Ďakujeme za návštevu stránky Nature.com. Verzia prehliadača, ktorú používate, má obmedzenú podporu pre CSS. Pre dosiahnutie čo najlepšieho zážitku odporúčame používať aktualizovaný prehliadač (alebo vypnúť režim kompatibility v prehliadači Internet Explorer). Medzitým budeme stránku zobrazovať bez štýlov a JavaScriptu, aby sme zabezpečili nepretržitú podporu.
Oceľ 20MnTiB je v mojej krajine najpoužívanejším vysokopevnostným materiálom na skrutky pre oceľové konštrukcie mostov a jej vlastnosti majú veľký význam pre bezpečnú prevádzku mostov. Na základe výskumu atmosférického prostredia v Čchung-čchingu táto štúdia navrhla korózny roztok simulujúci vlhké podnebie Čchung-čchingu a vykonala testy napäťovej korózie vysokopevnostných skrutiek simulujúce vlhké podnebie Čchung-čchingu. Študoval sa vplyv teploty, hodnoty pH a koncentrácie simulovaného korozívneho roztoku na správanie sa vysokopevnostných skrutiek 20MnTiB pri napäťovej korózii.
Oceľ 20MnTiB je v mojej krajine najpoužívanejším vysokopevnostným materiálom na skrutky pre oceľové mosty a jej vlastnosti majú veľký význam pre bezpečnú prevádzku mostov. Li a kol. 1 testovali vlastnosti ocele 20MnTiB bežne používanej vo vysokopevnostných skrutkách triedy 10.9 vo vysokoteplotnom rozsahu 20 až 700 ℃ a získali krivku napätia a deformácie, medzu klzu, pevnosť v ťahu, Youngov modul pružnosti a predĺženie a koeficient rozťažnosti. Zhang a kol. 2, Hu a kol. 3 atď. prostredníctvom testov chemického zloženia, testov mechanických vlastností, testov mikroštruktúry, makroskopickej a mikroskopickej analýzy povrchu závitu a výsledky ukazujú, že hlavnou príčinou lomu vysokopevnostných skrutiek súvisia s chybami závitu a výskytom chýb závitu. Veľké koncentrácie napätia, koncentrácie napätia na hrote trhliny a podmienky korózie na otvorenom priestranstve vedú k praskaniu spôsobenému koróziou v dôsledku napätia.
Vysokopevnostné skrutky pre oceľové mosty sa zvyčajne používajú dlhodobo vo vlhkom prostredí. Faktory ako vysoká vlhkosť, vysoká teplota a sedimentácia a absorpcia škodlivých látok v prostredí môžu ľahko spôsobiť koróziu oceľových konštrukcií. Korózia môže spôsobiť stratu prierezu vysokopevnostných skrutiek, čo má za následok početné defekty a praskliny. A tieto defekty a praskliny sa budú naďalej rozširovať, čím sa skracuje životnosť vysokopevnostných skrutiek a dokonca sa spôsobí ich zlomenie. Doteraz existuje mnoho štúdií o vplyve environmentálnej korózie na správanie materiálov pri korózii pod napätím. Catar a kol.4 skúmali správanie horčíkových zliatin s rôznym obsahom hliníka pri korózii pod napätím v kyslom, alkalickom a neutrálnom prostredí pomocou testovania pomalou rýchlosťou deformácie (SSRT). Abdel a kol.5 skúmali elektrochemické správanie a správanie pri praskaní pod napätím zliatiny Cu10Ni v 3,5 % roztoku NaCl v prítomnosti rôznych koncentrácií sulfidových iónov. Aghion a kol.6 hodnotili korozívne správanie tlakovo liatej horčíkovej zliatiny MRI230D v 3,5 % roztoku NaCl pomocou imerzného testu, testu soľnou hmlou, potenciodynamickej polarizačnej analýzy a SSRT. Zhang a kol.7 