Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Limitado ang suporta para sa CSS sa bersyon ng browser na iyong ginagamit. Para sa pinakamahusay na karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o i-off ang compatibility mode sa Internet Explorer). Samantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipapakita namin ang site nang walang mga estilo at JavaScript.
Ang 20MnTiB na bakal ang pinakamalawak na ginagamit na materyal na may mataas na lakas na bolt para sa mga tulay na may istrukturang bakal sa aking bansa, at ang pagganap nito ay may malaking kahalagahan sa ligtas na operasyon ng mga tulay. Batay sa pagsisiyasat sa kapaligirang atmospera sa Chongqing, ang pag-aaral na ito ay nagdisenyo ng isang solusyon sa kalawang na ginagaya ang mahalumigmig na klima ng Chongqing, at nagsagawa ng mga pagsubok sa stress corrosion ng mga high-strength bolt na ginagaya ang mahalumigmig na klima ng Chongqing. Pinag-aralan ang mga epekto ng temperatura, halaga ng pH at kunwaring konsentrasyon ng solusyon sa kalawang sa stress corrosion behavior ng 20MnTiB na high-strength bolt.
Ang 20MnTiB na bakal ang pinakamalawak na ginagamit na materyal na may mataas na lakas na bolt para sa mga tulay na may istrukturang bakal sa aking bansa, at ang pagganap nito ay may malaking kahalagahan sa ligtas na operasyon ng mga tulay. Sinubukan nina Li et al. 1 ang mga katangian ng 20MnTiB na bakal na karaniwang ginagamit sa grade 10.9 na mga bolt na may mataas na lakas sa hanay ng mataas na temperatura na 20~700 ℃, at nakuha ang stress-strain curve, yield strength, tensile strength, Young's modulus, at elongation, at expansion coefficient. Sina Zhang et al. 2, Hu et al. 3, atbp., sa pamamagitan ng pagsubok sa komposisyong kemikal, pagsubok sa mekanikal na katangian, pagsubok sa microstructure, macroscopic at microscopic na pagsusuri ng ibabaw ng sinulid, at ipinapakita ng mga resulta na ang pangunahing dahilan ng pagkabali ng mga bolt na may mataas na lakas ay may kaugnayan sa mga depekto sa sinulid, at ang paglitaw ng mga depekto sa sinulid. Ang malalaking konsentrasyon ng stress, konsentrasyon ng stress sa dulo ng basag, at mga kondisyon ng open-air corrosion ay pawang humahantong sa pagbibitak ng stress corrosion.
Ang mga high-strength bolt para sa mga steel bridge ay karaniwang ginagamit nang matagal sa isang mahalumigmig na kapaligiran. Ang mga salik tulad ng mataas na humidity, mataas na temperatura, at ang sedimentation at absorption ng mga mapaminsalang sangkap sa kapaligiran ay madaling magdulot ng kalawang sa mga istrukturang bakal. Ang kalawang ay maaaring magdulot ng pagkawala ng cross-section ng high-strength bolt, na nagreresulta sa maraming depekto at bitak. At ang mga depekto at bitak na ito ay patuloy na lalawak, sa gayon ay binabawasan ang buhay ng mga high-strength bolt at maging sanhi ng kanilang pagkabasag. Sa ngayon, maraming pag-aaral ang nagawa tungkol sa epekto ng environmental corrosion sa stress corrosion performance ng mga materyales. Sinuri nina Catar et al.4 ang stress corrosion behavior ng mga magnesium alloy na may iba't ibang nilalaman ng aluminum sa acidic, alkaline at neutral na kapaligiran sa pamamagitan ng slow strain rate testing (SSRT). Pinag-aralan nina Abdel et al.5 ang electrochemical at stress corrosion cracking behavior ng Cu10Ni alloy sa 3.5% NaCl solution sa presensya ng iba't ibang konsentrasyon ng sulfide ions. Sinuri nina Aghion et al.6 ang corrosion performance ng die-cast magnesium alloy MRI230D sa 