Хвала вам што сте посетили Натуре.цом. Верзија претраживача коју користите има ограничену подршку за ЦСС. За најбоље искуство препоручујемо да користите ажурирани прегледач (или искључите режим компатибилности у Интернет Екплорер-у). У међувремену, да бисмо обезбедили сталну подршку, приказаћемо сајт без стилова и ЈаваСцрипт-а.
20МнТиБ челик је најраспрострањенији материјал за вијке високе чврстоће за мостове од челичних конструкција у мојој земљи, а његове перформансе су од великог значаја за безбедан рад мостова. На основу истраживања атмосферског окружења у Чонгкингу, ова студија је дизајнирала решење за корозију које симулира влажну климу Чонгкинга, и спровела је испитивање високе корозионе климе Чонгкинга и симултано испитивање напона високе корозије у Чонгкингу. .Проучавани су утицаји температуре, пХ вредности и концентрације симулираног раствора корозије на корозионо понашање 20МнТиБ вијака високе чврстоће.
20МнТиБ челик је најраспрострањенији материјал за вијке високе чврстоће за мостове од челичне конструкције у мојој земљи, а његове перформансе су од великог значаја за безбедан рад мостова.Ли ет ал.1 је тестирао особине 20МнТиБ челика који се обично користи у завртњима високе чврстоће разреда 10.9 у опсегу високих температура од 20~700 ℃ и добио криву напрезања-деформације, чврстоћу течења, затезну чврстоћу, Јангов модул и издужење.и коефицијент експанзије.Зханг ет ал.2, Ху ет ал.3 и др., испитивањем хемијског састава, испитивањем механичких својстава, испитивањем микроструктуре, макроскопском и микроскопском анализом површине навоја, а резултати показују да је главни разлог лома завртња високе чврстоће везан за дефекте навоја, а појава дефеката навоја Велике концентрације напона, врх прслине напона напона на прслинама доводе до корозионог напона у отвореном стању.
Завртњи високе чврстоће за челичне мостове се обично користе дуго времена у влажном окружењу. Фактори као што су висока влажност, висока температура и таложење и апсорпција штетних материја у околини могу лако изазвати корозију челичних конструкција. Корозија може изазвати губитак попречног пресека вијака високе чврстоће, што ће резултирати бројним дефектима и продужити животни век ових пукотина. завртње високе чврстоће, па чак и изазивање њиховог ломљења.До сада, постоји много студија о утицају корозије околине на перформансе корозије материјала под напоном.Цатар и сарадници4 су истраживали понашање корозије под напрезањем легура магнезијума са различитим садржајем алуминијума у ​​киселим, алкалним и неутралним срединама испитивањем спорог напрезања брзине деформације и електрохемијског понашања цорродел-а (ССРТ). Ни легура у 3,5% раствору НаЦл у присуству различитих концентрација сулфидних јона. Агхион и сарадници 6 проценили су корозионе перформансе ливене легуре магнезијума МРИ230Д у 3,5% раствору НаЦл тестом урањања, тестом сланом спрејом, потенциодинамичком анализом поларизације и анализом поларизације напона и ССРТ.7Зх. РТ и традиционалним електрохемијским техникама испитивања, и добили су ефекат хлоридних јона на статичко понашање корозије мартензитног челика на собној температури. Чен и сарадници 8 су истраживали понашање корозије под напоном и механизам пуцања челика Кс70 у симулираном раствору морског муља који садржи СРБ на различитим температурама помоћу ССРТ.ЛиуРТ и др. 00Цр21Ни14Мн5Мо2Н аустенитни нерђајући челик. Резултати показују да температура у опсегу од 35~65℃ нема значајног утицаја на понашање нерђајућег челика при напонској корозији.Лу ет ал.10 је проценио осетљивост на одложено ломљење узорака са различитим степеном затезне чврстоће тестом одложеног лома при мртвом оптерећењу и ССРТ-ом. Предлаже се да се затезна чврстоћа 20МнТиБ челика и 35ВБ челичних вијака високе чврстоће контролише на 1040-1190-1190 МПа за једноставну употребу ових основних решења, 5% симултано. једе корозивну средину, док је стварна околина употребе вијака високе чврстоће сложенија и има много утицајних фактора, као што је пХ вредност завртња.Ананиа ет ал.11 проучавао је утицај параметара средине и материјала у корозивном медију на корозију и корозионо пуцање под напоном дуплекс нерђајућих челика.