक्स. और क्यू, डी. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की तनाव संक्षारण दरार संवेदनशीलता पर तापमान का प्रभाव। कोरो. बी अपोज्ड टू. टेक्नोलॉजी. 18, 42-44 (2018)।
हान, एस. कई उच्च-शक्ति वाले फास्टनर स्टील्स का हाइड्रोजन-प्रेरित विलंबित फ्रैक्चर व्यवहार (कुनमिंग विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, 2014)।
झाओ, बी., झांग, क्यू. और झांग, एम. फास्टनरों के लिए जीएच4080ए मिश्र धातु का तनाव संक्षारण तंत्र। क्रॉस.कम्पेनियन.हे.ट्रीट.41, 102–110 (2020)।