Terima kasih kerana melayari Nature.com. Versi pelayar yang anda gunakan mempunyai sokongan CSS yang terhad. Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan anda menggunakan pelayar yang dikemas kini (atau mematikan mod keserasian dalam Internet Explorer). Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan memaparkan laman web tanpa gaya dan JavaScript.
Keluli 20MnTiB merupakan bahan bolt berkekuatan tinggi yang paling banyak digunakan untuk jambatan struktur keluli di negara saya, dan prestasinya amat penting untuk operasi jambatan yang selamat. Berdasarkan kajian persekitaran atmosfera di Chongqing, kajian ini mereka bentuk penyelesaian kakisan yang mensimulasikan iklim lembap Chongqing, dan menjalankan ujian kakisan tegasan bolt berkekuatan tinggi yang mensimulasikan iklim lembap Chongqing. Kesan suhu, nilai pH dan kepekatan larutan kakisan yang disimulasikan terhadap kelakuan kakisan tegasan bolt berkekuatan tinggi 20MnTiB telah dikaji.
Keluli 20MnTiB merupakan bahan bolt berkekuatan tinggi yang paling banyak digunakan untuk jambatan struktur keluli di negara saya, dan prestasinya amat penting untuk operasi jambatan yang selamat. Li et al. 1 menguji sifat-sifat keluli 20MnTiB yang biasa digunakan dalam bolt berkekuatan tinggi gred 10.9 dalam julat suhu tinggi 20~700 ℃, dan memperoleh lengkung tegasan-terikan, kekuatan alah, kekuatan tegangan, modulus Young, dan pemanjangan, serta pekali pengembangan. Zhang et al. 2, Hu et al. 3, dsb., melalui ujian komposisi kimia, ujian sifat mekanikal, ujian mikrostruktur, analisis makroskopik dan mikroskopik permukaan ulir, dan hasilnya menunjukkan bahawa sebab utama keretakan bolt berkekuatan tinggi adalah berkaitan dengan kecacatan ulir, dan berlakunya kecacatan ulir. Kepekatan tegasan yang besar, kepekatan tegasan hujung retak dan keadaan kakisan udara terbuka semuanya membawa kepada keretakan kakisan tegasan.
Bolt berkekuatan tinggi untuk jambatan keluli biasanya digunakan untuk jangka masa yang lama dalam persekitaran yang lembap. Faktor-faktor seperti kelembapan tinggi, suhu tinggi, dan pemendapan serta penyerapan bahan berbahaya dalam persekitaran boleh menyebabkan kakisan struktur keluli dengan mudah. ​​Kakisan boleh menyebabkan kehilangan keratan rentas bolt berkekuatan tinggi, mengakibatkan banyak kecacatan dan retakan. Dan kecacatan dan retakan ini akan terus mengembang, sekali gus mengurangkan jangka hayat bolt berkekuatan tinggi dan juga menyebabkannya patah. Setakat ini, terdapat banyak kajian tentang kesan kakisan persekitaran terhadap prestasi kakisan tegasan bahan. Catar et al4 menyiasat tingkah laku kakisan tegasan aloi magnesium dengan kandungan aluminium yang berbeza dalam persekitaran berasid, alkali dan neutral melalui ujian kadar terikan perlahan (SSRT). Abdel et al.5 mengkaji tingkah laku keretakan kakisan elektrokimia dan tegasan aloi Cu10Ni dalam larutan NaCl 3.5% dengan kehadiran kepekatan ion sulfida yang berbeza. Aghion et al.6 menilai prestasi kakisan aloi magnesium tuang mati MRI230D dalam larutan NaCl 3.5% melalui ujian rendaman, ujian