Сунада ет ал.12 је спровело испитивање пуцања корозионим напрезањем на собној температури на челику СУС304 у воденим растворима који садрже Х2СО4 (0-5,5 кмол/м-3) и НаЦл (0-4,5 кмол/м-3). Утицаји Х2СО4 и НаЦл на типове корозије челика СУС304 такође су проучавани, проучавани су и утицаји концентрације ЦО2 и др. , притисак гаса и време корозије на осетљивост на корозију под напоном челика посуде под притиском А516. Коришћење раствора НС4 као раствора за симулацију подземних вода, Ибрахим ет ал.14 истраживали су утицај параметара околине као што су концентрација бикарбонатних јона (ХЦО), пХ и температура на пуцање од корозије под напоном АПИ-Кс100 челика за цевоводе након љуштења превлаке. Схан ет ал.15 проучавао закон варијације осетљивости аустенитног нерђајућег челика 00Цр18Ни10 на корозију под напоном са температуром под различитим температурним условима (30~250℃) у условима црне воде у симулираној фабрици угаљ-водоник од стране ССРТ-а. Хан ет ал. иед тест лома и ССРТ.Зхао17 проучавали су ефекте пХ, СО42-, Цл-1 на понашање легуре ГХ4080А на корозију од стране ССРТ. Резултати показују да што је нижа пХ вредност, то је лошија отпорност легуре ГХ4080А на корозију под напоном. медијум на собној температури. Међутим, постоји неколико студија о утицају корозије околине на 20МнТиБ челичне вијке високе чврстоће.
Да би се открили разлози квара вијака високе чврстоће који се користе у мостовима, аутор је спровео низ истраживања. Одабрани су узорци завртња високе чврстоће, а разлози квара ових узорака разматрани су из угла хемијског састава, микроскопске морфологије лома, металографске структуре и механичких својстава у новијим истраживањима Бамо, на чоферском окружењу. Пројектована је шема розије која симулира влажну климу у Чонгкингу. Експерименти корозије под напоном, експерименти са електрохемијском корозијом и експерименти са замором од корозије вијака високе чврстоће у симулираној влажној клими у Цхонгкингу су спроведени. У овој студији, ефекти температуре, пХ вредности и концентрације симулираног раствора корозије на симулирано понашање корозије на високом напону, механичка својства корозије напрезања у испитивању високог напона макроскопска и микроскопска анализа лома и производи површинске корозије.
Чонгћинг се налази у југозападној Кини, у горњем току реке Јангце, и има влажну суптропску монсунску климу. Просечна годишња температура је 16-18°Ц, просечна годишња релативна влажност углавном је 70-80%, годишњи број сунчаних сати је 1000-1400 сати, а проценат сунчеве светлости је 25-3%.
Према извештајима који се односе на сунчеву светлост и температуру околине у Чонгкингу од 2015. до 2018. године, просечна дневна температура у Чонгкингу износи чак 17°Ц и чак 23°Ц.Највиша температура на телу моста Цхаотианмен моста у Чонгкингу може да достигне 50°Ц °Ц21,22. Због тога су нивои температуре за тест корозије под напрезањем постављени на 25°Ц и 50°Ц.
пХ вредност симулираног раствора корозије директно одређује количину Х+, али то не значи да што је нижа пХ вредност, то је лакша корозија. Ефекат пХ вредности на резултате ће варирати за различите материјале и растворе. Да би се боље проучавао ефекат симулираног раствора корозије на перформансе корозије под напрезањем вијака високе чврстоће, вредности пХ вредности 5 у комбинацији симулације напона су постављене на 5, 5 вредности корозије у експерименту. са истраживањем литературе23 и пХ опсегом годишње кишнице у Чонгкингу.2010 до 2018.
Што је већа концентрација симулираног раствора корозије, то је већи садржај јона у симулираном раствору корозије и већи је утицај на својства материјала. Да би се проучавао утицај концентрације симулираног раствора корозије на напонску корозију вијака високе чврстоће, реализован је вештачки лабораторијски убрзани тест корозије, а концентрација симулираног раствора корозије је постављена на ниво симулације корозије 4 оригиналног раствора корозије. (1×), 20× оригинална симулирана концентрација раствора корозије (20×) и 200× оригинална симулирана концентрација раствора корозије (200×).