3.5% NaCl solution sa pamamagitan ng immersion test, salt spray test, potentiodynamic polarization analysis at SSRT. Zhang Pinag-aralan nina et al.7 ang stress corrosion behavior ng 9Cr martensitic steel gamit ang SSRT at mga tradisyonal na electrochemical testing techniques, at nakuha ang epekto ng chloride ions sa static corrosion behavior ng martensitic steel sa temperatura ng silid. Sinuri nina Chen et al.8 ang stress corrosion behavior at cracking mechanism ng X70 steel sa kunwaring sea mud solution na naglalaman ng SRB sa iba't ibang temperatura gamit ang SSRT. Ginamit nina Liu et al.9 ang SSRT upang pag-aralan ang epekto ng temperatura at tensile strain rate sa seawater stress corrosion resistance ng 00Cr21Ni14Mn5Mo2N austenitic stainless steel. Ipinapakita ng mga resulta na ang temperatura sa hanay na 35~65℃ ay walang makabuluhang epekto sa stress corrosion behavior ng stainless steel. Lu et al. Sinuri ng 10 ang delayed fracture susceptibility ng mga sample na may iba't ibang tensile strength grade sa pamamagitan ng dead load delayed fracture test at SSRT. Iminumungkahi na ang tensile strength ng 20MnTiB steel at 35VB steel high-strength bolts ay dapat kontrolin sa 1040-1190MPa. Gayunpaman, karamihan sa mga pag-aaral na ito ay karaniwang gumagamit ng isang simpleng 3.5% NaCl solution upang gayahin ang corrosive environment, habang ang aktwal na kapaligiran ng paggamit ng high-strength bolts ay mas kumplikado at may maraming nakakaimpluwensyang salik, tulad ng pH value ng bolt. Pinag-aralan nina Ananya et al. 11 ang epekto ng mga environmental parameter at materyales sa corrosive medium sa corrosion at stress corrosion cracking ng duplex stainless steels. Sunada et al. 12 ang nagsagawa ng mga pagsubok sa stress corrosion cracking sa temperaturang silid sa bakal na SUS304 sa mga solusyong may tubig na naglalaman ng H2SO4 (0-5.5 kmol/m-3) at NaCl (0-4.5 kmol/m-3). Pinag-aralan din ang mga epekto ng H2SO4 at NaCl sa mga uri ng corrosion ng bakal na SUS304. Ginamit nina Merwe et al.13 ang SSRT upang pag-aralan ang mga epekto ng direksyon ng paggulong, temperatura, konsentrasyon ng CO2/CO, presyon ng gas at oras ng corrosion sa stress corrosion susceptibility ng bakal na A516 pressure vessel. Gamit ang solusyon ng NS4 bilang solusyon sa pagtulad sa tubig sa lupa, sinuri nina Ibrahim et al. 14 ang epekto ng mga parameter ng kapaligiran tulad ng konsentrasyon ng bicarbonate ion (HCO3), pH at temperatura sa stress corrosion cracking ng bakal na tubo ng API-X100 pagkatapos matanggal ang patong. Sina Shan et al. Pinag-aralan ng 15 ang batas ng pagkakaiba-iba ng stress corrosion cracking susceptibility ng austenitic stainless steel na 00Cr18Ni10 na may temperatura sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng temperatura (30~250℃) sa ilalim ng kondisyon ng black water medium sa simulated coal-to-hydrogen plant ng SSRT. Inilarawan nina Han et al.16 ang hydrogen embrittlement susceptibility ng mga high-strength bolt sample gamit ang dead-load delayed fracture test at SSRT. Pinag-aralan nina Zhao17 ang mga epekto ng pH, SO42-, Cl-1 sa stress corrosion behavior ng GH4080A alloy ng SSRT. Ipinapakita ng mga resulta na mas mababa ang pH value, mas malala ang stress corrosion resistance ng GH4080A alloy. Mayroon itong malinaw na stress corrosion sensitivity sa Cl-1, at hindi sensitibo sa SO42-ionic medium sa temperatura ng silid. Gayunpaman, kakaunti ang mga pag-aaral sa epekto ng environmental corrosion sa mga high-strength bolt na 20MnTiB steel.