semburan garam, analisis polarisasi potensiodinamik dan SSRT. Zhang dkk.7 mengkaji kelakuan kakisan tegasan keluli martensitik 9Cr menggunakan SSRT dan teknik ujian elektrokimia tradisional, dan memperoleh kesan ion klorida terhadap kelakuan kakisan statik keluli martensitik pada suhu bilik. Chen dkk.8 mengkaji kelakuan kakisan tegasan dan mekanisme keretakan keluli X70 dalam larutan lumpur laut simulasi yang mengandungi SRB pada suhu berbeza oleh SSRT. Liu dkk.9 menggunakan SSRT untuk mengkaji kesan suhu dan kadar terikan tegangan pada rintangan kakisan tegasan air laut keluli tahan karat austenit 00Cr21Ni14Mn5Mo2N. Keputusan menunjukkan bahawa suhu dalam julat 35~65℃ tidak mempunyai kesan yang ketara terhadap kelakuan kakisan tegasan keluli tahan karat. Lu dkk. 10 menilai kerentanan patah tertunda sampel dengan gred kekuatan tegangan yang berbeza melalui ujian patah tertunda beban mati dan SSRT. Adalah dicadangkan bahawa kekuatan tegangan bolt kekuatan tinggi keluli 20MnTiB dan keluli 35VB harus dikawal pada 1040-1190MPa. Walau bagaimanapun, kebanyakan kajian ini pada asasnya menggunakan larutan NaCl 3.5% yang mudah untuk mensimulasikan persekitaran menghakis, manakala persekitaran penggunaan sebenar bolt kekuatan tinggi adalah lebih kompleks dan mempunyai banyak faktor yang mempengaruhi, seperti nilai pH bolt. Ananya et al. 11 mengkaji kesan parameter persekitaran dan bahan dalam medium menghakis terhadap kakisan dan keretakan kakisan tegasan keluli tahan karat dupleks. Sunada et al. 12 orang telah menjalankan ujian keretakan kakisan tegasan suhu bilik pada keluli SUS304 dalam larutan akueus yang mengandungi H2SO4 (0-5.5 kmol/m-3) dan NaCl (0-4.5 kmol/m-3). Kesan H2SO4 dan NaCl terhadap jenis kakisan keluli SUS304 juga telah dikaji. Merwe et al.13 menggunakan SSRT untuk mengkaji kesan arah penggelek, suhu, kepekatan CO2/CO, tekanan gas dan masa kakisan terhadap kerentanan kakisan tegasan keluli bekas tekanan A516. Menggunakan larutan NS4 sebagai larutan simulasi air bawah tanah, Ibrahim et al. 14 telah mengkaji kesan parameter persekitaran seperti kepekatan ion bikarbonat (HCO3), pH dan suhu terhadap keretakan kakisan tegasan keluli saluran paip API-X100 selepas salutan dikupas. Shan et al. 15 mengkaji hukum variasi kerentanan keretakan kakisan tegasan keluli tahan karat austenit 00Cr18Ni10 dengan suhu di bawah keadaan suhu yang berbeza (30~250℃) di bawah keadaan medium air hitam dalam loji arang batu-ke-hidrogen simulasi oleh SSRT. Han et al.16 mencirikan kerentanan kerapuhan hidrogen sampel bolt kekuatan tinggi menggunakan ujian patah tertangguh beban mati dan SSRT. Zhao17 mengkaji kesan pH, SO42-, Cl-1 terhadap tingkah laku kakisan tegasan aloi GH4080A oleh SSRT. Keputusan menunjukkan bahawa semakin rendah nilai pH, semakin teruk rintangan kakisan tegasan aloi GH4080A. Ia mempunyai kepekaan kakisan tegasan yang jelas terhadap Cl-1, dan tidak sensitif terhadap medium SO42-ionik pada suhu bilik. Walau bagaimanapun, terdapat sedikit kajian tentang kesan kakisan persekitaran pada bolt kekuatan tinggi keluli 20MnTiB.