Окружење са температуром од 25 ℃, пХ вредношћу 5,5 и концентрацијом оригиналног симулираног раствора корозије је најближе стварним условима употребе вијака високе чврстоће за мостове. Међутим, да би се убрзао процес испитивања корозије, експериментални услови са температуром од 25 °Ц, пХ од 5,20 и симулираним раствором за контролу корозије постављени су као симултана контролна група корозивне контролне групе. температуре, концентрације или пХ вредности симулираног раствора корозије на перформансе корозије под напоном завртњева високе чврстоће, остали фактори су остали непромењени, што је коришћено као експериментални ниво референтне контролне групе.
Према брифингу о квалитету атмосферског окружења 2010-2018 који је издао Општински биро за екологију и животну средину Чонгкинга, а који се односи на компоненте падавина пријављених у Зханг24 и другу литературу објављену у Цхонгкингу, пројектовано је симулирано решење корозије засновано на повећању концентрације СО42-1х у главној урбаној јами. 7. Састав симулираног раствора корозије приказан је у табели 1:
Симулирани раствор корозије се припрема методом равнотеже хемијске концентрације јона помоћу аналитичких реагенса и дестиловане воде. пХ вредност симулираног раствора корозије је подешена помоћу прецизног пХ метра, раствора азотне киселине и раствора натријум хидроксида.
Да би се симулирала влажна клима у Чонгкингу, тестер за распршивање соли је посебно модификован и дизајниран25. Као што је приказано на слици 1, експериментална опрема има два система: систем за распршивање соли и систем осветљења. Систем за распршивање соли је главна функција експерименталне опреме, која се састоји од контролног дела, дела за распршивање и дела за индукцију соли у делу пумпе за распршивање. компресор. Индукциони део се састоји од елемената за мерење температуре, који детектују температуру у испитној комори. Контролни део се састоји од микрокомпјутера, који повезује део за распршивање и индукциони део да контролише цео експериментални процес. Систем осветљења је инсталиран у комори за испитивање сланог спреја да симулира сунчеву светлост. Систем осветљења се састоји од лампе за контролу времена за распршивање и симулације температуре. испитна комора за праћење температуре око узорка у реалном времену.
Узорци корозије под сталним оптерећењем обрађени су у складу са НАЦЕТМ0177-2005 (Лабораторијско испитивање сулфидних напона и отпорности метала на пуцање под напоном у Х2С окружењу). Узорци корозије под напрезањем су прво очишћени ацетоном, а затим су уклоњени ултразвучни рез и механичко чишћење. очистите узорке у испитну комору уређаја за испитивање сланом спрејом како би се симулирала ситуација корозије у влажном климатском окружењу у Чонгкингу.Према стандарду НАЦЕТМ0177-2005 и стандарду за испитивање сланом спрејом ГБ/Т 10,125-2012, време тестирања корозије под константним оптерећењем у овој студији је једнолично одређено да се узорак корозије16 изврши уједначено16. Различити услови корозије на универзалној машини за испитивање затезања МТС-810, анализирана су њихова механичка својства и морфологија корозије лома.
На слици 1 приказана је макро- и микроморфологија површинске корозије узорака корозије под напоном завртња високе чврстоће у различитим условима корозије.2 и 3 респективно.
Макроскопска морфологија узорака корозије под напоном 20МнТиБ вијака високе чврстоће у различитим симулираним окружењима корозије: (а) нема корозије;(б) 1 пут;(ц) 20 ×;(д) 200 ×;(е) пХ 3,5;(ф) пХ 7,5;(г) 50°Ц.
Микроморфологија продуката корозије 20МнТиБ вијака високе чврстоће у различитим симулираним окружењима корозије (100×): (а) 1 пут;(б) 20 ×;(ц) 200 ×;(д) пХ 3,5;(е) пХ7,5;(ф) 50°Ц.
Са слике 2а се може видети да површина некородираног узорка вијка високе чврстоће показује јарки метални сјај без очигледне корозије. Међутим, под условима оригиналног симулираног раствора корозије (слика 2б), површина узорка је била делимично прекривена смеђом и браон-црвеном површином метала, а на неким деловима површине узорка су још увек била очигледна бледа подручја корозије. кородирао, а симулирани раствор корозије није имао утицаја на површину узорка.Особине материјала имају мали ефекат. Међутим, под условима 20 × оригиналне симулиране концентрације раствора корозије (слика 2ц), површина узорка вијка високе чврстоће је у потпуности прекривена великом количином жутих продуката корозије и малом количином смеђе-црвене корозије.производ, није пронађен очигледан метални сјај, а постојала је мала количина коро-производа браон-црне боје у близини површине. × оригинална симулирана концентрација раствора корозије (слика 2д), површина узорка је потпуно прекривена смеђим корозијским продуктима, а у појединим областима се појављују браон-црни производи корозије.
