管线钢氢致附加应力与氢致门槛应力的相关性

X80钢在空气中拉伸至塑性变形大于1％后卸载,充氢至饱和再空拉,其屈服应力小于卸载前的流变应力,其差值即氢引起的附加应力.它协助外应力促进塑性变形,引起应力集中,进而导致低应力下的脆断（即氢脆）,或在低的恒定外应力下就发生氢致滞后断裂.实验表明,氢致附加应力σad随氢浓度C0升高而线性升高;即σad=-14.1+3.89C0;动态充氢慢应变速率拉伸时断裂应力随氢浓度升高而线性下降,即σF（H）= 675-6.1C0;恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度对数升高而线性下降,即σHIC=669-124lnC0.

管线钢氢致断裂门槛应力与氢渗透的相关性

用电化学和恒载荷拉伸试验方法,测定了不同充氢电流下氢在X80管线钢中的扩散系数、试样中可扩散氢浓度以及管线钢氢致断裂门槛应力。结果表明,X80管线钢在0.5mol/LH2SO4+0.25g/LAs2O3溶液中充氢时,试样中可扩散氢浓度(C0)与充氢电流的方根(i)呈线性关系;恒载荷下氢致断裂门槛应力(σHIC)随氢浓度的对数(lnC0)而线性下降。

高强度管道钢氢致开裂门槛应力测定

采用恒载荷和慢应变速率动态拉伸实验方法,测定了X80管道钢在不同充氢条件下的氢致开裂门槛应力和断裂应力。测试结果表明,X80管道钢在 0.5 mol/L H_2SO_4+0.25 g/LAS_2O_3溶液中充氢时,试样中可扩散氢浓度(C_0)与充氢电流的方根(i^(1/2))呈线性关系;不同充氢条件下慢应变速率拉伸时断裂应力均随氢浓度升高而下降;恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度的对数而呈线性下降。

冷轧双相超高强钢氢致延迟断裂门槛应力研究

以抗拉强度为1 000 MPa级的汽车用冷轧双相钢为对象,采用电化学充氢和恒载荷拉伸试验方法,研究了材料在不同应力和充氢条件下的延迟断裂行为以及材料延迟断裂门槛应力与氢浓度之间的关系。结果表明,在充氢条件下材料延迟断裂时间随着应力的增大而缩短,延迟断裂的门槛应力随着充氢电流密度增大而下降,延迟断裂门槛应力与临界可扩散氢浓度的对数呈线性关系。

微观裂纹尺寸ι_0的确定及其对门槛应力强度因子的影响

本文首先给出名义小裂纹尺寸的定义，并详细地分析过渡区域内门槛应力强度因子的变化．本文假定当外加应力达到疲劳极限时，裂尖处塑性区尺寸大小等于某一材料常数，并认为这一材料常数是晶粒尺寸大小，从而建立起晶粒尺寸、疲劳极限、屈服极限、微观裂纹尺寸四者之间的关系。然后通过名义小裂纹的定义推导出晶粒尺寸、屈服极限、门槛应力强度因子三者之间的关系。最后，用导出的公式计算晶粒尺寸并与实验结果对比，结果表明所导出的公式可靠，可用于工程计算。

含门槛应力P91钢蠕变裂纹尖端C^*值和应力场的估算

P91钢属于第二相粒子强化钢,其幂律蠕变本构关系中包含门槛应力,广泛应用于船舶与深海工程高温结构构件中。为了更好地预测P91钢的蠕变裂纹扩展,本文修正了通用电气/电力研究所(GE/EPRI法)用于估算具有门槛应力的幂律蠕变材料P91钢的C^*值,得出了相应HRR应力场的估算方法,并采用有限元分析验证它们的准确性。研究结果表明:修正的GE/EPRI法能准确估算具有临界应力的幂律蠕变材料P91钢的C^*值,其中无量纲参数h1会受到门槛应力的影响,得出的HRR应力场估算方法具有较高的精度,可为高温结构钢构件的安全评定和寿命预测奠定理论基础。

原位自生20vol.%TiC_P/LD7Al基复合材料蠕变的应力指数和门槛应力

在523K,573K和623K恒应力压缩条件下研究了原位自生20vol%TiCp/LD7Al基复合材料和LD7Al合金的高温蠕变行为.对蠕变速率与外加应力在双对数坐标中进行拟合,获得了复合材料和基体铝合金的应力指数;通过在幂率方程中引入有效应力(σ-σ0),对实验数据进行线性回归外推至零蠕变速率得到相应的门槛应力.实验结果显示,复合材料的应力指数和门槛应力均高于LD7Al合金.TiC颗粒的存在,明显改善了LD7Al合金的高温蠕变性能.用门槛应力的概念解释了复合材料的高温蠕变行为是位错攀移与TiC颗粒阻碍基体铝合金变形的综合效应所致.