Upang malaman ang mga dahilan ng pagkabigo ng mga high-strength bolt na ginagamit sa mga tulay, ang may-akda ay nagsagawa ng isang serye ng mga pag-aaral. Ang mga high-strength bolt sample ay napili, at ang mga dahilan ng pagkabigo ng mga sample na ito ay tinalakay mula sa mga pananaw ng kemikal na komposisyon, mikroskopikong morpolohiya ng bali, istrukturang metalograpiko at pagsusuri ng mga mekanikal na katangian19, 20. Batay sa pagsisiyasat sa kapaligirang atmospera sa Chongqing nitong mga nakaraang taon, isang corrosion scheme ang dinisenyo na ginagaya ang mahalumigmig na klima ng Chongqing. Isinagawa ang mga eksperimento sa stress corrosion, mga eksperimento sa electrochemical corrosion at mga eksperimento sa corrosion fatigue ng mga high-strength bolt sa simulated humid climate ng Chongqing. Sa pag-aaral na ito, ang mga epekto ng temperatura, halaga ng pH at konsentrasyon ng simulated corrosion solution sa stress corrosion behavior ng 20MnTiB high-strength bolts ay siniyasat sa pamamagitan ng mga mechanical property test, fracture macroscopic at microscopic analysis, at mga surface corrosion product.
Ang Chongqing ay matatagpuan sa timog-kanlurang Tsina, sa itaas na bahagi ng Ilog Yangtze, at may mahalumigmig na subtropikal na klima ng monsoon. Ang taunang average na temperatura ay 16-18°C, ang taunang average na relatibong halumigmig ay halos 70-80%, ang taunang oras ng sikat ng araw ay 1000-1400 oras, at ang porsyento ng sikat ng araw ay 25-35% lamang.
Ayon sa mga ulat na may kaugnayan sa sikat ng araw at temperatura ng paligid sa Chongqing mula 2015 hanggang 2018, ang pang-araw-araw na average na temperatura sa Chongqing ay kasingbaba ng 17°C at kasingtaas ng 23°C. Ang pinakamataas na temperatura sa katawan ng tulay ng Chaotianmen Bridge sa Chongqing ay maaaring umabot sa 50°C °C21,22. Samakatuwid, ang mga antas ng temperatura para sa stress corrosion test ay itinakda sa 25°C at 50°C.
Direktang tinutukoy ng halaga ng pH ng kunwang solusyon sa korason ang dami ng H+, ngunit hindi ito nangangahulugan na mas madaling magkaroon ng korason kung mas mababa ang halaga ng pH. Mag-iiba ang epekto ng pH sa mga resulta para sa iba't ibang materyales at solusyon. Upang mas mapag-aralan ang epekto ng kunwang solusyon sa korason sa pagganap ng stress corrosion ng mga high-strength bolt, ang mga halaga ng pH ng mga eksperimento sa stress corrosion ay itinakda sa 3.5, 5.5 at 7.5 kasabay ng pananaliksik sa literatura23 at ang saklaw ng pH ng taunang tubig-ulan sa Chongqing mula 2010 hanggang 2018.
Kung mas mataas ang konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kaagnasan, mas maraming ion content sa kunwaring solusyon ng kaagnasan, at mas malaki ang impluwensya nito sa mga katangian ng materyal. Upang mapag-aralan ang epekto ng konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kaagnasan sa stress corrosion ng mga high-strength bolt, isinagawa ang artipisyal na laboratory accelerated corrosion test, at ang konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kaagnasan ay itinakda sa antas 4 nang walang kaagnasan, na siyang orihinal na konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kaagnasan (1×), 20 × orihinal na konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kaagnasan (20 ×) at 200 × orihinal na konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kaagnasan (200 ×).
Ang kapaligirang may temperaturang 25℃, pH na 5.5, at konsentrasyon ng orihinal na kunwaring solusyon ng kaagnasan ang pinakamalapit sa aktwal na kondisyon ng paggamit ng mga bolt na may mataas na lakas para sa mga tulay. Gayunpaman, upang mapabilis ang proseso ng pagsusuri ng kaagnasan, ang mga kundisyong pang-eksperimento na may temperaturang 25°C, pH na 5.5 at konsentrasyon ng 200 × orihinal na kunwaring solusyon ng kaagnasan ay itinakda bilang reference control group. Nang ang mga epekto ng temperatura, konsentrasyon o pH na halaga ng kunwaring solusyon ng kaagnasan sa stress corrosion performance ng mga bolt na may mataas na lakas ay sinuri ayon sa pagkakabanggit, ang iba pang mga salik ay nanatiling hindi nagbabago, na ginamit bilang antas ng eksperimento ng reference control group.