Untuk mengetahui sebab-sebab kegagalan bolt berkekuatan tinggi yang digunakan dalam jambatan, penulis telah menjalankan beberapa siri kajian. Sampel bolt berkekuatan tinggi telah dipilih, dan sebab-sebab kegagalan sampel ini dibincangkan dari perspektif komposisi kimia, morfologi mikroskopik patah, struktur metalografi dan analisis sifat mekanikal19, 20. Berdasarkan penyiasatan persekitaran atmosfera di Chongqing pada tahun-tahun kebelakangan ini, satu skim kakisan yang mensimulasikan iklim lembap Chongqing telah direka bentuk. Eksperimen kakisan tegasan, eksperimen kakisan elektrokimia dan eksperimen keletihan kakisan bolt berkekuatan tinggi dalam iklim lembap simulasi Chongqing telah dijalankan. Dalam kajian ini, kesan suhu, nilai pH dan kepekatan larutan kakisan simulasi terhadap kelakuan kakisan tegasan bolt berkekuatan tinggi 20MnTiB telah dikaji melalui ujian sifat mekanikal, analisis makroskopik dan mikroskopik patah, dan produk kakisan permukaan.
Chongqing terletak di barat daya China, di hulu Sungai Yangtze, dan mempunyai iklim monsun subtropika lembap. Purata suhu tahunan ialah 16-18°C, purata kelembapan relatif tahunan kebanyakannya 70-80%, jam cahaya matahari tahunan ialah 1000-1400 jam, dan peratusan cahaya matahari hanya 25-35%.
Menurut laporan berkaitan cahaya matahari dan suhu ambien di Chongqing dari tahun 2015 hingga 2018, purata suhu harian di Chongqing adalah serendah 17°C dan setinggi 23°C. Suhu tertinggi pada badan jambatan Jambatan Chaotianmen di Chongqing boleh mencapai 50°C °C21,22. Oleh itu, tahap suhu untuk ujian kakisan tegasan ditetapkan pada 25°C dan 50°C.
Nilai pH larutan kakisan simulasi secara langsung menentukan jumlah H+, tetapi ini tidak bermakna semakin rendah nilai pH, semakin mudah kakisan berlaku. Kesan pH terhadap keputusan akan berbeza-beza untuk bahan dan larutan yang berbeza. Untuk mengkaji dengan lebih baik kesan larutan kakisan simulasi terhadap prestasi kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi, nilai pH eksperimen kakisan tegasan telah ditetapkan kepada 3.5, 5.5 dan 7.5 dengan gabungan kajian literatur23 dan julat pH air hujan tahunan di Chongqing, 2010 hingga 2018.
Semakin tinggi kepekatan larutan kakisan simulasi, semakin banyak kandungan ion dalam larutan kakisan simulasi, dan semakin besar pengaruhnya terhadap sifat bahan. Untuk mengkaji kesan kepekatan larutan kakisan simulasi terhadap kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi, ujian kakisan dipercepat makmal tiruan telah direalisasikan, dan kepekatan larutan kakisan simulasi ditetapkan kepada tahap 4 tanpa kakisan, iaitu kepekatan larutan kakisan simulasi asal (1×), kepekatan larutan kakisan simulasi asal 20 × (20 ×) dan kepekatan larutan kakisan simulasi asal 200 × (200 ×).
Persekitaran dengan suhu 25℃, nilai pH 5.5, dan kepekatan larutan kakisan simulasi asal adalah yang paling hampir dengan keadaan penggunaan sebenar bolt kekuatan tinggi untuk jambatan. Walau bagaimanapun, untuk mempercepatkan proses ujian kakisan, keadaan eksperimen dengan suhu 25°C, pH 5.5 dan kepekatan larutan kakisan simulasi asal 200 × telah ditetapkan sebagai kumpulan kawalan rujukan. Apabila kesan suhu, kepekatan atau nilai pH larutan kakisan simulasi terhadap prestasi kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi dikaji masing-masing, faktor lain kekal tidak berubah, yang digunakan sebagai tahap eksperimen kumpulan kawalan rujukan.
