Bedankt voor uw bezoek aan Nature.com. De browserversie die u gebruikt, biedt beperkte ondersteuning voor CSS. Voor de beste ervaring raden we u aan een bijgewerkte browser te gebruiken (of de compatibiliteitsmodus in Internet Explorer uit te schakelen). In de tussentijd geven we de site weer zonder stijlen en JavaScript, om ondersteuning te blijven bieden.
20MnTiB-staal is het meest gebruikte materiaal voor hoogwaardige bouten voor stalen bruggen in mijn land. De prestaties ervan zijn van groot belang voor de veilige werking van bruggen. Op basis van onderzoek naar de atmosferische omgeving in Chongqing is in deze studie een corrosieoplossing ontworpen die het vochtige klimaat van Chongqing simuleert. Ook zijn er spanningscorrosietests uitgevoerd op hoogwaardige bouten die het vochtige klimaat van Chongqing simuleren. De effecten van temperatuur, pH-waarde en concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing op het spanningscorrosiegedrag van 20MnTiB-hoogsterktebouten werden bestudeerd.
20MnTiB-staal is het meest gebruikte materiaal voor hoogwaardige bouten voor stalen bruggen in mijn land en de prestaties ervan zijn van groot belang voor de veilige werking van bruggen. Li et al. 1 testten de eigenschappen van 20MnTiB-staal dat algemeen wordt gebruikt in hoogwaardige bouten van klasse 10.9 in het hoge temperatuurbereik van 20 tot 700 ℃ en verkregen de spanning-rekcurve, vloeigrens, treksterkte, Young's modulus en rek. en uitzettingscoëfficiënt. Zhang et al. 2, Hu et al. 3, enz., door middel van chemische samenstellingstesten, mechanische eigenschappen testen, microstructuurtesten, macroscopische en microscopische analyse van het schroefdraadoppervlak en de resultaten laten zien dat de belangrijkste reden voor het breken van hoogwaardige bouten verband houdt met schroefdraaddefecten en het optreden van schroefdraaddefecten. Grote spanningsconcentraties, spanningsconcentraties aan de scheurpunt en corrosieomstandigheden in de open lucht leiden allemaal tot spanningscorrosie.
Hoogwaardige bouten voor stalen bruggen worden meestal langdurig gebruikt in een vochtige omgeving. Factoren zoals hoge luchtvochtigheid, hoge temperatuur en de sedimentatie en absorptie van schadelijke stoffen in de omgeving kunnen gemakkelijk corrosie van staalconstructies veroorzaken. Corrosie kan leiden tot verlies van de doorsnede van hoogwaardige bouten, wat resulteert in talloze defecten en scheuren. En deze defecten en scheuren zullen blijven uitbreiden, waardoor de levensduur van hoogwaardige bouten wordt verkort en ze zelfs kunnen breken. Tot nu toe zijn er veel studies naar het effect van omgevingscorrosie op de spanningscorrosieprestaties van materialen. Catar et al. 4 onderzochten het spanningscorrosiegedrag van magnesiumlegeringen met verschillende aluminiumgehaltes in zure, alkalische en neutrale omgevingen door middel van langzame reksnelheidstesten (SSRT). Abdel et al. 5 bestudeerden het elektrochemische en spanningscorrosiescheurgedrag van Cu10Ni-legering in 3,5% NaCl-oplossing in aanwezigheid van verschillende concentraties sulfide-ionen. Aghion et al. 6 evalueerden de corrosieprestaties van spuitgegoten magnesiumlegering MRI230D in 3,5% NaCl-oplossing door immersietest, zoutneveltest, potentiodynamische polarisatieanalyse en SSRT. Zhang et al.7 bestudeerden het spanningscorrosiegedrag van 9Cr martensitisch staal met behulp van SSRT en traditionele elektrochemische testtechnieken en bepaalden het effect van chloride-ionen op het statische corrosiegedrag van martensitisch staal bij kamertemperatuur. Chen et al.8 onderzochten het spanningscorrosiegedrag en scheurmechanisme van X70-staal in gesimuleerde zeemodderoplossing met SRB bij verschillende temperaturen door middel van SSRT. Liu et al.9 gebruikten SSRT om het effect van temperatuur en treksnelheid op de spanningscorrosieweerstand in zeewater van 00Cr21Ni14Mn5Mo2N austenitisch roestvast staal te bestuderen. De resultaten