skúmali správanie sa martenzitickej ocele 9Cr pri korózii pod napätím pomocou SSRT a tradičných elektrochemických testovacích techník a získal sa vplyv chloridových iónov na správanie sa martenzitickej ocele pri statickej korózii pri izbovej teplote. Chen a kol.8 skúmali správanie sa ocele X70 pri korózii pod napätím a mechanizmus praskania v simulovanom roztoku morského bahna obsahujúcom SRB pri rôznych teplotách pomocou SSRT. Liu a kol.9 použili SSRT na štúdium vplyvu teploty a rýchlosti ťahového deformovania na odolnosť austenitickej nehrdzavejúcej ocele 00Cr21Ni14Mn5Mo2N proti korózii pod napätím v morskej vode. Výsledky ukazujú, že teplota v rozsahu 35~65 ℃ nemá významný vplyv na správanie nehrdzavejúcej ocele pri korózii pod napätím. Lu a kol. V štúdii 10 sa hodnotila náchylnosť vzoriek s rôznymi stupňami pevnosti v ťahu k oneskorenému lomu pomocou skúšky oneskoreného lomu pri zaťažení a SSRT. Odporúča sa, aby sa pevnosť v ťahu skrutiek s vysokou pevnosťou v ťahu z ocele 20MnTiB a ocele 35VB kontrolovala na 1040 – 1190 MPa. Väčšina týchto štúdií však v podstate používa na simuláciu korozívneho prostredia jednoduchý 3,5 % roztok NaCl, zatiaľ čo skutočné prostredie používania skrutiek s vysokou pevnosťou je zložitejšie a má mnoho ovplyvňujúcich faktorov, ako napríklad hodnotu pH skrutky. Ananya a kol. 11 skúmali vplyv environmentálnych parametrov a materiálov v korozívnom médiu na koróziu a praskanie v dôsledku korózie pod napätím duplexných nehrdzavejúcich ocelí. Sunada a kol. 12 vykonali testy korózneho praskania pod napätím na oceli SUS304 pri izbovej teplote vo vodných roztokoch obsahujúcich H2SO4 (0-5,5 kmol/m-3) a NaCl (0-4,5 kmol/m-3). Študovali sa aj vplyvy H2SO4 a NaCl na typy korózie ocele SUS304. Merwe a kol.13 použili SSRT na štúdium vplyvov smeru valcovania, teploty, koncentrácie CO2/CO, tlaku plynu a času korózie na náchylnosť ocele pre tlakové nádoby A516 na koróziu pod napätím. Ibrahim a kol.14 pomocou roztoku NS4 ako roztoku simulujúceho podzemnú vodu skúmali vplyv environmentálnych parametrov, ako je koncentrácia bikarbonátových iónov (HCO), pH a teplota, na korózne praskanie pod napätím v oceli pre potrubia API-X100 po odlupovaní povlaku. Shan a kol. V štúdii 15 sa skúmal zákon zmeny náchylnosti austenitickej nehrdzavejúcej ocele 00Cr18Ni10 na praskanie v dôsledku korózie pod napätím s teplotou za rôznych teplotných podmienok (30 ~ 250 ℃) v prostredí čiernej vody v simulovanej elektrárni na uhlie a vodík pomocou SSRT. Han a kol.16 charakterizovali náchylnosť vzoriek skrutiek s vysokou pevnosťou na vodíkovú krehkosť pomocou testu oneskoreného lomu pri mŕtvom zaťažení a SSRT. Zhao17 skúmal vplyv pH, SO42-, Cl-1 na správanie zliatiny GH4080A pri korózii pod napätím pomocou SSRT. Výsledky ukazujú, že čím nižšia je hodnota pH, tým horšia je odolnosť zliatiny GH4080A voči korózii pod napätím. Má zjavnú citlivosť na koróziu pod napätím na Cl-1 a ​​nie je citlivá na iónové prostredie SO42- pri izbovej teplote. Existuje však len málo štúdií o vplyve korózie prostredia na skrutky s vysokou pevnosťou z ocele 20MnTiB.