Ayon sa 2010-2018 atmospheric environment quality briefing na inilabas ng Chongqing Municipal Bureau of Ecology and Environment, at tinutukoy ang mga bahagi ng presipitasyon na iniulat sa Zhang24 at iba pang literatura na iniulat sa Chongqing, isang kunwaring solusyon sa kalawang batay sa pagtaas ng konsentrasyon ng SO42- ang dinisenyo. Ang komposisyon ng presipitasyon sa pangunahing urban area ng Chongqing noong 2017. Ang komposisyon ng kunwaring solusyon sa kalawang ay ipinapakita sa Table 1:
Ang kunwang solusyon sa kalawang ay inihanda sa pamamagitan ng pamamaraan ng chemical ion concentration balance gamit ang analytical reagents at distilled water. Ang halaga ng pH ng kunwang solusyon sa kalawang ay inayos gamit ang isang precision pH meter, nitric acid solution at sodium hydroxide solution.
Upang gayahin ang mahalumigmig na klima sa Chongqing, ang salt spray tester ay espesyal na binago at dinisenyo. Gaya ng ipinapakita sa Figure 1, ang kagamitang pang-eksperimento ay may dalawang sistema: isang salt spray system at isang lighting system. Ang salt spray system ang pangunahing tungkulin ng kagamitang pang-eksperimento, na binubuo ng control part, spray part, at induction part. Ang tungkulin ng spray part ay ang pagbomba ng salt mist papunta sa test chamber sa pamamagitan ng air compressor. Ang induction part ay binubuo ng mga elementong sumusukat ng temperatura, na nakakaramdam ng temperatura sa test chamber. Ang control part ay binubuo ng isang microcomputer, na nagkokonekta sa spray part at sa induction part upang kontrolin ang buong proseso ng eksperimento. Ang lighting system ay naka-install sa isang salt spray test chamber upang gayahin ang sikat ng araw. Ang lighting system ay binubuo ng mga infrared lamp at isang time controller. Kasabay nito, isang temperature sensor ang naka-install sa salt spray test chamber upang subaybayan ang temperatura sa paligid ng sample sa real time.
Ang mga sample ng stress corrosion sa ilalim ng pare-parehong load ay pinoproseso alinsunod sa NACETM0177-2005 (Laboratory Testing of Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking Resistance of Metals in a H2S Environment). Ang mga specimen ng stress corrosion ay unang nilinis gamit ang acetone at ultrasonic mechanical cleaning upang maalis ang mga residue ng langis, pagkatapos ay inalis sa tubig gamit ang alkohol at pinatuyo sa oven. Pagkatapos ay inilagay ang mga malilinis na sample sa test chamber ng salt spray test device upang gayahin ang sitwasyon ng corrosion sa mahalumigmig na kapaligiran ng Chongqing. Ayon sa pamantayang NACETM0177-2005 at sa pamantayang salt spray test na GB/T 10,125-2012, ang oras ng constant load stress corrosion test sa pag-aaral na ito ay pantay na natukoy na 168 oras. Ang mga tensile test ay isinagawa sa mga sample ng corrosion sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng corrosion sa MTS-810 universal tensile testing machine, at ang kanilang mga mekanikal na katangian at morpolohiya ng fracture corrosion ay sinuri.
Ipinapakita ng Figure 1 ang makro- at mikro-morpolohiya ng kaagnasan sa ibabaw ng mga ispesimen ng kaagnasan dahil sa mataas na lakas na bolt stress sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng kaagnasan.2 at 3 ayon sa pagkakabanggit.
Makroskopikong morpolohiya ng mga ispesimen ng stress corrosion ng 20MnTiB high-strength bolts sa ilalim ng iba't ibang kunwaring kapaligiran ng corrosion: (a) walang corrosion; (b) 1 beses; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3.5; (f) pH 7.5; (g) 50°C.
Mikromorpolohiya ng mga produkto ng kalawang ng 20MnTiB na mga bolt na may mataas na lakas sa iba't ibang kunwaring kapaligiran ng kalawang (100×): (a) 1 beses; (b) 20 ×; (c) 200 ×; (d) pH3.5; (e) pH7 .5; (f) 50°C.
