Коррозионное растрескивание под напряжением при высоком уровне 20MnTiB

Том 11 научных докладов, номер статьи: 23894 (2021) Цитировать эту статью

912 Доступов

Подробности о метриках

Сталь 20MnTiB является наиболее широко используемым материалом высокопрочных болтов для стальных конструкций мостов в Китае, и ее характеристики имеют большое значение для безопасной эксплуатации мостов. На основе исследования атмосферной среды в Чунцине в последние годы в этом исследовании было разработано решение по коррозии для моделирования влажного климата Чунцина, а также был проведен эксперимент по коррозии под напряжением высокопрочных болтов в моделируемом влажном климате Чунцина. . Было изучено влияние температуры, pH и концентрации моделируемого коррозионного раствора на коррозионное поведение высокопрочных болтов из 20MnTiB.

Сталь 20MnTiB является наиболее широко используемым материалом высокопрочных болтов для стальных конструкций мостов в Китае, и ее характеристики имеют большое значение для безопасной эксплуатации мостов. Ли и др.1 протестировали свойства стали 20MnTiB, обычно используемой для высокопрочных болтов класса 10.9, при высокой температуре в диапазоне 20–700 °C и получили кривую напряжение-деформация, предел текучести, предел прочности на растяжение, коэффициент Юнга. модуль, коэффициент удлинения и расширения. Чжан и др.2, Ху и др.3 и др. проанализировали разрушение высокопрочных болтов из 20MnTiB, используемых в стальных мостах, посредством исследования химического состава, испытания механических свойств, исследования микроструктуры, макро- и микроанализа поверхности зубьев резьбы и поверхность излома, и результаты показывают, что основная причина разрушения высокопрочных болтов связана с дефектом резьбы, который создает большую концентрацию напряжений, а как концентрация напряжений в вершине трещины, так и условия коррозии на открытом воздухе вызывают коррозионное растрескивание под напряжением.

Высокопрочные болты, используемые в стальных мостах, обычно длительное время эксплуатируются во влажной атмосфере. Такие факторы, как высокая влажность, высокая температура, а также осаждение и поглощение вредных веществ в окружающей среде, очень легко вызывают коррозию стальной конструкции. Коррозия приводит к потере сечения высокопрочных болтов, образованию множества дефектов и трещин. И эти дефекты и трещины будут продолжать расширяться, что приведет к сокращению срока службы высокопрочного болта и даже к его разрушению. На сегодняшний день проведено множество исследований влияния коррозии окружающей среды на коррозионные свойства материалов. Катар и др.4 исследовали коррозионное поведение магниевого сплава под напряжением с различным содержанием алюминия в кислой, щелочной и нейтральной среде с помощью испытания на медленную скорость деформации (SSRT). Абдель и др.5 исследовали поведение электрохимического и коррозионного растрескивания под напряжением сплава Cu10Ni в 3,5% растворе NaCl в присутствии различных концентраций сульфид-ионов. Агион и др.6 оценили коррозионные характеристики магниевого сплава MRI230D, литого под давлением, в 3,5% растворе NaCl с помощью испытаний на погружение, испытания в солевом тумане, потенциодинамического поляризационного анализа и SSRT. Чжан и др.7 изучили коррозионное поведение мартенситной стали 9Cr под напряжением с помощью SSRT и традиционной технологии электрохимических испытаний и получили правило влияния хлорид-иона на статическое коррозионное поведение мартенситной стали при комнатной температуре. Чен и др.8 исследовали поведение коррозии под напряжением и механизм растрескивания стали X70 в моделируемом растворе морского ила, содержащего SRB, при различных температурах с помощью SSRT. Лю и др.9 исследовали влияние температуры и скорости деформации растяжения на стойкость к коррозии под напряжением в морской воде аустенитной нержавеющей стали 00Cr21Ni14Mn5Mo2N с помощью SSRT. Результаты показали, что температура в диапазоне 35–65 °C не оказывает существенного влияния на коррозионное поведение нержавеющей стали под напряжением. Лу и др.10 оценили чувствительность к отсроченному разрушению образцов с различными классами прочности на разрыв с помощью испытания на отсроченное разрушение при постоянной нагрузке и SSRT. Предложено предел прочности высокопрочных болтов из стали 20МнТиБ и стали 35ВБ контролировать на уровне 1040–1190 МПа. Однако в большинстве этих исследований в основном используется простой 3,5% раствор NaCl для моделирования коррозионной среды, в то время как реальная среда эксплуатации высокопрочных болтов более сложна и существует множество влияющих факторов, таких как значение pH раствор, температура, концентрация коррозионной среды и т. д. Ананья и др.11 исследовали влияние параметров окружающей среды и материала в коррозионной среде на коррозионное растрескивание и коррозионное растрескивание дуплексной нержавеющей стали. Сунада и др.12 провели испытание стали SUS304 на коррозионное растрескивание под напряжением при комнатной температуре в водном растворе, содержащем H2SO4 (0–5,5 кмоль/м-3) и NaCl (0–4,5 кмоль/м-3). Также было изучено влияние H2SO4 и NaCl на тип коррозии стали SUS304. Мерве и др.13 изучили влияние направления прокатки, температуры, концентрации CO2/CO, давления воздуха и времени коррозии на чувствительность к коррозии под напряжением стали A516 для сосудов под давлением с помощью SSRT. Ибрагим и др.14 использовали раствор NS4 в качестве решения для моделирования подземных вод для изучения влияния параметров окружающей среды, таких как концентрация ионов бикарбоната (HCO), pH и температура, на коррозионное растрескивание стали трубопровода API-X100 после отслаивания покрытия. Шан и др.15 исследовали закономерность изменения чувствительности аустенитной нержавеющей стали 00Cr18Ni10 к коррозионному растрескиванию под напряжением в зависимости от температуры в условиях черной водной среды моделируемой угольно-водородной установки посредством SSRT в различных температурных условиях (30–250°C). Хан и др.16 охарактеризовали чувствительность к водородному охрупчиванию образцов высокопрочных болтов с помощью испытания на замедленное разрушение при постоянной нагрузке и SSRT. Чжао17 исследовал влияние pH, SO42-, Cl-1 на коррозионное поведение сплава GH4080A под напряжением с помощью SSRT. Результаты показали, что чем ниже pH, тем хуже стойкость сплава GH4080A к коррозии под напряжением. Он имеет очевидную чувствительность к коррозии под напряжением к Cl-1 и не чувствителен к среде ионов SO42- при комнатной температуре. Однако исследований влияния коррозии под воздействием окружающей среды на высокопрочные болты из стали 20MnTiB немного.