Aby autor zistil príčiny zlyhania vysokopevnostných skrutiek používaných v mostoch, vykonal sériu štúdií. Boli vybrané vzorky vysokopevnostných skrutiek a dôvody zlyhania týchto vzoriek boli diskutované z hľadiska chemického zloženia, mikroskopickej morfológie lomu, metalografickej štruktúry a analýzy mechanických vlastností19, 20. Na základe výskumu atmosférického prostredia v Čchung-čchingu v posledných rokoch bola navrhnutá schéma korózie simulujúca vlhké podnebie Čchung-čchingu. Boli vykonané experimenty s koróziou pod napätím, elektrochemické korózne experimenty a experimenty s únavou z korózie vysokopevnostných skrutiek v simulovanom vlhkom podnebí Čchung-čchingu. V tejto štúdii boli skúmané vplyvy teploty, hodnoty pH a koncentrácie simulovaného korozívneho roztoku na správanie sa vysokopevnostných skrutiek 20MnTiB pri korózii pod napätím prostredníctvom testov mechanických vlastností, makroskopickej a mikroskopickej analýzy lomu a produktov povrchovej korózie.
Čchung-čching sa nachádza v juhozápadnej Číne, na hornom toku rieky Jang-c'-ťiang, a má vlhké subtropické monzúnové podnebie. Priemerná ročná teplota je 16 – 18 °C, priemerná ročná relatívna vlhkosť je prevažne 70 – 80 %, ročný počet hodín slnečného svitu je 1 000 – 1 400 hodín a percento slnečného svitu je iba 25 – 35 %.
Podľa správ týkajúcich sa slnečného svitu a teploty okolia v Čchung-čchingu v rokoch 2015 až 2018 sa priemerná denná teplota v Čchung-čchingu pohybuje len od 17 °C do 23 °C. Najvyššia teplota na mostnom telese mosta Chaotianmen v Čchung-čchingu môže dosiahnuť 50 °C21,22. Preto boli teplotné úrovne pre skúšku korózie pod napätím stanovené na 25 °C a 50 °C.
Hodnota pH simulovaného korozívneho roztoku priamo určuje množstvo H+, ale to neznamená, že čím nižšia je hodnota pH, tým ľahšie dochádza ku korózii. Vplyv pH na výsledky sa bude líšiť v závislosti od materiálu a roztoku. Aby sa lepšie preskúmal vplyv simulovaného korozívneho roztoku na korózne vlastnosti vysokopevnostných skrutiek pri napätí, hodnoty pH experimentov s koróziou pri napätí boli nastavené na 3,5, 5,5 a 7,5 v kombinácii s výskumom literatúry23 a rozsahom pH ročnej dažďovej vody v Čchung-čchingu v rokoch 2010 až 2018.
Čím vyššia je koncentrácia simulovaného korózneho roztoku, tým vyšší je obsah iónov v simulovanom koróznom roztoku a tým väčší je vplyv na vlastnosti materiálu. Na štúdium vplyvu koncentrácie simulovaného korózneho roztoku na koróziu pod napätím vysokopevnostných skrutiek sa uskutočnil zrýchlený test umelej laboratórnej korózie a koncentrácia simulovaného korózneho roztoku bola nastavená na úroveň 4 bez korózie, čo boli pôvodná koncentrácia simulovaného korózneho roztoku (1×), 20 × pôvodná koncentrácia simulovaného korózneho roztoku (20 ×) a 200 × pôvodná koncentrácia simulovaného korózneho roztoku (200 ×).
Prostredie s teplotou 25 ℃, hodnotou pH 5,5 a koncentráciou pôvodného simulovaného korózneho roztoku sa najviac približuje skutočným podmienkam použitia vysokopevnostných skrutiek pre mosty. Aby sa však proces koróznych skúšok urýchlil, ako referenčná kontrolná skupina boli stanovené experimentálne podmienky s teplotou 25 °C, hodnotou pH 5,5 a koncentráciou 200 × pôvodného simulovaného korózneho roztoku. Pri skúmaní vplyvu teploty, koncentrácie alebo hodnoty pH simulovaného korózneho roztoku na správanie vysokopevnostných skrutiek pri korózii pod napätím zostali ostatné faktory nezmenené, čo sa použilo ako experimentálna úroveň referenčnej kontrolnej skupiny.