Menurut taklimat kualiti persekitaran atmosfera 2010-2018 yang dikeluarkan oleh Biro Ekologi dan Alam Sekitar Perbandaran Chongqing, dan merujuk kepada komponen pemendakan yang dilaporkan dalam Zhang24 dan literatur lain yang dilaporkan di Chongqing, satu larutan kakisan simulasi berdasarkan peningkatan kepekatan SO42- telah direka bentuk. Komposisi pemendakan di kawasan bandar utama Chongqing pada tahun 2017. Komposisi larutan kakisan simulasi ditunjukkan dalam Jadual 1:
Larutan kakisan simulasi disediakan melalui kaedah keseimbangan kepekatan ion kimia menggunakan reagen analitik dan air suling. Nilai pH larutan kakisan simulasi diselaraskan dengan meter pH ketepatan, larutan asid nitrik dan larutan natrium hidroksida.
Untuk mensimulasikan iklim lembap di Chongqing, alat penguji semburan garam telah diubah suai dan direka bentuk khas25. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, peralatan eksperimen mempunyai dua sistem: sistem semburan garam dan sistem pencahayaan. Sistem semburan garam adalah fungsi utama peralatan eksperimen, yang terdiri daripada bahagian kawalan, bahagian semburan dan bahagian induksi. Fungsi bahagian semburan adalah untuk mengepam kabus garam ke dalam ruang ujian melalui pemampat udara. Bahagian induksi terdiri daripada elemen pengukur suhu, yang mengesan suhu dalam ruang ujian. Bahagian kawalan terdiri daripada mikrokomputer, yang menghubungkan bahagian semburan dan bahagian induksi untuk mengawal keseluruhan proses eksperimen. Sistem pencahayaan dipasang dalam ruang ujian semburan garam untuk mensimulasikan cahaya matahari. Sistem pencahayaan terdiri daripada lampu inframerah dan pengawal masa. Pada masa yang sama, sensor suhu dipasang dalam ruang ujian semburan garam untuk memantau suhu di sekitar sampel dalam masa nyata.
Sampel kakisan tegasan di bawah beban malar telah diproses mengikut NACETM0177-2005 (Ujian Makmal Keretakan Tegasan Sulfida dan Rintangan Keretakan Kakisan Tegasan Logam dalam Persekitaran H2S). Spesimen kakisan tegasan pertama kali dibersihkan dengan aseton dan pembersihan mekanikal ultrasonik untuk membuang sisa minyak, kemudian dinyahhidratkan dengan alkohol dan dikeringkan di dalam ketuhar. Kemudian masukkan sampel bersih ke dalam ruang ujian peranti ujian semburan garam untuk mensimulasikan situasi kakisan dalam persekitaran iklim lembap Chongqing. Mengikut piawaian NACETM0177-2005 dan piawaian ujian semburan garam GB/T 10,125-2012, masa ujian kakisan tegasan beban malar dalam kajian ini ditentukan secara seragam iaitu 168 jam. Ujian tegangan telah dijalankan ke atas sampel kakisan di bawah keadaan kakisan yang berbeza pada mesin ujian tegangan universal MTS-810, dan sifat mekanikal serta morfologi kakisan patahannya telah dianalisis.
Rajah 1 menunjukkan makro dan mikromorfologi kakisan permukaan spesimen kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi di bawah keadaan kakisan yang berbeza.2 dan 3 masing-masing.
Morfologi makroskopik spesimen kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi 20MnTiB di bawah persekitaran kakisan simulasi yang berbeza: (a) tiada kakisan; (b) 1 kali; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3.5; (f) pH 7.5; (g) 50°C.
Mikromorfologi produk kakisan bolt kekuatan tinggi 20MnTiB dalam persekitaran kakisan simulasi yang berbeza (100×): (a) 1 kali; (b) 20 ×; (c) 200 ×; (d) pH3.5; (e) pH7 .5; (f) 50°C.
