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腐蚀疲劳 - 金属腐蚀

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图片来源:lbrumf2/shutterstock.com

在腐蚀性环境中,疲劳构成金属腐蚀。这意味着特定材料的表面降解过早降解,因此成核的时间较短。

除了由于静电应力的影响,在许多情况下,由于应力腐蚀破裂(SCC)可能出现的问题外,由于机械或热效应,施加的应力是循环的。

在非腐蚀性条件下,循环或变化的应力水平会导致表面上的疲劳损伤,并最终导致疲劳裂纹甚至失败的生长。在腐蚀性条件下,可以在使用寿命期间更早的阶段,在腐蚀坑中开始疲劳裂纹。这些裂纹在腐蚀性环境中可能会更快。重要的是,应力腐蚀会导致晶间裂纹,而腐蚀疲劳与透射裂纹有关。

因此,腐蚀和疲劳的综合作用将导致在这些条件下发生较小的应力周期后失败,这与在非腐败情况下可以预期的情况相当。

在亚铁合金中,在非腐蚀性疲劳条件下获得疲劳(耐力)极限。在低于此极限的应力水平下,预计不会疲劳失败。腐蚀条件消除了这一限制,从而使失败的可能性即使在低水平的压力下也是如此。

接受为最大应力值的疲劳寿命也称为疲劳强度。任何时候将材料放入敌对条件时,疲劳强度就会降低。准确地计算腐蚀疲劳的几率需要考虑环境,应力和冶金变量。

腐蚀疲劳往往会产生许多增长的裂纹,而不是在腐蚀没有影响的条件下疲劳中更正常的单个裂纹。腐蚀疲劳裂纹通常与主拉伸应力正常,并且不分支,而SCC裂纹高度分支。

虽然腐蚀疲劳周围的原因和情况可能会有所不同,但腐蚀疲劳带来的裂缝的传播是由常见因素引起的。增加的压力强度可以促进裂纹的生长,尤其是在冷干燥环境中。

负载频率的速率也会增加裂纹的生长,随着频率的增加,裂纹降低。在腐蚀性环境中,增加的应力比增加了裂纹的生长。发生腐蚀疲劳的水性环境的电极电位对裂纹繁殖具有很强的影响。最后,具有重大化学活性的环境可以降低金属是对腐蚀疲劳的抗性,因此裂纹繁殖。

腐蚀疲劳裂缝表面可能会或可能不会涂有腐蚀产物。但是,这些影响完全取决于腐蚀和压力的相对影响。由于暴露时间的增加,将有更多的证据表明应力水平较低或应力循环频率较低。与应力腐蚀开裂不同,腐蚀疲劳是一个普遍的问题,不仅限于特定的合金环境组合。

通常,在材料上进行腐蚀疲劳评估,以确定特定应用中腐蚀疲劳的可能速率及其可能引起的潜在问题。亚博网站下载例如,通过了解腐蚀疲劳对海洋工艺品和结构的裂纹生长质量,可以设计此类内容,以更有效地避免灾难性的失败。

防止腐蚀疲劳

腐蚀疲劳可以通过多种溶液轻松缓解甚至防止。

化学或物理抑制剂和涂料的使用可能会延迟腐蚀疲劳的发作。减少或消除金属表面上压力和振动的措施也可以显着减轻腐蚀疲劳。一些高性能合金也对腐蚀疲劳具有高度抗性。

参考和进一步阅读

本文已在17上更新Th2020年2月。

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