Podľa správy o kvalite atmosférického prostredia za roky 2010 – 2018, ktorú vydal Mestský úrad pre ekológiu a životné prostredie mesta Čchung-čching, a s odkazom na zložky zrážok uvedené v publikácii Zhang24 a inej literatúre publikovanej v Čchung-čchingu, bolo navrhnuté simulované riešenie korózie založené na zvýšení koncentrácie SO42-. Zloženie zrážok v hlavnej mestskej oblasti Čchung-čchingu v roku 2017. Zloženie simulovaného roztoku korózie je uvedené v tabuľke 1:
Simulovaný korózny roztok sa pripravuje metódou chemickej iónovej koncentračnej bilancie s použitím analytických činidiel a destilovanej vody. Hodnota pH simulovaného korózneho roztoku sa upravila presným pH metrom, roztokom kyseliny dusičnej a roztokom hydroxidu sodného.
Aby sa simulovalo vlhké podnebie v Čchung-čchingu, bol tester so soľnou hmlou špeciálne upravený a navrhnutý25. Ako je znázornené na obrázku 1, experimentálne zariadenie má dva systémy: systém so soľnou hmlou a osvetľovací systém. Systém soľnej hmly je hlavnou funkciou experimentálneho zariadenia a pozostáva z riadiacej časti, rozprašovacej časti a indukčnej časti. Funkciou rozprašovacej časti je pumpovať soľnú hmlu do testovacej komory pomocou vzduchového kompresora. Indukčná časť sa skladá z prvkov na meranie teploty, ktoré snímajú teplotu v testovacej komore. Riadiaca časť sa skladá z mikropočítača, ktorý spája rozprašovaciu časť a indukčnú časť na riadenie celého experimentálneho procesu. Osvetľovací systém je nainštalovaný v testovacej komore so soľnou hmlou na simuláciu slnečného žiarenia. Osvetľovací systém pozostáva z infračervených lámp a časového ovládača. Zároveň je v testovacej komore so soľnou hmlou nainštalovaný teplotný senzor na monitorovanie teploty okolo vzorky v reálnom čase.
Vzorky na skúšku koróziou pri konštantnom zaťažení boli spracované v súlade s normou NACETM0177-2005 (Laboratórne testovanie odolnosti kovov proti praskaniu v dôsledku napätia spôsobenému sulfidmi a korózii pri napätí v prostredí H2S). Vzorky na skúšku koróziou pri napätí boli najskôr vyčistené acetónom a ultrazvukovým mechanickým čistením, aby sa odstránili zvyšky oleja, potom dehydratované alkoholom a vysušené v peci. Čisté vzorky boli potom vložené do testovacej komory zariadenia na skúšanie soľnou hmlou, aby sa simulovala korózna situácia vo vlhkom klimatickom prostredí Čchung-čchingu. Podľa normy NACETM0177-2005 a normy pre skúšku soľnou hmlou GB/T 10,125-2012 je čas skúšky koróziou pri napätí pri konštantnom zaťažení v tejto štúdii jednotne stanovený na 168 hodín. Skúšky ťahom boli vykonané na vzorkách na skúšku koróziou za rôznych koróznych podmienok na univerzálnom ťahovom skúšobnom stroji MTS-810 a boli analyzované ich mechanické vlastnosti a morfológia lomovej korózie.
Obrázok 1 znázorňuje makro- a mikromorfológiu povrchovej korózie vzoriek skrutiek s vysokou pevnosťou v dôsledku korózie pod napätím za rôznych koróznych podmienok.2 a 3.
Makroskopická morfológia vzoriek korózie pod napätím z vysokopevnostných skrutiek 20MnTiB v rôznych simulovaných koróznych prostrediach: (a) bez korózie; (b) 1-krát; (c) 20 ×; (d) 200 ×; (e) pH 3,5; (f) pH 7,5; (g) 50 °C.
