疲劳腐蚀
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腐蚀疲劳与应力腐蚀开裂的关系河南邦信防腐材料有限公司2017年3月整理尽管腐蚀疲劳和腐蚀开裂在许多不同的情况下都可能发生,但是在某种程度上,它们被认为具有很大的相关性。
当这两者同时发生时,会在许多行业内造成不可估量的经济损失。
近一个世纪以来,工程材料(主要是金属材料)的腐蚀疲劳已成为全球最重要的研究主题之一。
第一次世界大战期间,这种腐蚀疲劳失效现象首先是在英国皇家海军某个设备的电缆中观察到的。
如今,腐蚀疲劳已被认为是研究最为广泛的腐蚀失效类型之一。
而自1960年代初以来,应力腐蚀开裂(SCC)也逐渐引起了人们的广泛关注。
尽管在许多不同情况下腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂会单独发生,但它们仍然被认为具有很大的相关性。
众所周知,当这两种现象同时发生时,会在许多行业中导致设备失效并带来巨大的经济损失。
这些失效都是突发性的和灾难性的,是近年来人们进行广泛的科学和工程研究的重要主题。
但是,要了解腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂如何相互作用,必须首先了解每种腐蚀类型涉及的机理。
什么是应力腐蚀开裂?应力腐蚀开裂(SCC)被定义为由于机械应力和腐蚀的相互作用而发生的开裂现象。
造成应力腐蚀开裂有很多因素,但与其中任何一种单独作用的因素相比,腐蚀性环境这一因素在材料中引起的应力产生的破坏一般更大。
尽管SCC最常见于金属中,但它也可以存在于一些其他材料中,例如聚合物和玻璃等。
SCC带来的结果通常被认为是灾难性的,因为材料的强度会因此发生降低,随后材料的结构也可能发生破坏。
通常情况下,细微的腐蚀裂纹仅在材料的晶界处形成,而其余的区域则不受破坏。
因此,在临时检查中通常很难检测到SCC损伤现象,并且不容易预测损伤的程度。
导致SCC进一步发展的原因之一是某些金属的晶界缺乏钝性。
由于杂质在这些位置的偏析现象改变了材料的微观结构,使材料的表面钝化难以在边界界面处发生。
例如,在某些奥氏体不锈钢中,晶界处的铬金属局部浓度可能大大低于材料表面的局部浓度。
腐蚀和疲劳对飞机结构的挑战及解决思路摘要:对于常在水域、海洋中执行任务的飞机来说,在长久的运行过程中,必然受到环境气候、水体水质、运作磨损等方面因素的影响,而使得机体结构受到一定程度的腐蚀、磨损、疲劳。
根据这些现象的严重程度,可相继引发一系列其他问题,如裂纹、孔隙等,若不及时加以干预和防治就会造成较大的生命财产损失,所以,相关人员便要加强重视程度,结合实际状况,进行高效高质的维修和养护。
据此,本文对腐蚀和疲劳对飞机结构的挑战及解决思路分别进行了简要分析。
关键词:飞机结构;腐蚀疲劳;解决方法在飞机服役过程中,腐蚀与疲劳一直是尚未彻底解决的难题。
在飞机使用年龄逐渐增长的过程中,出现的锈蚀、疲劳等情况也就成为飞机运作时面临的主要问题。
同时,结构锈蚀也是飞机老化的一个重要特点,它会导致飞机过早地步入老化阶段。
而飞机的老化过程又和服役环境密切相关,会因所处的海洋环境特点,使得在长期服役过程中加快老化速度。
这是因为相对于陆基飞机,在海上服役的航空器会面临着“三高”环境,由此对机体结构、系统、电子设备等造成的腐蚀,加之维护的人手、备品等也不能与陆基飞机比拟,这便造成维护难题。
1.飞机运行面临的问题1.1腐蚀问题对于在海洋中开展飞机运行工作,便会不可避免地遇到腐蚀问题,对于该问题的防护工作也具有一定难度。
尤其对于舰载飞机而言,在海洋环境中工作的时间较长,加之海洋外界环境的作用,便常常要受到高湿、高温、高盐份条件的考验。
其次,飞机整体大多停放在甲板表面,所以还会受到舰载机排放的尾气、飞机起飞和着陆排放出的尾气的影响。
1.2疲劳问题在飞机运作过程中,就会极易因交变载荷的影响,使得飞机本身出现运行疲劳状态。
而造成飞机结构磨损疲劳正式因为长期在水中运行,使得剩余强度逐渐减弱、结构裂痕不断增加、变大。
且在运行中,还有可能受到腐蚀和疲劳的相互作用,而加速飞机裂痕、缝隙的生成,促进裂缝增大。
2.飞机结构挑战的分析2.1结构腐蚀分析目前,飞机出现的主要受损情况包含:结构腐蚀、应力腐蚀以及腐蚀疲劳等。
机电信息工程金属材料的腐蚀疲劳研究进展邵长静(辽宁装备制造职业技术学院,辽宁沈阳110161)摘要:本文首先深入阐述了金属腐蚀疲劳机理,其后分析了金属材料腐蚀疲劳的主要影响因素,在此基础上提出了一系列腐蚀疲劳试验技术的研究。
关键词:金属材料;腐蚀疲劳;研究1金属腐蚀疲劳机理1.1腐蚀疲劳裂纹萌生机理1.1.1局部腐蚀理论局部腐蚀理论本质上来讲主要是指在腐蚀环境及疲劳载荷的影响下形成了交互作用,导致材料的表面出现一系列腐蚀坑,而在其底部及边缘部分产生了应力集中,导致腐蚀疲劳提前出现。
而这样的理论我们通常将其灵活运用于发生局部腐蚀的材料,尤其是对于铝合金面,但值得注意的是,这一理论无法从真正意义上解释表面没有腐蚀坑却出现了腐蚀疲劳这一现象的原因,整体上具有极强的局限性和片面性。
1.1.2形变活化理论从一定意义上来讲,我们可以#形变活化理论看作是阳极滑移溶解模型。
其具体的实现过程中会经过如下3个步骤:第一,具有阳离子的相关液体不断扩散;第二,金属材料表面的保护性氧化膜破裂;第三,金属表面不断腐蚀溶解。
在这一理论中,金属材料的晶体会在载荷的作用下发生一定的变形,而变形区域的活化能相比于未变形的位置更高。
基于此,变形区域及未变形区域基于环境的相关影响共同组成了原电池,其分别可以作为电池的阳极和阴极,阳极不断受到腐蚀发生溶解现象,最终造成了大量的疲劳裂纹。
形变活化理论在目前大多用于分析高强钢的腐蚀疲劳现象,基本不会应用在高强铝等材料的腐蚀中。
1.1.3表面钝化膜破坏理论表面钝化膜破坏理论主要是指金属材料基于一定的荷载作用不仅仅发生了一定的晶体滑移,同时其也形成了腐蚀产物,直接阻止了晶体的可逆滑移,久而久之,如果不及时采取相应的措施会造成表面的错位,导致钝化膜直接破裂。
基于滑移处形成阳极区作者简介:邵长静(1982-),女,辽宁凌源人,硕士,讲师,研究方向:金属材料成型及控制、'属材料的耐蚀性、'属材料的表面处理等%域,此时阳极区域会迅速地溶解,直到钝化膜被再次修复。