tonen aan dat de temperatuur in het bereik van 35~65℃ geen significant effect heeft op het spanningscorrosiegedrag van roestvast staal. Lu et al. 10 evalueerden de gevoeligheid voor vertraagde breuk van monsters met verschillende treksterkteklassen door middel van een test met vertraagde breuk door dode belasting en SSRT. Er wordt voorgesteld dat de treksterkte van 20MnTiB-staal en 35VB-staal met hoge sterkte bouten moet worden gecontroleerd op 1040-1190 MPa. De meeste van deze studies gebruiken echter in principe een eenvoudige 3,5% NaCl-oplossing om de corrosieve omgeving te simuleren, terwijl de werkelijke gebruiksomgeving van hoge sterkte bouten complexer is en veel beïnvloedende factoren kent, zoals de pH-waarde van de bout. Ananya et al. 11 bestudeerden het effect van omgevingsparameters en materialen in het corrosieve medium op corrosie en spanningscorrosiescheuren van duplex roestvast staal. Sunada et al. 12 voerden spanningscorrosietests bij kamertemperatuur uit op SUS304-staal in waterige oplossingen met H2SO4 (0-5,5 kmol/m-3) en NaCl (0-4,5 kmol/m-3). De effecten van H2SO4 en NaCl op de corrosietypen van SUS304-staal werden ook bestudeerd.Merwe et al.13 gebruikten SSRT om de effecten van walsrichting, temperatuur, CO2/CO-concentratie, gasdruk en corrosietijd op de gevoeligheid voor spanningscorrosie van A516-drukvatstaal te bestuderen.Ibrahim et al.14 onderzochten het effect van omgevingsparameters zoals de concentratie bicarbonaat-ion (HCO), pH en temperatuur op spanningscorrosie van API-X100-pijpleidingstaal na het afpellen van de coating.Shan et al. 15 bestudeerden de variatiewet van de gevoeligheid voor spanningscorrosie van austenitisch roestvast staal 00Cr18Ni10 bij verschillende temperatuuromstandigheden (30~250℃) in een zwartwatermedium in een gesimuleerde kolen-naar-waterstofcentrale door SSRT. Han et al.16 karakteriseerden de gevoeligheid voor waterstofbrosheid van hoogwaardige boutmonsters met behulp van een dode-last-vertraagde breuktest en SSRT. Zhao17 bestudeerden de effecten van pH, SO42-, Cl-1 op het spanningscorrosiegedrag van GH4080A-legering door SSRT. De resultaten tonen aan dat hoe lager de pH-waarde, hoe slechter de spanningscorrosiebestendigheid van de GH4080A-legering. Het heeft een duidelijke spanningscorrosiegevoeligheid voor Cl-1 en is niet gevoelig voor SO42-, een ionisch medium bij kamertemperatuur. Er zijn echter weinig studies over het effect van omgevingscorrosie op hoogwaardige bouten van 20MnTiB-staal.
Om de redenen voor het falen van zeer sterke bouten die in bruggen worden gebruikt te achterhalen, heeft de auteur een reeks onderzoeken uitgevoerd. Er werden monsters van zeer sterke bouten geselecteerd en de redenen voor het falen van deze monsters werden besproken vanuit het perspectief van chemische samenstelling, breukmicroscopische morfologie, metallografische structuur en analyse van mechanische eigenschappen19, 20. Op basis van het onderzoek van de atmosferische omgeving in Chongqing in de afgelopen jaren is een corrosieschema ontworpen dat het vochtige klimaat van Chongqing simuleert. Er werden spanningscorrosie-experimenten, elektrochemische corrosie-experimenten en corrosievermoeidheidsexperimenten van zeer sterke bouten in het gesimuleerde vochtige klimaat van Chongqing uitgevoerd. In deze studie werden de effecten van temperatuur, pH-waarde en concentratie van gesimuleerde corrosieoplossing op het spanningscorrosiegedrag van 20MnTiB-hoogwaardige bouten onderzocht door middel van mechanische eigenschapstests, macroscopische en microscopische breukanalyse en oppervlaktecorrosieproducten.
Chongqing ligt in het zuidwesten van China, aan de bovenloop van de Yangtze-rivier, en heeft een vochtig subtropisch moessonklimaat. De gemiddelde jaartemperatuur bedraagt ​​16-18°C, de relatieve luchtvochtigheid bedraagt ​​gemiddeld 70-80%, het aantal zonuren bedraagt ​​1000-1400 uur en het percentage zonneschijn bedraagt ​​slechts 25-35%.