Makikita mula sa Fig. 2a na ang ibabaw ng hindi kinakalawang na high-strength bolt specimen ay nagpapakita ng matingkad na metallic luster nang walang halatang kalawang. Gayunpaman, sa ilalim ng kondisyon ng orihinal na kunwaring solusyon ng kalawang (Fig. 2b), ang ibabaw ng sample ay bahagyang natatakpan ng kayumanggi at kayumanggi-pulang mga produkto ng kalawang, at ang ilang bahagi ng ibabaw ay nagpapakita pa rin ng halatang metallic luster, na nagpapahiwatig na ilang bahagi lamang ng ibabaw ng sample ang bahagyang kinakalawang, at ang kunwaring solusyon ng kalawang ay walang epekto sa ibabaw ng sample. Kakaunti ang epekto ng mga katangian ng materyal. Gayunpaman, sa ilalim ng kondisyon ng 20 × orihinal na kunwaring konsentrasyon ng solusyon ng kaagnasan (Fig. 2c), ang ibabaw ng ispesimen ng bolt na may mataas na lakas ay ganap na natatakpan ng malaking dami ng mga produktong kaagnasan na kulay kayumanggi at isang maliit na dami ng produktong kaagnasan na kulay kayumanggi-pula, walang nakitang halatang metalikong kinang, at mayroong maliit na dami ng produktong kaagnasan na kulay kayumanggi-itim malapit sa ibabaw ng substrate. At sa ilalim ng kondisyon ng 200 × orihinal na kunwaring konsentrasyon ng solusyon ng kaagnasan (Fig. 2d), ang ibabaw ng sample ay ganap na natatakpan ng mga produktong kaagnasan na kulay kayumanggi, at lumilitaw ang mga produktong kaagnasan na kulay kayumanggi-itim sa ilang mga lugar.
Habang bumababa ang pH sa 3.5 (Larawan 2e), ang mga produktong kalawang na kulay kayumanggi ang pinakamarami sa ibabaw ng mga sample, at ang ilan sa mga produktong kalawang ay na-exfoliate na.
Ipinapakita ng Figure 2g na habang tumataas ang temperatura sa 50 °C, ang nilalaman ng mga produktong kalawang na kulay kayumanggi-pula sa ibabaw ng sample ay biglang bumababa, habang ang matingkad na kayumangging mga produktong kalawang ay tumatakip sa ibabaw ng sample sa isang malaking lugar. Ang patong ng produktong kalawang ay medyo maluwag, at ang ilang produktong kulay kayumanggi-itim ay natatanggal.
Gaya ng ipinapakita sa Figure 3, sa ilalim ng iba't ibang kapaligiran ng kalawang, ang mga produkto ng kalawang sa ibabaw ng 20MnTiB high-strength bolt stress corrosion specimens ay malinaw na nababawasan ang kalidad, at ang kapal ng corrosion layer ay tumataas kasabay ng pagtaas ng konsentrasyon ng simulated corrosion solution. Sa ilalim ng kondisyon ng orihinal na simulated corrosion solution (Fig. 3a), ang mga produkto ng kalawang sa ibabaw ng sample ay maaaring hatiin sa dalawang layer: ang pinakalabas na layer ng mga produkto ng kalawang ay pantay na ipinamamahagi, ngunit maraming bitak ang lumilitaw; ang panloob na layer ay isang maluwag na kumpol ng mga produkto ng kalawang. Sa ilalim ng kondisyon ng 20× orihinal na simulated corrosion solution concentration (Fig. 3b), ang corrosion layer sa ibabaw ng sample ay maaaring hatiin sa tatlong layer: ang pinakalabas na layer ay pangunahing nakakalat na kumpol ng mga produkto ng kalawang, na maluwag at porous, at walang mahusay na proteksiyon na pagganap; Ang gitnang layer ay isang pare-parehong corrosion product layer, ngunit may mga halatang bitak, at ang mga corrosion ion ay maaaring dumaan sa mga bitak at mabulok ang substrate; Ang panloob na patong ay isang siksik na patong ng produktong kalawang na walang halatang bitak, na may mahusay na proteksiyon na epekto sa substrate. Sa ilalim ng kondisyon ng 200 × orihinal na kunwa na konsentrasyon ng solusyon sa kalawang (Fig. 3c), ang patong ng kalawang sa ibabaw ng sample ay maaaring hatiin sa tatlong patong: ang pinakalabas na patong ay isang manipis at pare-parehong patong ng produktong kalawang; ang gitnang patong ay pangunahing hugis-talulot at hugis-flake na kalawang. Ang panloob na patong ay isang siksik na patong ng produktong kalawang na walang halatang bitak at butas, na may mahusay na proteksiyon na epekto sa substrate.