Mikromorfológia korozívnych produktov vysokopevnostných skrutiek 20MnTiB v rôznych simulovaných koróznych prostrediach (100×): (a) 1-krát; (b) 20 ×; (c) 200 ×; (d) pH 3,5; (e) pH 7,5; (f) 50 °C.
Z obr. 2a je vidieť, že povrch nekorodovanej vzorky vysokopevnostnej skrutky vykazuje jasný kovový lesk bez zjavnej korózie. Avšak za podmienok pôvodného simulovaného korózneho roztoku (obr. 2b) bol povrch vzorky čiastočne pokrytý hnedými a hnedočervenými produktmi korózie a niektoré oblasti povrchu stále vykazovali zjavný kovový lesk, čo naznačuje, že iba niektoré oblasti povrchu vzorky boli mierne skorodované a simulovaný korózny roztok nemal žiadny vplyv na povrch vzorky. Vlastnosti materiálu majú malý vplyv. Avšak za podmienky 20-násobku pôvodnej koncentrácie simulovaného korózneho roztoku (obr. 2c) bol povrch vzorky vysokopevnostnej skrutky úplne pokrytý veľkým množstvom hnedých produktov korózie a malým množstvom hnedočervených produktov korózie. Nebol zistený žiadny zjavný kovový lesk a v blízkosti povrchu substrátu sa nachádzalo malé množstvo hnedočiernych produktov korózie. A za podmienky 200-násobku pôvodnej koncentrácie simulovaného korózneho roztoku (obr. 2d) bol povrch vzorky úplne pokrytý hnedými produktmi korózie a v niektorých oblastiach sa objavili hnedočierne produkty korózie.
Keď sa pH znížilo na 3,5 (obr. 2e), hnedo sfarbené produkty korózie boli najviac na povrchu vzoriek a niektoré z produktov korózie boli exfoliované.
Obrázok 2g ukazuje, že so zvyšujúcou sa teplotou na 50 °C sa obsah hnedočervených produktov korózie na povrchu vzorky prudko znižuje, zatiaľ čo jasnohnedé produkty korózie pokrývajú povrch vzorky na veľkej ploche. Vrstva produktov korózie je relatívne voľná a niektoré hnedočierne produkty sa odlupujú.
Ako je znázornené na obrázku 3, v rôznych koróznych prostrediach sú produkty korózie na povrchu vzoriek skrutiek 20MnTiB s vysokou pevnosťou v napätí a koróziou zjavne delaminované a hrúbka korozívnej vrstvy sa zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou simulovaného korozívneho roztoku. Za podmienok pôvodného simulovaného korozívneho roztoku (obr. 3a) možno produkty korózie na povrchu vzorky rozdeliť do dvoch vrstiev: vonkajšia vrstva produktov korózie je rovnomerne rozložená, ale objavuje sa veľké množstvo trhlín; vnútorná vrstva je voľné zhluky produktov korózie. Za podmienok 20-násobku pôvodnej koncentrácie simulovaného korozívneho roztoku (obr. 3b) možno vrstvu korózie na povrchu vzorky rozdeliť do troch vrstiev: vonkajšia vrstva je prevažne rozptýlené zhluky produktov korózie, ktoré sú voľné a pórovité a nemajú dobrý ochranný účinok; stredná vrstva je rovnomerná vrstva produktov korózie, ale sú v nej zjavné trhliny a korozívne ióny môžu prechádzať cez trhliny a erodovať substrát; Vnútorná vrstva je hustá vrstva produktu korózie bez zjavných trhlín, ktorá má dobrý ochranný účinok na substrát. Za podmienok 200-násobku pôvodnej simulovanej koncentrácie roztoku proti korózii (obr. 3c) možno vrstvu korózie na povrchu vzorky rozdeliť do troch vrstiev: vonkajšia vrstva je tenká a rovnomerná vrstva produktu korózie; stredná vrstva má prevažne lupienkovitý a vločkovitý tvar. Vnútorná vrstva je hustá vrstva produktu korózie bez zjavných trhlín a dier, ktorá má dobrý ochranný účinok na substrát.