Volgens rapporten over de zonneschijnduur en de omgevingstemperatuur in Chongqing van 2015 tot 2018, lag de gemiddelde dagtemperatuur in Chongqing tussen 17 °C en 23 °C. De hoogste temperatuur op de brug van de Chaotianmen-brug in Chongqing kan oplopen tot 50 °C. Daarom werden de temperaturen voor de spanningscorrosietest vastgesteld op 25 °C en 50 °C.
De pH-waarde van de gesimuleerde corrosieoplossing bepaalt rechtstreeks de hoeveelheid H+, maar dit betekent niet dat hoe lager de pH-waarde, hoe gemakkelijker corrosie optreedt. De invloed van de pH op de resultaten zal variëren voor verschillende materialen en oplossingen. Om het effect van de gesimuleerde corrosieoplossing op de spanningscorrosieprestaties van hoogwaardige bouten beter te kunnen bestuderen, werden de pH-waarden van de spanningscorrosie-experimenten ingesteld op 3,5, 5,5 en 7,5 in combinatie met literatuuronderzoek23 en het pH-bereik van het jaarlijkse regenwater in Chongqing, 2010 tot 2018.
Hoe hoger de concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing, hoe meer ioneninhoud in de gesimuleerde corrosieoplossing en hoe groter de invloed op de materiaaleigenschappen. Om het effect van de concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing op de spanningscorrosie van bouten met hoge sterkte te bestuderen, werd de kunstmatige laboratoriumversnelde corrosietest uitgevoerd en werd de concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing ingesteld op niveau 4 zonder corrosie, wat de oorspronkelijke concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing (1×), 20 × oorspronkelijke concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing (20 ×) en 200 × oorspronkelijke concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing (200 ×) was.
De omgeving met een temperatuur van 25℃, een pH-waarde van 5,5 en de concentratie van de originele gesimuleerde corrosieoplossing komt het dichtst in de buurt van de werkelijke gebruiksomstandigheden van hoogwaardige bouten voor bruggen. Om het corrosietestproces echter te versnellen, werden de experimentele omstandigheden met een temperatuur van 25 °C, een pH van 5,5 en een concentratie van 200 × de originele gesimuleerde corrosieoplossing ingesteld als referentiecontrolegroep. Toen de effecten van de temperatuur, concentratie of pH-waarde van de gesimuleerde corrosieoplossing op de spanningscorrosieprestaties van hoogwaardige bouten respectievelijk werden onderzocht, bleven andere factoren ongewijzigd, die werden gebruikt als het experimentele niveau van de referentiecontrolegroep.
Volgens de briefing over de kwaliteit van het atmosferische milieu van 2010-2018, uitgegeven door het Bureau voor Ecologie en Milieu van de gemeente Chongqing, en verwijzend naar de neerslagcomponenten gerapporteerd in Zhang24 en andere literatuur gerapporteerd in Chongqing, werd een gesimuleerde corrosieoplossing ontworpen gebaseerd op het verhogen van de concentratie van SO42-. De samenstelling van de neerslag in het belangrijkste stedelijke gebied van Chongqing in 2017. De samenstelling van de gesimuleerde corrosieoplossing wordt weergegeven in Tabel 1:
De gesimuleerde corrosieoplossing wordt bereid met behulp van de chemische ionenconcentratiebalansmethode met behulp van analytische reagentia en gedestilleerd water. De pH-waarde van de gesimuleerde corrosieoplossing werd aangepast met een precisie-pH-meter, salpeterzuuroplossing en natriumhydroxide-oplossing.
Om het vochtige klimaat in Chongqing te simuleren, is de zoutneveltester speciaal aangepast en ontworpen25.Zoals weergegeven in Afbeelding 1, heeft de experimentele apparatuur twee systemen: een zoutnevelsysteem en een verlichtingssysteem. Het zoutnevelsysteem is de hoofdfunctie van de experimentele apparatuur, die bestaat uit een besturingsgedeelte, een sproeigedeelte en een inductiegedeelte. De functie van het sproeigedeelte is om de zoutnevel via de luchtcompressor in de testkamer te pompen. Het inductiegedeelte bestaat uit temperatuurmeetelementen, die de temperatuur in de testkamer meten. Het besturingsgedeelte bestaat uit een microcomputer, die het sproeigedeelte en het inductiegedeelte verbindt om het hele experimentele proces te besturen. Het verlichtingssysteem is in een zoutneveltestkamer geïnstalleerd om zonlicht te simuleren. Het verlichtingssysteem bestaat uit infraroodlampen en een tijdregelaar. Tegelijkertijd is er een temperatuursensor in de zoutneveltestkamer geïnstalleerd om de temperatuur rond het monster in realtime te bewaken.