Dapat dilihat daripada Rajah 2a bahawa permukaan spesimen bolt kekuatan tinggi yang tidak berkarat mempamerkan kilauan logam yang terang tanpa kakisan yang jelas. Walau bagaimanapun, di bawah keadaan larutan kakisan simulasi asal (Rajah 2b), permukaan sampel sebahagiannya dilitupi dengan produk kakisan berwarna perang keperangan dan coklat-merah, dan beberapa kawasan permukaan masih menunjukkan kilauan logam yang jelas, menunjukkan bahawa hanya beberapa kawasan permukaan sampel yang sedikit berkarat, dan larutan kakisan simulasi tidak memberi kesan pada permukaan sampel. Sifat bahan mempunyai sedikit kesan. Walau bagaimanapun, di bawah keadaan kepekatan larutan kakisan simulasi asal 20 × (Rajah 2c), permukaan spesimen bolt kekuatan tinggi telah dilitupi sepenuhnya oleh sejumlah besar produk kakisan perang sawo matang dan sejumlah kecil produk kakisan coklat-merah. Tiada kilauan logam yang jelas ditemui, dan terdapat sejumlah kecil produk kakisan coklat-hitam berhampiran permukaan substrat. Dan di bawah keadaan kepekatan larutan kakisan simulasi asal 200 × (Rajah 2d), permukaan sampel dilitupi sepenuhnya oleh produk kakisan coklat, dan produk kakisan coklat-hitam muncul di beberapa kawasan.
Apabila pH menurun kepada 3.5 (Rajah 2e), produk kakisan berwarna perang sawo matang adalah yang paling banyak terdapat di permukaan sampel, dan sebahagian daripada produk kakisan telah dieksfoliasi.
Rajah 2g menunjukkan bahawa apabila suhu meningkat kepada 50 °C, kandungan produk kakisan coklat-merah pada permukaan sampel berkurangan dengan mendadak, manakala produk kakisan coklat terang menutupi permukaan sampel di kawasan yang luas. Lapisan produk kakisan agak longgar, dan beberapa produk coklat-hitam tertanggal.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, di bawah persekitaran kakisan yang berbeza, produk kakisan pada permukaan spesimen kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi 20MnTiB jelas terkeluar, dan ketebalan lapisan kakisan meningkat dengan peningkatan kepekatan larutan kakisan simulasi. Di bawah keadaan larutan kakisan simulasi asal (Rajah 3a), produk kakisan pada permukaan sampel boleh dibahagikan kepada dua lapisan: lapisan paling luar produk kakisan diagihkan secara sekata, tetapi sebilangan besar retakan muncul; lapisan dalam adalah kelompok produk kakisan yang longgar. Di bawah keadaan kepekatan larutan kakisan simulasi asal 20× (Rajah 3b), lapisan kakisan pada permukaan sampel boleh dibahagikan kepada tiga lapisan: lapisan paling luar terutamanya adalah produk kakisan kelompok yang tersebar, yang longgar dan berliang, dan tidak mempunyai prestasi perlindungan yang baik; Lapisan tengah adalah lapisan produk kakisan yang seragam, tetapi terdapat retakan yang jelas, dan ion kakisan boleh melalui retakan dan menghakis substrat; Lapisan dalam ialah lapisan produk kakisan yang padat tanpa retakan yang jelas, yang mempunyai kesan perlindungan yang baik pada substrat. Di bawah keadaan kepekatan larutan kakisan simulasi asal 200 × (Rajah 3c), lapisan kakisan pada permukaan sampel boleh dibahagikan kepada tiga lapisan: lapisan paling luar ialah lapisan produk kakisan yang nipis dan seragam; lapisan tengah terutamanya berbentuk kelopak dan berbentuk kepingan kakisan. Lapisan dalam ialah lapisan produk kakisan yang padat tanpa retakan dan lubang yang jelas, yang mempunyai kesan perlindungan yang baik pada substrat.