复杂应力条件下长江口原状饱和软黏土门槛循环应力比试验研究

针对取自于长江口的海洋原状饱和软黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在控制不同初始固结参数的三向非均等固结状态和不排水条件下,分别进行了轴向和扭转双向耦合循环剪切以及循环扭剪等多种复杂循环剪切试验。分别研究了初始大主应力方向角、初始偏应力比、初始中主应力系数以及循环剪切应力模式等因素对门槛循环应力比的影响。试验结果表明,在三向非均等固结条件下,初始大主应力方向角、初始偏应力比对门槛循环应力比影响显著,门槛循环应力比随着初始大主应力方向角与初始偏应力比的增大而明显减小;而初始中主应力系数对门槛循环应力比基本没有影响。循环剪切应力模式对门槛循环应力比具有显著影响,在相同的初始固结应力条件下,循环耦合剪切试验确定的门槛循环应力比明显小于循环扭剪试验所确定的门槛循环应力比。

航天气瓶用超高强度钢应力腐蚀应力强度门槛值的试验研究

应力腐蚀门槛值是评价超高强度钢制航天气瓶安全性的重要性能参数。如何合理地获得航天气瓶用超高强度钢应力腐蚀门槛值的正确值 ,以及气瓶验证和使用过程中过载对该参数的影响是本文研究的重点。文中针对超高强度钢提出在正火热处理后即开始预制疲劳裂纹 ,然后再进行淬火和回火 ,以达到材料最终性能的方法 ,测定超高强度钢3 7SiMnCrNiMoV钢的 (条件 )KⅠSCC值 ,避免采用传统方法测定KⅠSCC时由于裂纹尖端产生塑性变形和残余应力而造成测试结果的不准确性。在此基础上研究一次和多次过载以及不同过载水平对超高强度钢应力腐蚀性能的影响 ,发现在一定的过载应力条件下适当的过载次数可以显著提高材料的KⅠSCC值 ,这种作用与裂纹尖端的残余应力和材料硬化发生的性变有关 。

有效应力强度因子范围门槛值与载荷比关系的研究(英文)

不同载荷比下的有效应力强度因子范围门槛值△Keff.th往往被看作一个常数,然而疲劳实验数据结果通常散落在一个较窄的带宽范围内,而不是所期望的一条曲线。另外,基于改进的McEvily模型对△Keff.th进行的灵敏度分析表明△Keff.th对疲劳裂纹扩展率具有重要的影响,尤其是在占有大部分疲劳裂纹扩展寿命的近门槛值区域。因此,文章认为不同应力比下的△Keff.th为变量,并且通过三个方面对△Keff.th与应力比R的关系进行了深入的研究:(a)Schmidt和Paris提出的一个关于△Keff.th的简化模型和相应的试验数据;(b)基于传统的裂纹完全闭合概念的△Keff.th试验数据;(c)基于裂纹局部闭合模型的△Keff.th,p试验数据。分析结果表明,在应力比低于临界应力比时,随着应力比的增加,有效应力强度因子范围门槛值也相应增加;而应力比高于临界应力比时,有效应力强度因子范围门槛值随应力比的增加而减小。另外,通过对试验数据的曲线拟合分析表明,Lorentz分布能很好地描述相应的试验数据。