Spanningscorrosiemonsters onder constante belasting werden verwerkt in overeenstemming met NACETM0177-2005 (Laboratoriumtest van sulfide-spanningsscheuren en spanningscorrosiescheurweerstand van metalen in een H2S-omgeving). Spanningscorrosiemonsters werden eerst gereinigd met aceton en ultrasoon mechanisch reinigen om olieresten te verwijderen, vervolgens gedehydrateerd met alcohol en gedroogd in een oven. Vervolgens werden de schone monsters in de testkamer van het zoutneveltestapparaat geplaatst om de corrosiesituatie in het vochtige klimaat van Chongqing te simuleren. Volgens de norm NACETM0177-2005 en de zoutneveltestnorm GB/T 10,125-2012 is de constante belasting-spanningscorrosietesttijd in deze studie uniform bepaald op 168 uur. Trekproeven werden uitgevoerd op de corrosiemonsters onder verschillende corrosieomstandigheden op de MTS-810 universele trekbank en hun mechanische eigenschappen en breukcorrosiemorfologie werden geanalyseerd.
Figuur 1 toont de macro- en micromorfologie van de oppervlaktecorrosie van hoogsterkte boutspanningscorrosiemonsters onder verschillende corrosieomstandigheden.2 en 3 respectievelijk.
Macroscopische morfologie van spanningscorrosiemonsters van 20MnTiB-bouten met hoge sterkte onder verschillende gesimuleerde corrosieomgevingen: (a) geen corrosie; (b) 1 keer; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3,5; (f) pH 7,5; (g) 50 °C.
Micromorfologie van corrosieproducten van 20MnTiB-bouten met hoge sterkte in verschillende gesimuleerde corrosieomgevingen (100×): (a) 1 keer; (b) 20 ×; (c) 200 ×; (d) pH 3,5; (e) pH 7,5; (f) 50 °C.
Uit figuur 2a blijkt dat het oppervlak van het ongecorrodeerde exemplaar van de hoogvaste bout een heldere metaalachtige glans vertoont, zonder duidelijke corrosie. Echter, onder de omstandigheden van de oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossing (figuur 2b) was het oppervlak van het monster gedeeltelijk bedekt met lichtbruine en bruinrode corrosieproducten, en vertoonden sommige gebieden van het oppervlak nog steeds een duidelijke metaalachtige glans, wat aangeeft dat slechts enkele gebieden van het monsteroppervlak licht gecorrodeerd waren en dat de gesimuleerde corrosieoplossing geen effect had op het oppervlak van het monster. De materiaaleigenschappen hebben weinig effect. Echter, onder de conditie van 20 × oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossingsconcentratie (Fig. 2c) werd het oppervlak van het proefstuk met de zeer sterke bout volledig bedekt met een grote hoeveelheid lichtbruine corrosieproducten en een kleine hoeveelheid bruinrood corrosieproduct. Er werd geen duidelijke metaalglans gevonden en er was een kleine hoeveelheid bruinzwart corrosieproduct in de buurt van het oppervlak van het substraat. En onder de conditie van 200 × oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossingsconcentratie (Fig. 2d) werd het oppervlak van het proefstuk volledig bedekt met bruine corrosieproducten en verschenen er op sommige plekken bruinzwarte corrosieproducten.
Toen de pH daalde tot 3,5 (fig. 2e), bevonden de bruingekleurde corrosieproducten zich het meest op het oppervlak van de monsters en waren sommige corrosieproducten afgeschilferd.
Uit figuur 2g blijkt dat bij een temperatuurstijging tot 50 °C het gehalte aan bruinrode corrosieproducten op het oppervlak van het monster sterk afneemt, terwijl de helderbruine corrosieproducten het oppervlak van het monster over een groot gebied bedekken. De laag corrosieproducten is relatief los en sommige bruinzwarte producten worden afgepeld.