Makikita mula sa Fig. 3d na sa kunwaring kapaligiran ng kalawang na pH 3.5, mayroong malaking bilang ng mga flocculent o parang-karayom ​​na produkto ng kalawang sa ibabaw ng 20MnTiB high-strength bolt specimen. Ipinapalagay na ang mga produktong kalawang na ito ay pangunahing γ-FeOOH at isang maliit na halaga ng α-FeOOH na magkakaugnay26, at ang corrosion layer ay may mga halatang bitak.
Makikita mula sa Fig. 3f na nang tumaas ang temperatura sa 50 °C, walang nakitang siksik na panloob na patong ng kalawang sa istruktura ng patong ng kalawang, na nagpapahiwatig na may mga puwang sa pagitan ng mga patong ng kalawang sa 50 °C, na siyang dahilan kung bakit hindi ganap na natatakpan ang substrate ng mga produkto ng kalawang. Nagbibigay ng proteksyon laban sa pagtaas ng tendensiya ng kalawang sa substrate.
Ang mga mekanikal na katangian ng mga bolt na may mataas na lakas sa ilalim ng constant load stress corrosion sa iba't ibang corrosive na kapaligiran ay ipinapakita sa Table 2:
Makikita mula sa Talahanayan 2 na ang mga mekanikal na katangian ng mga 20MnTiB high-strength bolt specimen ay nakakatugon pa rin sa mga karaniwang kinakailangan pagkatapos ng dry-wet cycle accelerated corrosion test sa iba't ibang simulated corrosion environment, ngunit mayroong ilang pinsala kumpara sa mga hindi kinakalawang. Sample. Sa konsentrasyon ng orihinal na simulated corrosion solution, ang mga mekanikal na katangian ng sample ay hindi nagbago nang malaki, ngunit sa 20× o 200× na konsentrasyon ng simulated solution, ang pagpahaba ng sample ay bumaba nang malaki. Ang mga mekanikal na katangian ay magkatulad sa mga konsentrasyon ng 20× at 200 × na orihinal na simulated corrosion solution. Nang bumaba ang pH value ng simulated corrosion solution sa 3.5, ang tensile strength at elongation ng mga sample ay bumaba nang malaki. Kapag tumaas ang temperatura sa 50°C, ang tensile strength at elongation ay bumaba nang malaki, at ang area shrinkage rate ay napakalapit sa karaniwang halaga.
Ang mga morpolohiya ng bali ng mga 20MnTiB high-strength bolt stress corrosion specimens sa ilalim ng iba't ibang kapaligiran ng corrosion ay ipinapakita sa Figure 4, na kinabibilangan ng macro-morphology ng bali, ang fiber zone sa gitna ng bali, ang micro-morphological lip ng shear interface, at ang ibabaw ng sample.
Mga morpolohiya ng makroskopiko at mikroskopikong bali ng mga ispesimen ng 20MnTiB na may mataas na lakas na bolt sa iba't ibang kunwaring kapaligiran ng kalawang (500×): (a) walang kalawang; (b) 1 beses; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3.5; (f) pH 7.5; (g) 50°C.
Makikita mula sa Fig. 4 na ang bali ng 20MnTiB high-strength bolt stress corrosion specimen sa ilalim ng iba't ibang simulated corrosion environment ay nagpapakita ng tipikal na cup-cone fracture. Kung ikukumpara sa uncorroded specimen (Fig. 4a), ang gitnang bahagi ng fiber area crack ay medyo maliit, at mas malaki ang shear lip area. Ipinapakita nito na ang mga mekanikal na katangian ng materyal ay lubhang napinsala pagkatapos ng corrosion. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng simulated corrosion solution, ang mga hukay sa fiber area sa gitna ng bali ay tumaas, at lumitaw ang mga halatang punit na tahi. Nang tumaas ang konsentrasyon sa 20 beses kaysa sa orihinal na simulated corrosion solution, lumitaw ang mga halatang corrosion pit sa interface sa pagitan ng shear lip edge at ng ibabaw ng sample, at maraming corrosion product sa ibabaw ng sample.