Z obr. 3d je vidieť, že v simulovanom korozívnom prostredí s pH 3,5 sa na povrchu vzorky vysokopevnostnej skrutky 20MnTiB nachádza veľké množstvo vločkovitých alebo ihličkovitých produktov korózie. Predpokladá sa, že tieto produkty korózie sú prevažne prepletené γ-FeOOH a malé množstvo α-FeOOH26 a korozívna vrstva má zjavné trhliny.
Z obr. 3f je vidieť, že keď sa teplota zvýšila na 50 °C, v štruktúre korozívnej vrstvy sa nenašla žiadna zjavná hustá vnútorná vrstva hrdze, čo naznačuje, že medzi korozívnymi vrstvami pri 50 °C boli medzery, v dôsledku čoho substrát nebol úplne pokrytý produktmi korózie. Poskytuje ochranu pred zvýšenou tendenciou substrátu ku korózii.
Mechanické vlastnosti vysokopevnostných skrutiek pri korózii pri konštantnom zaťažení a napätí v rôznych korozívnych prostrediach sú uvedené v tabuľke 2:
Z tabuľky 2 je zrejmé, že mechanické vlastnosti vzoriek skrutiek s vysokou pevnosťou 20MnTiB stále spĺňajú štandardné požiadavky po zrýchlenej koróznej skúške suchým a mokrým cyklom v rôznych simulovaných koróznych prostrediach, ale v porovnaní s nekorodovanými vzorkami existuje určité poškodenie. Pri koncentrácii pôvodného simulovaného korózneho roztoku sa mechanické vlastnosti vzorky významne nezmenili, ale pri koncentrácii simulovaného roztoku 20× alebo 200× sa predĺženie vzorky výrazne znížilo. Mechanické vlastnosti sú podobné pri koncentráciách 20× a 200× pôvodných simulovaných koróznych roztokov. Keď hodnota pH simulovaného korózneho roztoku klesla na 3,5, pevnosť v ťahu a predĺženie vzoriek sa výrazne znížili. Keď teplota stúpla na 50 °C, pevnosť v ťahu a predĺženie sa výrazne znížili a miera zmrštenia plochy sa veľmi blížila štandardnej hodnote.
Morfológie lomu vzoriek skrutiek 20MnTiB s vysokou pevnosťou v napätí a koróziou v rôznych koróznych prostrediach sú znázornené na obrázku 4, pričom zahŕňajú makromorfológiu lomu, vláknitú zónu v strede lomu, mikromorfologický okraj šmykového rozhrania a povrch vzorky.
Makroskopická a mikroskopická morfológia lomu vzoriek skrutiek s vysokou pevnosťou 20MnTiB v rôznych simulovaných koróznych prostrediach (500×): (a) bez korózie; (b) 1-krát; (c) 20×; (d) 200×; (e) pH 3,5; (f) pH 7,5; (g) 50 °C.
Z obr. 4 je zrejmé, že lom vzorky 20MnTiB s vysokou pevnosťou v skrutkách zhotovenej z materiálu 20MnTiB, ktorá bola vystavená korózii pod napätím, v rôznych simulovaných koróznych prostrediach vykazuje typický lom v tvare pohárika a kužeľa. V porovnaní s nekorodovanou vzorkou (obr. 4a) je trhlina v centrálnej oblasti vláknitej oblasti relatívne malá a plocha šmykového okraja je väčšia. To ukazuje, že mechanické vlastnosti materiálu sú po korózii výrazne poškodené. So zvyšujúcou sa koncentráciou simulovaného korózneho roztoku sa jamky v oblasti vláknitej oblasti v strede lomu zväčšovali a objavili sa zjavné trhacie švy. Keď sa koncentrácia zvýšila na 20-násobok pôvodného simulovaného korózneho roztoku, na rozhraní medzi okrajom šmykového okraja a povrchom vzorky sa objavili zjavné korózne jamky a na povrchu vzorky sa nachádzalo veľa produktov korózie.