Zoals weergegeven in Afbeelding 3, zijn de corrosieproducten op het oppervlak van 20MnTiB-monsters van boutspanningscorrosie met hoge sterkte onder verschillende corrosieomgevingen duidelijk gedelamineerd en neemt de dikte van de corrosielaag toe met de toename van de concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing. Onder de omstandigheden van de oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossing (Afb. 3a) kunnen de corrosieproducten op het oppervlak van het monster worden verdeeld in twee lagen: de buitenste laag corrosieproducten is gelijkmatig verdeeld, maar er verschijnen een groot aantal scheuren; de binnenste laag is een losse cluster van corrosieproducten. Onder de omstandigheden van 20× oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossingconcentratie (Afb. 3b) kan de corrosielaag op het oppervlak van het monster worden verdeeld in drie lagen: de buitenste laag is voornamelijk verspreide clustercorrosieproducten, die los en poreus zijn en geen goede beschermende prestaties hebben; De middelste laag is een uniforme laag corrosieproducten, maar er zijn duidelijke scheuren en de corrosie-ionen kunnen door de scheuren heen gaan en het substraat eroderen; de binnenste laag is een dichte corrosieproductlaag zonder duidelijke scheuren, die een goed beschermend effect heeft op het substraat. Onder de omstandigheden van 200× oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossingsconcentratie (Fig. 3c) kan de corrosielaag op het oppervlak van het monster worden verdeeld in drie lagen: de buitenste laag is een dunne en uniforme corrosieproductlaag; de middelste laag is voornamelijk bloemblaadjes- en vlokvormige corrosie De binnenste laag is een dichte corrosieproductlaag zonder duidelijke scheuren en gaten, die een goed beschermend effect heeft op het substraat.
Uit figuur 3d blijkt dat er in de gesimuleerde corrosieomgeving van pH 3,5 een groot aantal vlokkige of naaldachtige corrosieproducten aanwezig zijn op het oppervlak van het 20MnTiB-hoogsterkte boutmonster. Er wordt gespeculeerd dat deze corrosieproducten voornamelijk γ-FeOOH en een kleine hoeveelheid α-FeOOH zijn die met elkaar verweven zijn26, en dat de corrosielaag duidelijke scheuren vertoont.
Uit figuur 3f blijkt dat bij een temperatuurstijging tot 50 °C er geen duidelijke dichte roestlaag in de corrosielaagstructuur werd aangetroffen. Dit wijst erop dat er bij 50 °C openingen tussen de corrosielagen zaten, waardoor het substraat niet volledig bedekt was met corrosieproducten. Dit biedt bescherming tegen een verhoogde neiging tot corrosie in het substraat.
De mechanische eigenschappen van bouten met hoge sterkte onder constante belasting en spanningscorrosie in verschillende corrosieve omgevingen worden weergegeven in Tabel 2:
Uit tabel 2 blijkt dat de mechanische eigenschappen van de 20MnTiB-boutmonsters met hoge sterkte nog steeds voldoen aan de standaardvereisten na de versnelde corrosietest met de droge-natcyclus in verschillende gesimuleerde corrosieomgevingen, maar er is een bepaalde schade in vergelijking met de niet-gecorrodeerde exemplaren.monster.Bij de concentratie van de oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossing veranderden de mechanische eigenschappen van het monster niet significant, maar bij de concentratie van 20× of 200× van de gesimuleerde oplossing nam de rek van het monster aanzienlijk af.De mechanische eigenschappen zijn vergelijkbaar bij de concentraties van 20 × en 200 × van de oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossingen.Toen de pH-waarde van de gesimuleerde corrosieoplossing daalde tot 3,5, namen de treksterkte en rek van de monsters aanzienlijk af.Wanneer de temperatuur stijgt tot 50°C, nemen de treksterkte en rek aanzienlijk af en ligt de krimpsnelheid van het gebied zeer dicht bij de standaardwaarde.
De breukmorfologieën van de 20MnTiB-staafjes met hoge sterkte en spanningscorrosie onder verschillende corrosieomgevingen worden weergegeven in Afbeelding 4. Deze omvatten de macromorfologie van de breuk, de vezelzone in het midden van de breuk, de micromorfologische lip van de schuifinterface en het oppervlak van het monster.
Macroscopische en microscopische breukmorfologieën van 20MnTiB-boutmonsters met hoge sterkte in verschillende gesimuleerde corrosieomgevingen (500×): (a) geen corrosie; (b) 1 keer; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3,5; (f) pH 7,5; (g) 50 °C.