龙马溪页岩应力–应变门槛值的各向异性特征研究

层理面与围压共同作用下,应力门槛值及其对应应变的各向异性特征是影响页岩脆性力学行为的重要因素之一。以龙马溪组页岩为对象,分析其应力–应变门槛值在不同围压及不同层理面倾角影响下的变化规律。结果表明:①起裂应力c_(is),损伤应力c_(ds)和峰值应力f_(s)随围压增大均近似成线性规律增大,而闭合应力c_(cs)受围压影响不大。②层理面倾角对c_(ds),f_(s)具有显著影响,而对c_(cs),c_(is)影响不明显;低围压下应力比c_(ds)/f_(s),c_(is)/f_(s),c_(cs)/f_(s)随倾角增加表现出一定的波动性,随着围压增大应力比趋于稳定。③应力门槛值对应的轴向及径向应变随围压增大表现出相同的变化规律:峰值应变增长速率最快,损伤应变次之,起裂应变最小。④应力门槛值对应的轴向及径向应变随倾角的增大表现出相同的变化规律:峰值应变随倾角由0°增大为90°,先减小后增大,闭合应变、起裂应变及损伤应变与倾角的相关性不强。

TC4ELI钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为研究

应力腐蚀是海洋装备用钛合金面临的主要威胁之一。为了给海洋装备的安全服役提供技术支撑,以海洋环境用TC4ELI钛合金为研究对象,根据恒位移WOL(楔形张开加载)试样测定KISCC的原理,系统开展了不同组织状态下TC4ELI钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为研究。用光学显微镜和扫描电镜观察了应力腐蚀试样断口形貌和裂纹扩展路径,用二次离子质谱仪分析了裂纹部位元素分布情况。结果表明:TC4ELI双态组织(α相与β相)板材的应力腐蚀门槛值KISCC为56.01 MPa·m^(1/2),魏氏组织板材的应力腐蚀门槛值KISCC大于67.48 MPa·m^(1/2),应力腐蚀试样断口主要由基体、疲劳预制区和撕裂区组成,双态组织试样疲劳预制区与撕裂区界面存在应力腐蚀区,裂纹尖端除主裂纹外还有部分次生裂纹出现;魏氏组织试样未发现明显应力腐蚀开裂特征,魏氏组织的抗应力腐蚀能力优于双态组织的。TC4ELI合金双态组织试样的应力腐蚀开裂以穿晶断裂为主,氢元素易于在裂纹尖端富集。

油井管钢氢致开裂门槛值研究

四种高强度油并管钢动态充氢时，进入试样的可扩散氢含量c0和充氢电流i成正比；而氢致断裂门槛应力σc与名义屈服强度σt之比和Inc0成正比，即σc／σt=A-BInc0．测量了四种钢在H2S中浸泡时进入试样的c0，求出相应的ic，用ic充氢时测出的门槛应力σc（H）／σt和H2S中应力腐蚀门槛应力σc（H2S）／σt相一致这表明，可用特定电流下的动态充氢来代替H2S应力腐蚀．

高强钢氢脆敏感性和氢致附加应力的相关性

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了高强钢40CrMoTi的氢脆敏感性与氢致附加应力的关系。试验表明,氢致附加应力aσd随试样的屈服强度sσ以及固溶氢浓度C0的对数的增加而线性升高,其关系为,aσd=-260+0.226sσ+63.9 lnC0,高强钢恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σHIC=863-145lnC0(sσ=900 MPa),σHIC=891-183 lnC0(sσ=1 050 MPa)。预充氢试样慢应变速率拉伸时的相对断裂应力σF(H)/σF随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σF(H)/σF=0.97-0.18 lnC0(sσ=900 MPa),σF(H)/σF=0.95-0.24 lnC0(sσ=1 050 MPa)。

几种钢材的硫化物应力腐蚀性能研究

对炼油工业中5种常用钢材进行了腐蚀评价,旨在从腐蚀的角度为炼油装置的合理设计、选材、有效防护和开发新的耐蚀材料提供依据。采用恒载荷法中的应力环研究了这5种材料在NACE饱和硫化氢溶液中的耐硫化物应力腐蚀性能,并对影响材料抗硫化物应力腐蚀性能的合金成分、合金组织等相关因素进行了讨论。试验结果表明,在NACE饱和硫化氢溶液中,0Cr13和CF62抗SSCC的门槛应力值小于0.75倍的屈服强度,16MnR的门槛应力值大于等于0.75倍的屈服强度而小于0.95倍的屈服强度,0Cr18Ni10Ti和316L门槛应力值大于等于0.95倍的屈服强度,各种材料抵抗SSCC的能力从小到大的顺序为0Cr13,CF62,16MnR,0Cr18Ni10Ti和316L。为保证炼油装置的长周期安全运行,对于炼油装置中硫化物应力腐蚀非常苛刻的环境,应首先考虑316L和0Cr18Ni10Ti等抵抗硫化物应力腐蚀能力大的材料,诸如0Cr13和CF62等抵抗硫化物应力腐蚀能力小的材料要慎重选用。