Z obrázku 3d vyplýva, že v korozívnej vrstve na povrchu vzorky sú zjavné trhliny, ktoré nemajú dobrý ochranný účinok na matricu. V simulovanom korozívnom roztoku s pH 3,5 (obrázok 4e) je povrch vzorky silne skorodovaný a centrálna oblasť vlákien je zjavne malá. V strede oblasti vlákien sa nachádza veľké množstvo nepravidelných trhlín. So zvyšujúcou sa hodnotou pH simulovaného korozívneho roztoku sa trhacia zóna v oblasti vlákien v strede lomu zmenšuje, jamka sa postupne zmenšuje a hĺbka jamky sa tiež postupne zmenšuje.
Keď sa teplota zvýšila na 50 °C (obr. 4g), plocha šmykového okraja v lome vzorky bola najväčšia, jamky v centrálnej oblasti vlákna sa výrazne zväčšili, zväčšila sa aj hĺbka jamiek a zväčšilo sa rozhranie medzi okrajom šmykového okraja a povrchom vzorky. Zvýšili sa produkty korózie a jamky, čo potvrdilo prehlbujúci sa trend korózie substrátu, ktorý je znázornený na obr. 3f.
Hodnota pH korózneho roztoku spôsobí určité poškodenie mechanických vlastností vysokopevnostných skrutiek 20MnTiB, ale účinok nie je významný. V koróznom roztoku s pH 3,5 sa na povrchu vzorky rozloží veľké množstvo vločkovitých alebo ihličkovitých produktov korózie a korózna vrstva má zjavné trhliny, ktoré nemôžu vytvoriť dobrú ochranu pre substrát. V mikroskopickej morfológii lomu vzorky sú zjavné korózne jamky a veľké množstvo produktov korózie. To ukazuje, že schopnosť vzorky odolávať deformácii vonkajšou silou je v kyslom prostredí výrazne znížená a stupeň sklonu materiálu ku korózii pod napätím sa výrazne zvyšuje.
Pôvodný simulovaný korózny roztok mal malý vplyv na mechanické vlastnosti vzoriek vysokopevnostných skrutiek, ale keď sa koncentrácia simulovaného korózneho roztoku zvýšila na 20-násobok pôvodného simulovaného korózneho roztoku, mechanické vlastnosti vzoriek sa výrazne poškodili a v mikroštruktúre lomu sa prejavila zjavná korózia, jamky, sekundárne trhliny a množstvo produktov korózie. Keď sa koncentrácia simulovaného korózneho roztoku zvýšila z 20-násobku na 200-násobok pôvodnej koncentrácie simulovaného korózneho roztoku, vplyv koncentrácie korózneho roztoku na mechanické vlastnosti materiálu sa oslabil.
Keď je simulovaná teplota korózie 25 ℃, medza klzu a pevnosť v ťahu vzoriek vysokopevnostných skrutiek 20MnTiB sa v porovnaní s nekorodovanými vzorkami výrazne nemenia. Avšak pri simulovanej teplote korózneho prostredia 50 °C sa pevnosť v ťahu a predĺženie vzorky výrazne znížili, miera zmršťovania prierezu sa blížila k štandardnej hodnote, lomová šmyková hrana bola najväčšia a v centrálnej oblasti vlákien sa vyskytli jamky. Výrazne sa zvýšila hĺbka jamiek, zvýšili sa produkty korózie a jamky korózie. To ukazuje, že synergické pôsobenie teploty korózneho prostredia má veľký vplyv na mechanické vlastnosti vysokopevnostných skrutiek, čo nie je zjavné pri izbovej teplote, ale je výraznejšie, keď teplota dosiahne 50 °C.
Po vnútornom zrýchlenom koróznom teste simulujúcom atmosférické prostredie v Čchung-čchingu sa znížila pevnosť v ťahu, medza klzu, predĺženie a ďalšie parametre vysokopevnostných skrutiek 20MnTiB a došlo k zjavnému poškodeniu napätím. Keďže materiál je pod napätím, dochádza k výraznému lokálnemu javu zrýchlenia korózie. A v dôsledku kombinovaného účinku koncentrácie napätia a koróznych jamiek je ľahké spôsobiť zjavné plastické poškodenie vysokopevnostných skrutiek, znížiť schopnosť odolávať deformácii vonkajšími silami a zvýšiť tendenciu ku korózii napätím.