Uit figuur 4 blijkt dat de breuk van het 20MnTiB-monster met hoge sterkte boutspanningscorrosie onder verschillende gesimuleerde corrosieomstandigheden een typische beker-kegelbreuk vertoont. Vergeleken met het ongecorrodeerde monster (figuur 4a) is het centrale gebied van de vezelscheur relatief klein, terwijl het gebied van de schuiflip groter is. Dit toont aan dat de mechanische eigenschappen van het materiaal na corrosie aanzienlijk zijn aangetast. Naarmate de concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing toenam, namen de putjes in het vezelgebied in het midden van de breuk toe en verschenen er duidelijke scheurnaden. Toen de concentratie werd verhoogd tot 20 keer die van de oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossing, verschenen er duidelijke corrosieputjes op het grensvlak tussen de rand van de schuiflip en het oppervlak van het monster, en bevonden zich veel corrosieproducten op het oppervlak.
Uit figuur 3d blijkt dat er duidelijke scheuren in de corrosielaag op het oppervlak van het monster zitten, wat geen goed beschermend effect heeft op de matrix. In de gesimuleerde corrosieoplossing met pH 3,5 (figuur 4e) is het oppervlak van het monster ernstig gecorrodeerd en is het centrale vezelgebied duidelijk klein. Er zijn een groot aantal onregelmatige scheurnaden in het midden van het vezelgebied. Naarmate de pH-waarde van de gesimuleerde corrosieoplossing stijgt, neemt de scheurzone in het vezelgebied in het midden van de breuk af, neemt de put geleidelijk af en neemt ook de diepte van de put geleidelijk af.
Toen de temperatuur steeg tot 50 °C (Fig. 4g), was het breukoppervlak van het monster het grootst, namen de putjes in het centrale vezelgebied aanzienlijk toe, evenals de diepte van de putjes, en nam het grensvlak tussen de rand van de schuiflip en het monsteroppervlak toe. De corrosieproducten en putjes namen toe, wat de toenemende trend van substraatcorrosie bevestigde die in Fig. 3f wordt weergegeven.
De pH-waarde van de corrosieoplossing zal enige schade aan de mechanische eigenschappen van 20MnTiB-bouten met hoge sterkte veroorzaken, maar het effect is niet significant. In de corrosieoplossing met pH 3,5 worden een groot aantal vlokkige of naaldachtige corrosieproducten verdeeld over het oppervlak van het monster en vertoont de corrosielaag duidelijke scheuren, die geen goede bescherming voor het substraat kunnen vormen. Bovendien zijn er duidelijke corrosieputjes en een groot aantal corrosieproducten in de microscopische morfologie van de monsterbreuk. Dit toont aan dat het vermogen van het monster om vervorming door externe krachten te weerstaan, aanzienlijk afneemt in een zure omgeving en de mate van spanningscorrosieneiging van het materiaal aanzienlijk toeneemt.
De oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossing had weinig effect op de mechanische eigenschappen van de monsters met bouten met hoge sterkte. Maar toen de concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing toenam tot 20 keer die van de oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossing, werden de mechanische eigenschappen van de monsters aanzienlijk aangetast en was er duidelijke corrosie in de breukmicrostructuur. Er waren putjes, secundaire scheuren en veel corrosieproducten te zien. Toen de concentratie van de gesimuleerde corrosieoplossing werd verhoogd van 20 keer tot 200 keer de oorspronkelijke gesimuleerde corrosieoplossingconcentratie, werd het effect van de corrosieoplossingconcentratie op de mechanische eigenschappen van het materiaal verzwakt.
Wanneer de gesimuleerde corrosietemperatuur 25℃ bedraagt, veranderen de vloeigrens en treksterkte van de 20MnTiB-hoogwaardige boutmonsters niet veel vergeleken met de niet-gecorrodeerde monsters. Echter, onder de gesimuleerde corrosieomgevingstemperatuur van 50 °C namen de treksterkte en rek van het monster aanzienlijk af, lag de krimpsnelheid van de sectie dicht bij de standaardwaarde, was de breukschuiflip het grootst en waren er kuiltjes in het centrale vezelgebied. Aanzienlijk toegenomen, putdiepte toegenomen, corrosieproducten en corrosieputten toegenomen. Dit toont aan dat de temperatuursynergetische corrosieomgeving een grote invloed heeft op de mechanische eigenschappen van hoogwaardige bouten, die niet duidelijk is bij kamertemperatuur, maar aanzienlijker wanneer de temperatuur 50 °C bereikt.