Nahihinuha mula sa Figure 3d na may mga halatang bitak sa corrosion layer sa ibabaw ng sample, na walang magandang epektong proteksiyon sa matrix. Sa simulated corrosion solution na pH 3.5 (Figure 4e), ang ibabaw ng sample ay malubhang kinakalawang, at ang gitnang bahagi ng hibla ay malinaw na maliit. Mayroong malaking bilang ng mga hindi regular na tahi ng punit sa gitna ng bahagi ng hibla. Sa pagtaas ng halaga ng pH ng simulated corrosion solution, ang tear zone sa bahagi ng hibla sa gitna ng bali ay bumababa, ang hukay ay unti-unting bumababa, at ang lalim ng hukay ay unti-unting bumababa rin.
Nang tumaas ang temperatura sa 50 °C (Larawan 4g), ang lawak ng shear lip ng bali ng sample ang pinakamalaki, ang mga hukay sa gitnang lawak ng hibla ay tumaas nang malaki, at ang lalim ng hukay ay tumaas din, at ang interface sa pagitan ng gilid ng shear lip at ng ibabaw ng sample ay tumaas. Ang mga produkto ng kalawang at mga hukay ay tumaas, na nagkumpirma sa lumalalim na trend ng kalawang ng substrate na makikita sa Larawan 3f.
Ang halaga ng pH ng solusyon sa kalawang ay magdudulot ng ilang pinsala sa mga mekanikal na katangian ng 20MnTiB na mga bolt na may mataas na lakas, ngunit ang epekto ay hindi makabuluhan. Sa solusyon sa kalawang na may pH 3.5, isang malaking bilang ng mga flocculent o parang-karayom ​​na mga produkto ng kalawang ang nakakalat sa ibabaw ng sample, at ang layer ng kalawang ay may mga halatang bitak, na hindi maaaring bumuo ng isang mahusay na proteksyon para sa substrate. At may mga halatang hukay ng kalawang at isang malaking bilang ng mga produkto ng kalawang sa mikroskopikong morpolohiya ng bali ng sample. Ipinapakita nito na ang kakayahan ng sample na labanan ang deformation ng panlabas na puwersa ay makabuluhang nabawasan sa isang acidic na kapaligiran, at ang antas ng stress corrosion tendency ng materyal ay makabuluhang tumaas.
Ang orihinal na kunwaring solusyon ng kalawang ay may kaunting epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga sample ng bolt na may mataas na lakas, ngunit habang ang konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kalawang ay tumaas sa 20 beses kaysa sa orihinal na kunwaring solusyon ng kalawang, ang mga mekanikal na katangian ng mga sample ay lubhang napinsala, at mayroong halatang kalawang sa microstructure ng bali, mga hukay, pangalawang bitak at maraming produkto ng kalawang. Nang ang konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kalawang ay tumaas mula 20 beses hanggang 200 beses ng orihinal na konsentrasyon ng kunwaring solusyon ng kalawang, ang epekto ng konsentrasyon ng solusyon ng kalawang sa mga mekanikal na katangian ng materyal ay humina.
Kapag ang kunwang temperatura ng koraksyon ay 25℃, ang lakas ng ani at lakas ng tensile ng mga specimen ng 20MnTiB na may mataas na lakas ng bolt ay hindi gaanong nagbabago kumpara sa mga specimen na walang koraksyon. Gayunpaman, sa ilalim ng kunwang temperatura ng kapaligiran ng koraksyon na 50 °C, ang lakas ng tensile at pagpahaba ng sample ay bumaba nang malaki, ang bilis ng pag-urong ng seksyon ay malapit sa karaniwang halaga, ang labi ng bali ang pinakamalaki, at may mga biloy sa gitnang bahagi ng hibla. Makabuluhang tumaas, tumaas ang lalim ng hukay, tumaas ang mga produkto ng koraksyon at mga hukay ng koraksyon. Ipinapakita nito na ang kapaligiran ng koraksyon na may synergistic na temperatura ay may malaking impluwensya sa mga mekanikal na katangian ng mga bolt na may mataas na lakas, na hindi halata sa temperatura ng silid, ngunit mas makabuluhan kapag ang temperatura ay umabot sa 50 °C.