应力腐蚀断裂的判断及其防护

详细论述了金属材料应力腐蚀断裂的发生条件、断裂的特征、测试的方法、断裂的原因和解决的方法 ,为金属材料应力腐蚀断裂的判断和分析并解决应力腐蚀断裂的问题提供了重要依据。

Al_2O_3/Cu弥散强化铜合金应力松弛行为

通过应力松弛试验,研究了Al_2O_3/Cu弥散强化铜合金在不同温度(室温、100℃、200℃和300℃)下的应力松弛行为。应用二次延迟函数模型拟合了应力松弛曲线,推导了不同温度下材料塑性应变速率与应力的关系。研究结果表明:Al_2O_3/Cu弥散强化铜合金的应力松弛曲线分为两个阶段。第一阶段,残余应力迅速下降;第二阶段,残余应力缓慢下降,随着时间延长无限接近应力松弛极限,且温度越高,应力松弛极限越低。在室温和100℃时,残余应力衰减率分别为30.7%和30.3%;在200℃和300℃时,残余应力衰减率分别为92.4%和97.3%。因此,该合金材料作为弹性元件时服役温度应小于100℃。塑性应变速率与应力关系曲线可以分为高应力和低应力阶段,两个阶段之间存在门槛应力,温度越高,门槛应力越小。门槛应力不同,相应的应力松弛机制也不同,室温和100℃时为第二相颗粒增强机制;200℃和300℃时为位错攀移机制。

Fe85Ga15多晶在模拟海水中的应力腐蚀行为研究

研究了新型磁致伸缩材料Fe-Ga合金的应力腐蚀性能。采用恒载荷和慢应变速率拉伸(SSRT)试验,结合电化学测试技术,研究了铸态Fe85Ga15多晶在模拟海水中的应力腐蚀。结果表明,开路电位下,模拟海水中薄板光滑试样恒载荷拉伸能够发生低于材料抗拉强度的断裂,且断裂时间明显依赖于外加应力的大小,外加应力愈大,断裂时间愈短。这表明铸态Fe85Ga15合金在模拟海水中能够发生应力腐蚀开裂(SCC),且SCC归一化门槛应力为σscc/σb=0.34。慢应变速率拉伸显示,SCC敏感性在应变速率为5×10-7/s时最大,用强度损失表示为Iσ=(1-σc/σb)×100%=35%。阴极极化升高而阳极极化降低恒载荷SCC断裂时间。这些结果初步表明铸态Fe85Ga15合金在模拟海水中的应力腐蚀为阳极溶解型。

PZT压电陶瓷的应力腐蚀

使用单边缺口拉伸试样对PZT-5压电铁电陶瓷进行恒载荷下的应力腐蚀研究,介质分别为水、甲醇和甲酰胺,结果表明, PzT-5压电陶瓷在这三种介质中均会发生应力腐蚀开裂.归一化应力腐蚀门槛应力强度因子分别为KISCC/KIC=0.66(水),0.73(甲醇)和0.75(甲酰胺).其中断裂韧性:KIC=(1.34±0.25)MPa·m1/2.

BaTiO_3铁电陶瓷的应力腐蚀

研究了BaTiO3铁电陶瓷在恒载荷下的应力腐蚀,环境分别为湿空气、水、硅油和甲酰胺.结果表明,BaTiO3铁电陶瓷在湿空气、硅油、水和甲酰胺中都能发生应力腐蚀,其本质是介质分子吸附降低表面能.在空气中的瞬时断裂为穿晶断裂,滞后断裂大部分为穿品断裂,局部为沿晶断裂.在这四种环境中,归一化应力腐蚀门槛应力强度因子分别为 KISCC/KIC=0.78(空气),0.63(水),0.66(硅油)和0.82(甲酰胺),其断裂韧性为 KIC=1.29±0.14 MPa·m1/2。