Dapat dilihat daripada Rajah 3d bahawa dalam persekitaran kakisan simulasi pH 3.5, terdapat sebilangan besar produk kakisan flokulen atau seperti jarum pada permukaan spesimen bolt kekuatan tinggi 20MnTiB. Adalah dispekulasikan bahawa produk kakisan ini terutamanya γ-FeOOH dan sejumlah kecil α-FeOOH yang berjalin26, dan lapisan kakisan mempunyai retakan yang jelas.
Dapat dilihat daripada Rajah 3f bahawa apabila suhu meningkat kepada 50 °C, tiada lapisan karat dalaman yang padat dan jelas ditemui dalam struktur lapisan kakisan, menunjukkan bahawa terdapat jurang antara lapisan kakisan pada suhu 50 °C, yang menjadikan substrat tidak diliputi sepenuhnya oleh produk kakisan. Memberikan perlindungan terhadap peningkatan kecenderungan kakisan substrat.
Sifat mekanikal bolt kekuatan tinggi di bawah kakisan tekanan beban malar dalam persekitaran menghakis yang berbeza ditunjukkan dalam Jadual 2:
Dari Jadual 2, dapat dilihat bahawa sifat mekanikal spesimen bolt kekuatan tinggi 20MnTiB masih memenuhi keperluan standard selepas ujian kakisan dipercepatkan kitaran kering-basah dalam persekitaran kakisan simulasi yang berbeza, tetapi terdapat kerosakan tertentu berbanding dengan sampel yang tidak berkarat. Pada kepekatan larutan kakisan simulasi asal, sifat mekanikal sampel tidak berubah dengan ketara, tetapi pada kepekatan 20× atau 200× larutan simulasi, pemanjangan sampel menurun dengan ketara. Sifat mekanikal adalah serupa pada kepekatan larutan kakisan simulasi asal 20× dan 200×. Apabila nilai pH larutan kakisan simulasi menurun kepada 3.5, kekuatan tegangan dan pemanjangan sampel menurun dengan ketara. Apabila suhu meningkat kepada 50°C, kekuatan tegangan dan pemanjangan menurun dengan ketara, dan kadar pengecutan kawasan adalah sangat hampir dengan nilai standard.
Morfologi patah bagi spesimen kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi 20MnTiB di bawah persekitaran kakisan yang berbeza ditunjukkan dalam Rajah 4, iaitu makro-morfologi patah, zon gentian di tengah patah, bibir mikro-morfologi antara muka ricih, dan permukaan sampel.
Morfologi patah makroskopik dan mikroskopik spesimen bolt kekuatan tinggi 20MnTiB dalam persekitaran kakisan simulasi yang berbeza (500×): (a) tiada kakisan; (b) 1 kali; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH3.5; (f) pH7.5; (g) 50°C.
Dapat dilihat daripada Rajah 4 bahawa patah spesimen kakisan tegasan bolt kekuatan tinggi 20MnTiB di bawah persekitaran kakisan simulasi yang berbeza menunjukkan patah kon cawan yang tipikal. Berbanding dengan spesimen yang tidak berkarat (Rajah 4a), kawasan tengah retakan kawasan gentian agak kecil, kawasan bibir ricih lebih besar. Ini menunjukkan bahawa sifat mekanikal bahan rosak dengan ketara selepas kakisan. Dengan peningkatan kepekatan larutan kakisan simulasi, lubang di kawasan gentian di tengah patah meningkat, dan lipit koyakan yang jelas muncul. Apabila kepekatan meningkat kepada 20 kali ganda daripada larutan kakisan simulasi asal, lubang kakisan yang jelas muncul pada antara muka antara tepi bibir ricih dan permukaan sampel, dan terdapat banyak produk kakisan di permukaan sampel.