Matapos ang indoor accelerated corrosion test na ginagaya ang kapaligirang atmospera sa Chongqing, nabawasan ang tensile strength, yield strength, elongation at iba pang mga parametro ng 20MnTiB high-strength bolts, at nagkaroon ng malinaw na pinsala sa stress. Dahil ang materyal ay nasa ilalim ng stress, magkakaroon ng makabuluhang localized corrosion acceleration phenomenon. At dahil sa pinagsamang epekto ng stress concentration at corrosion pit, madaling magdulot ng malinaw na pinsala sa plastik ang mga high-strength bolts, mabawasan ang kakayahang labanan ang deformation ng mga panlabas na puwersa, at mapataas ang tendensiya ng stress corrosion.
Li, G., Li, M., Yin, Y. & Jiang, S. Eksperimental na pag-aaral sa mga katangian ng mga bolt na may mataas na lakas na gawa sa 20MnTiB na bakal sa mataas na temperatura. jaw. Civil engineering. J. 34, 100–105 (2001).
Hu, J., Zou, D. & Yang, Q. Pagsusuri ng pagkabigo ng bali ng mga bolt na may mataas na lakas na bakal na 20MnTiB para sa mga riles. paggamot sa init. Metal.42, 185–188 (2017).
Catar, R. & Altun, H. Pag-uugali ng stress corrosion cracking ng mga Mg-Al-Zn alloys sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng pH gamit ang SSRT method.Open.Chemical.17, 972–979 (2019).
Nazer, AA et al. Mga epekto ng glycine sa electrochemical at stress corrosion cracking behavior ng Cu10Ni alloy sa sulfide-contaminated brine. Industrial Engineering.Chemical.reservoir.50, 8796–8802 (2011).
Aghion, E. & Lulu, N. Mga katangian ng kalawang ng die-cast magnesium alloy MRI230D sa Mg(OH)2-saturated 3.5% NaCl solution.alma mater.character.61, 1221–1226 (2010).
Zhang, Z., Hu, Z. & Preet, MS Impluwensya ng mga chloride ion sa static at stress corrosion behavior ng 9Cr martensitic steel.surf.Technology.48, 298–304 (2019).
Chen, X., Ma, J., Li, X., Wu, M. & Song, B. Sinergistikong epekto ng SRB at temperatura sa stress corrosion cracking ng X70 steel sa artipisyal na solusyon ng putik sa dagat. J. Chin.Socialist Party.coros.Pro.39, 477–484 (2019).
Liu, J., Zhang, Y. & Yang, S. Stress corrosion behavior ng 00Cr21Ni14Mn5Mo2N stainless steel sa tubig-dagat.physics.take an exam.test.36, 1-5 (2018).
Lu, C. Isang naantalang pag-aaral sa bali ng mga bolt na may mataas na lakas ng tulay.jaw.Academic school.rail.science.2, 10369 (2019).
Ananya, B. Stress corrosion cracking ng duplex stainless steels sa mga caustic solutions. Disertasyon ng Doktor, Atlanta, GA, USA: Georgia Institute of Technology 137–8 (2008)
Sunada, S., Masanori, K., Kazuhiko, M. & Sugimoto, K. Mga epekto ng konsentrasyon ng H2SO4 at naci sa stress corrosion cracking ng SUS304 stainless steel sa H2SO4-NaCl aqueous solution.alma mater.trans.47, 364–370 (2006).
Merwe, JWVD Impluwensya ng kapaligiran at mga materyales sa stress corrosion cracking ng bakal sa solusyong H2O/CO/CO2. Inter Milan. J. Koros. 2012, 1-13 (2012).
Ibrahim, M. & Akram A. Mga epekto ng bikarbonate, temperatura at pH sa passivation ng API-X100 pipeline steel sa kunwaring solusyon sa tubig sa lupa. Sa IPC 2014-33180.
Shan, G., Chi, L., Song, X., Huang, X. & Qu, D. Epekto ng temperatura sa pagiging madaling kapitan ng stress corrosion cracking ng austenitic stainless steel.coro.be opposed to.Technology.18, 42–44 (2018).
Han, S. Pagkaantala ng pagkabali na dulot ng hydrogen ng ilang high-strength fastener steel (Kunming University of Science and Technology, 2014).
Zhao, B., Zhang, Q. & Zhang, M. Mekanismo ng stress corrosion ng GH4080A alloy para sa mga fastener.cross.companion.Hey.treat.41, 102–110 (2020).