Na de versnelde corrosietest binnenshuis, waarbij de atmosferische omgeving in Chongqing werd gesimuleerd, werden de treksterkte, vloeigrens, rek en andere parameters van de 20MnTiB-hoogwaardige bouten verlaagd en ontstond er duidelijke spanningsschade. Omdat het materiaal onder spanning staat, zal er een aanzienlijk plaatselijk corrosieversnellingsfenomeen optreden. En vanwege het gecombineerde effect van spanningsconcentratie en corrosieputten, kan er gemakkelijk duidelijke plastische schade aan hoogwaardige bouten ontstaan, wordt het vermogen om vervorming door externe krachten te weerstaan ​​verminderd en neemt de neiging tot spanningscorrosie toe.
Li, G., Li, M., Yin, Y. & Jiang, S. Experimenteel onderzoek naar de eigenschappen van hoogwaardige bouten van 20MnTiB-staal bij verhoogde temperatuur.kaak.Civil engineering.J. 34, 100–105 (2001).
Hu, J., Zou, D. & Yang, Q. Breuk- en faalanalyse van 20MnTiB stalen bouten met hoge sterkte voor rails. Warmtebehandeling. Metaal.42, 185–188 (2017).
Catar, R. & Altun, H. Spanningscorrosiegedrag van Mg-Al-Zn-legeringen onder verschillende pH-omstandigheden met behulp van de SSRT-methode. Open.Chemical.17, 972–979 (2019).
Nazer, AA et al. Effecten van glycine op het elektrochemische en spanningscorrosiegedrag van Cu10Ni-legering in met sulfide verontreinigde pekel. Industrial Engineering.Chemical.reservoir.50, 8796–8802 (2011).
Aghion, E. & Lulu, N. Corrosie-eigenschappen van spuitgegoten magnesiumlegering MRI230D in Mg(OH)2-verzadigde 3,5% NaCl-oplossing.alma mater.character.61, 1221–1226 (2010).
Zhang, Z., Hu, Z. & Preet, MS Invloed van chloride-ionen op statisch en spanningscorrosiegedrag van 9Cr martensitisch staal.surf.Technology.48, 298–304 (2019).
Chen, X., Ma, J., Li, X., Wu, M. & Song, B. Synergetisch effect van SRB en temperatuur op spanningscorrosie van X70-staal in kunstmatige zeesliboplossing. J. Chin.Socialist Party.coros.Pro.39, 477–484 (2019).
Liu, J., Zhang, Y. & Yang, S. Spanningscorrosiegedrag van 00Cr21Ni14Mn5Mo2N roestvast staal in zeewater.fysica.doe een examen.test.36, 1-5 (2018).
Lu, C. Een vertraagde breukstudie van brugbouten met hoge sterkte.kaak.Academic school.rail.science.2, 10369 (2019).
Ananya, B. Spanningscorrosie van duplex roestvast staal in bijtende oplossingen. Doctoraalscriptie, Atlanta, GA, VS: Georgia Institute of Technology 137–8 (2008)
Sunada, S., Masanori, K., Kazuhiko, M. & Sugimoto, K. Effecten van H2SO4- en naci-concentraties op spanningscorrosie van roestvast staal SUS304 in een waterige H2SO4-NaCl-oplossing.alma mater.trans.47, 364–370 (2006).
Merwe, JWVD Invloed van omgeving en materialen op spanningscorrosie van staal in H2O/CO/CO2-oplossing.Inter Milan.J. Koros.2012, 1-13 (2012).
Ibrahim, M. & Akram A. Effecten van bicarbonaat, temperatuur en pH op passivering van API-X100 pijpleidingstaal in gesimuleerde grondwateroplossing. In IPC 2014-33180.
Shan, G., Chi, L., Song, X., Huang, X. & Qu, D. Effect van temperatuur op de gevoeligheid voor spanningscorrosie van austenitisch roestvast staal.coro.be tegen.Technology.18, 42–44 (2018).
Han, S. Waterstofgeïnduceerd vertraagd breukgedrag van verschillende hoogwaardige bevestigingsstaalsoorten (Kunming University of Science and Technology, 2014).
Zhao, B., Zhang, Q. & Zhang, M. Spanningscorrosiemechanisme van GH4080A-legering voor bevestigingsmiddelen.cross.companion.Hey.treat.41, 102–110 (2020).