Li, G., Li, M., Yin, Y. a Jiang, S. Experimentálna štúdia vlastností vysokopevnostných skrutiek vyrobených z ocele 20MnTiB pri zvýšenej teplote. jaw. Stavebné inžinierstvo. J. 34, 100–105 (2001).
Hu, J., Zou, D. a Yang, Q. Analýza lomového porušenia vysokopevnostných skrutiek z ocele 20MnTiB pre koľajnice. Tepelné spracovanie. Metal.42, 185–188 (2017).
Catar, R. a Altun, H. Správanie sa zliatin Mg-Al-Zn pri koróznom praskaní pod napätím za rôznych podmienok pH metódou SSRT. Open.Chemical.17, 972–979 (2019).
Nazer, AA a kol. Vplyv glycínu na elektrochemické správanie a praskanie pod napätím zliatiny Cu10Ni v slanom náleve kontaminovanom sulfidmi. Priemyselné inžinierstvo. Chemická. nádrž. 50, 8796–8802 (2011).
Aghion, E. a Lulu, N. Korozívne vlastnosti tlakovo liatej horčíkovej zliatiny MRI230D v 3,5 % roztoku NaCl nasýtenom Mg(OH)2. alma mater. character. 61, 1221–1226 (2010).
Zhang, Z., Hu, Z. a Preet, MS Vplyv chloridových iónov na správanie martenzitickej ocele 9Cr pri statickej a napäťovej korózii.surf.Technology.48, 298–304 (2019).
Chen, X., Ma, J., Li, X., Wu, M. a Song, B. Synergický účinok SRB a teploty na praskanie pod napätím ocele X70 v roztoku umelého morského bahna. J. Chin. Socialist Party.coros.Pro.39, 477–484 (2019).
Liu, J., Zhang, Y. a Yang, S. Správanie sa nehrdzavejúcej ocele 00Cr21Ni14Mn5Mo2N pri korózii pod napätím v morskej vode. fyzika. skúška. test. 36, 1-5 (2018).
Lu, C. Štúdia oneskoreného lomu vysokopevnostných mostných skrutiek. jaw. Academic school.rail.science.2, 10369 (2019).
Ananya, B. Praskanie duplexných nehrdzavejúcich ocelí v dôsledku korózie pod napätím v hydroxidoch. Doktorandská dizertačná práca, Atlanta, GA, USA: Georgia Institute of Technology 137–8 (2008)
Sunada, S., Masanori, K., Kazuhiko, M. a Sugimoto, K. Vplyv koncentrácií H2SO4 a NaCl na korózne praskanie v dôsledku napätia z nehrdzavejúcej ocele SUS304 vo vodnom roztoku H2SO4-NaCl. alma mater.trans.47, 364–370 (2006).
Merwe, JWVD Vplyv prostredia a materiálov na korózne praskanie ocele v roztoku H2O/CO/CO2. Inter Milan. J. Koros. 2012, 1-13 (2012).
Ibrahim, M. a Akram A. Vplyv bikarbonátu, teploty a pH na pasiváciu ocele pre potrubia API-X100 v simulovanom roztoku podzemnej vody. V IPC 2014-33180.
Shan, G., Chi, L., Song, X., Huang, X. a Qu, D. Vplyv teploty na náchylnosť austenitickej nehrdzavejúcej ocele na praskanie v dôsledku korózie pod napätím. coro.be na rozdiel od. Technology.18, 42–44 (2018).
Han, S. Vodíkom indukované oneskorené lomové správanie niekoľkých vysokopevnostných spojovacích ocelí (Kunmingská univerzita vedy a techniky, 2014).
Zhao, B., Zhang, Q. a Zhang, M. Mechanizmus korózie pod napätím zliatiny GH4080A pre spojovacie prvky.cross.companion.Hey.treat.41, 102–110 (2020).