应变速率对管线钢近中性pH值环境敏感开裂的影响

以X-70管线钢近中性pH值溶液(NS4和实际土壤溶液)为研究对象,研究了恒载荷、慢应变速率拉伸(SSRT) 和循环蓑荷等不同条件下的环境开裂行为.结果表明,在该体系中局部应变速率是联系各种不同断裂过程的纽带,决定着断裂的模式.当该局部应变速率低于发生应力腐蚀开裂(SCC)敏感局部应变速率的上限(即5×10-5 s-1)时, SCC才能够发生;在循环载荷作用下,当该局部应变速率高于此上限时,将发生力学因素起主导作用的腐蚀疲劳(CF)开裂;该局部应变速率继续升高时,将发生机械断裂.对X-70管线钢在近中性pH值的环境开裂,不论开裂过程是溶解或(和)氨的作用占主导,均受局部应变速率控制.在通常遇到的现场服役条件下, X-70管线钢在近中性pH值溶液中的开裂模式是SCC,不是CF,应称之为“近中性pH值应变促进腐蚀开裂”,实质上这是一种由局部应变速率决定的环境开裂行为.

压实黏土梁弯曲开裂性状试验研究

裂缝的存在显著降低黏土层的防渗性能。研制了土梁弯曲试验装置,研究了不同含水率压实黏土梁张拉开裂性状,分析了裂纹扩展过程,并采用PIV技术揭示了裂纹尖端的应变局部化现象,获得了不同含水率下压实黏土的开裂应变。试验结果表明:三点弯梁拉伸区可能出现多个应变局部化区域,其中靠近跨中的一个发展为宏观裂纹;裂纹宽度随中点挠度近似呈线性增长,且受含水率影响较小;含水率对土梁开裂特性和开裂应变影响很大,随着含水率由32.6%增至37.0%,土梁断裂挠度显著增加,裂纹尖端的应变局部化区域变大,开裂应变从2.4%增大至4.1%,跨中荷载挠度曲线呈现由跳回型向跳过型变化,荷载峰值明显降低,土梁由脆性断裂逐渐转变为延性断裂。

含倾斜弱面介质中动态裂纹扩展行为研究

为研究冲击荷载下运动裂纹遇到介质中倾斜弱面后的动态断裂行为,采用霍普金森杆作为冲击加载装置,利用高速相机记录倾斜弱面介质中运动裂纹的扩展过程,并结合数字图像相关方法对裂纹周围应变场的演化过程、裂纹尖端的开裂应变以及裂纹的扩展速度进行了分析。结果表明,在冲击荷载下,运动裂纹在遇到弱面后易偏向弱面扩展,裂纹偏转后的开裂应变和扩展速度都显著提高。此外,应力加载率对运动裂纹的扩展有显著影响。随着加载率的提高,动态裂纹沿弱面扩展一定距离后将再次进入基质扩展,且运动裂纹沿弱面扩展的偏移距离逐渐减小。在高加载率下,裂纹沿弱面扩展的速度基本保持稳定,但再次穿过弱面后的裂纹数量和长度不断增加。在相同加载率下,弱面的强度越低,裂纹沿弱面扩展的距离越长。

Nb对690镍合金焊条熔敷金属DDC敏感性影响

采用应变开裂试验研究了Nb对Inconel690焊条熔敷金属失塑裂纹敏感性的影响。结果表明,Nb在熔敷金属中主要以碳化物的形式存在于晶界上,起到了阻碍晶界滑移的作用,降低了材料DDC敏感性,但是当含量超过一定值以后,出现了局部液化现象,其最佳含量为1.73%。

国产WNi690焊条熔敷金属高温失塑裂纹敏感性研究

690镍基合金焊缝金属具有较高的高温失塑裂纹敏感性。采用Gleeble-3500热力耦合试验机的应变开裂试验,对不同焊接参数下国产WNi690焊条堆焊金属的高温失塑裂纹敏感性评估,与进口Inconel152焊条试验结果进行对比分析,并结合扫描电子显微镜及电子背散射衍射技术,对晶粒取向和晶界特征进行观察。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1050℃附近,进口Inconel152最小临界应变约为4%,WNi690焊条最小临界应变约为5%。