Daripada Rajah 3d, dapat disimpulkan bahawa terdapat retakan yang jelas pada lapisan kakisan pada permukaan sampel, yang tidak mempunyai kesan perlindungan yang baik pada matriks. Dalam larutan kakisan simulasi pH 3.5 (Rajah 4e), permukaan sampel berkarat teruk, dan kawasan gentian tengah jelas kecil. Terdapat sebilangan besar lipit koyakan yang tidak sekata di tengah kawasan gentian. Dengan peningkatan nilai pH larutan kakisan simulasi, zon koyakan di kawasan gentian di tengah rekahan berkurangan, lubang secara beransur-ansur berkurangan, dan kedalaman lubang juga berkurangan secara beransur-ansur.
Apabila suhu meningkat kepada 50 °C (Rajah 4g), luas bibir ricih bagi rekahan sampel adalah yang terbesar, lubang di kawasan gentian pusat meningkat dengan ketara, dan kedalaman lubang juga meningkat, dan antara muka antara tepi bibir ricih dan permukaan sampel meningkat. Produk kakisan dan lubang meningkat, yang mengesahkan trend kakisan substrat yang semakin mendalam seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3f.
Nilai pH larutan kakisan akan menyebabkan beberapa kerosakan pada sifat mekanikal bolt berkekuatan tinggi 20MnTiB, tetapi kesannya tidak ketara. Dalam larutan kakisan pH 3.5, sebilangan besar produk kakisan flokulen atau seperti jarum diagihkan pada permukaan sampel, dan lapisan kakisan mempunyai retakan yang jelas, yang tidak dapat membentuk perlindungan yang baik untuk substrat. Dan terdapat lubang kakisan yang jelas dan sebilangan besar produk kakisan dalam morfologi mikroskopik patah sampel. Ini menunjukkan bahawa keupayaan sampel untuk menahan ubah bentuk oleh daya luaran berkurangan dengan ketara dalam persekitaran berasid, dan tahap kecenderungan kakisan tegasan bahan meningkat dengan ketara.
Larutan kakisan simulasi asal mempunyai sedikit kesan terhadap sifat mekanikal sampel bolt berkekuatan tinggi, tetapi apabila kepekatan larutan kakisan simulasi meningkat kepada 20 kali ganda daripada larutan kakisan simulasi asal, sifat mekanikal sampel rosak dengan ketara, dan terdapat kakisan yang jelas dalam mikrostruktur patah, lubang, retakan sekunder dan banyak produk kakisan. Apabila kepekatan larutan kakisan simulasi ditingkatkan daripada 20 kali ganda kepada 200 kali ganda daripada kepekatan larutan kakisan simulasi asal, kesan kepekatan larutan kakisan terhadap sifat mekanikal bahan menjadi lemah.
Apabila suhu kakisan simulasi ialah 25℃, kekuatan alah dan kekuatan tegangan spesimen bolt kekuatan tinggi 20MnTiB tidak banyak berubah berbanding spesimen yang tidak berkarat. Walau bagaimanapun, di bawah suhu persekitaran kakisan simulasi 50°C, kekuatan tegangan dan pemanjangan sampel menurun dengan ketara, kadar pengecutan keratan hampir dengan nilai piawai, bibir ricih patah adalah yang terbesar, dan terdapat lekuk di kawasan gentian tengah. Meningkat dengan ketara, kedalaman lubang meningkat, produk kakisan dan lubang kakisan meningkat. Ini menunjukkan bahawa persekitaran kakisan sinergi suhu mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat mekanikal bolt kekuatan tinggi, yang tidak jelas pada suhu bilik, tetapi lebih ketara apabila suhu mencapai 50°C.
Selepas ujian kakisan dipercepatkan dalaman yang mensimulasikan persekitaran atmosfera di Chongqing, kekuatan tegangan, kekuatan alah, pemanjangan dan parameter lain bagi bolt kekuatan tinggi 20MnTiB telah dikurangkan, dan kerosakan tegasan yang jelas berlaku. Oleh kerana bahan tersebut berada di bawah tekanan, akan terdapat fenomena pecutan kakisan setempat yang ketara. Dan disebabkan oleh kesan gabungan kepekatan tegasan dan lubang kakisan, mudah untuk menyebabkan kerosakan plastik yang jelas pada bolt kekuatan tinggi, mengurangkan keupayaan untuk menahan ubah bentuk oleh daya luaran, dan meningkatkan kecenderungan kakisan tegasan.
Li, G., Li, M., Yin, Y. & Jiang, S. Kajian eksperimental tentang sifat-sifat bolt kekuatan tinggi yang diperbuat daripada keluli 20MnTiB pada suhu tinggi. rahang. Kejuruteraan awam. J. 34, 100–105 (2001).
Hu, J., Zou, D. & Yang, Q. Analisis kegagalan patah bolt keluli berkekuatan tinggi 20MnTiB untuk rel. rawatan haba. Logam.42, 185–188 (2017).
Catar, R. & Altun, H. Tingkah laku keretakan kakisan tegasan aloi Mg-Al-Zn di bawah keadaan pH yang berbeza melalui kaedah SSRT.Open.Chemical.17, 972–979 (2019).
Nazer, AA et al. Kesan glisina terhadap kelakuan keretakan kakisan elektrokimia dan tegasan aloi Cu10Ni dalam air garam yang tercemar sulfida. Kejuruteraan Industri. Takungan Kimia.50, 8796–8802 (2011).
Aghion, E. & Lulu, N. Sifat kakisan aloi magnesium tuangan mati MRI230D dalam larutan NaCl 3.5% tepu Mg(OH)2. alma mater.character.61, 1221–1226 (2010).
Zhang, Z., Hu, Z. & Preet, MS Pengaruh ion klorida terhadap kelakuan kakisan statik dan tegasan keluli martensitik 9Cr.surf.Technology.48, 298–304 (2019).
Chen, X., Ma, J., Li, X., Wu, M. & Song, B. Kesan sinergi SRB dan suhu terhadap keretakan kakisan tegasan keluli X70 dalam larutan lumpur laut tiruan. J. Chin.Socialist Party.coros.Pro.39, 477–484 (2019).
Liu, J., Zhang, Y. & Yang, S. Sifat kakisan tegasan keluli tahan karat 00Cr21Ni14Mn5Mo2N dalam air laut.fizik.ambil peperiksaan.ujian.36, 1-5 (2018).
Lu, C. Satu kajian patah tertangguh bolt kekuatan tinggi jambatan.jaw.Academic school.rail.science.2, 10369 (2019).
Ananya, B. Keretakan kakisan tegasan keluli tahan karat dupleks dalam larutan kaustik. Disertasi Kedoktoran, Atlanta, GA, Amerika Syarikat: Institut Teknologi Georgia 137–8 (2008)
Sunada, S., Masanori, K., Kazuhiko, M. & Sugimoto, K. Kesan kepekatan H2SO4 dan naci terhadap keretakan kakisan tegasan keluli tahan karat SUS304 dalam larutan akueus H2SO4-NaCl.alma mater.trans.47, 364–370 (2006).
Merwe, JWVD Pengaruh persekitaran dan bahan terhadap keretakan kakisan tegasan keluli dalam larutan H2O/CO/CO2. Inter Milan. J. Koros.2012, 1-13 (2012).
Ibrahim, M. & Akram A. Kesan bikarbonat, suhu dan pH terhadap pempasifan keluli saluran paip API-X100 dalam larutan air bawah tanah simulasi. Dalam IPC 2014-33180.
Shan, G., Chi, L., Song, X., Huang, X. & Qu, D. Kesan suhu terhadap kerentanan keretakan kakisan tegasan keluli tahan karat austenit.coro.be opposed to.Technology.18, 42–44 (2018).
Han, S. Tingkah laku patah tertangguh yang disebabkan oleh hidrogen bagi beberapa keluli pengikat berkekuatan tinggi (Universiti Sains dan Teknologi Kunming, 2014).
Zhao, B., Zhang, Q. & Zhang, M. Mekanisme kakisan tegasan aloi GH4080A untuk pengikat.cross.companion.Hey.treat.41, 102–110 (2020).