Како се пХ смањио на 3,5 (слика 2е), на површини узорака било је највише продуката корозије жутосмеђе боје, а неки од производа корозије су били ексфолирани.
Слика 2г показује да како температура расте на 50 °Ц, садржај браон-црвених продуката корозије на површини узорка нагло опада, док светлосмеђи производи корозије покривају површину узорка на великој површини. Слој производа корозије је релативно лабав, а неки браон-црни производи су ољуштени.
Као што је приказано на слици 3, у различитим окружењима корозије, производи корозије на површини 20МнТиБ узорака корозије напрезања вијка високе чврстоће су очигледно раслојани, а дебљина слоја корозије се повећава са повећањем концентрације симулираног раствора корозије. Под условима оригиналног симулираног раствора корозије, може се поделити симулирани слој корозије на два слоја на слици. : крајњи слој продуката корозије је равномерно распоређен, али се појављује велики број пукотина;унутрашњи слој је лабав кластер продуката корозије. Под условима 20× оригиналне симулиране концентрације раствора корозије (слика 3б), слој корозије на површини узорка може се поделити на три слоја: најудаљенији слој је углавном распршени продукти кластер корозије, који су лабави и порозни и немају добре заштитне перформансе;Средњи слој је уједначен слој производа корозије, али постоје очигледне пукотине, а јони корозије могу проћи кроз пукотине и еродирати подлогу;унутрашњи слој је густ слој производа корозије без очигледних пукотина, који има добар заштитни ефекат на подлогу.Под условом 200× оригиналне симулиране концентрације раствора корозије (слика 3ц), слој корозије на површини узорка може се поделити на три слоја: крајњи слој је танак и равномеран слој производа корозије;средњи слој је углавном корозија у облику латица и пахуљица. Унутрашњи слој је густи слој производа корозије без очигледних пукотина и рупа, који има добар заштитни ефекат на подлози.
На слици 3д се може видети да у симулираној корозионој средини пХ 3,5, постоји велики број флокулентних или игличастих производа корозије на површини узорка завртња високе чврстоће од 20МнТиБ. Спекулише се да су ови производи корозије углавном γе2Х и мала количина корозивног слоја γ-Фе6ОО. има очигледне пукотине.
Са слике 3ф се може видети да када се температура повећа на 50 °Ц, у структури корозионог слоја није пронађен очигледан густ унутрашњи слој рђе, што указује на постојање празнина између слојева корозије на 50 °Ц, због чега подлога није у потпуности прекривена производима корозије.Пружа заштиту од повећане склоности подлоге корозији.
Механичка својства вијака високе чврстоће под корозијом под сталним оптерећењем у различитим корозивним срединама приказана су у табели 2:
Из табеле 2 се може видети да механичка својства узорака вијака високе чврстоће 20МнТиБ и даље испуњавају стандардне захтеве након испитивања убрзане корозије суво-мокрог циклуса у различитим окружењима симулације корозије, али постоје одређена оштећења у поређењу са некорозивним. симулираног раствора, истезање узорка се значајно смањило. Механичка својства су слична при концентрацијама од 20 × и 200 × оригиналних симулираних раствора корозије. Када је пХ вредност симулираног раствора корозије пала на 3,5, затезна чврстоћа и издужење узорака су се значајно смањиле. веома близу стандардне вредности.
Морфологије лома 20МнТиБ 20МнТиБ узорака корозије под напоном високе чврстоће под различитим корозивним окружењима приказане су на слици 4, а то су макроморфологија лома, зона влакана у центру прелома, микроморфолошка ивица интерфејса смицања и површина узорка.
Макроскопске и микроскопске морфологије лома 20МнТиБ узорака вијака високе чврстоће у различитим окружењима симулације корозије (500×): (а) нема корозије;(б) 1 пут;(ц) 20 ×;(д) 200 ×;(е) пХ 3,5;(ф) пХ7,5;(г) 50°Ц.
На слици 4 се може видети да лом узорка корозије под напоном од 20МнТиБ високе чврстоће под различитим симулираним корозивним окружењима представља типичан лом купастог конуса.У поређењу са некородираним примерком (сл. 4а), централна површина пукотине у области влакана је релативно мала., површина смицања је већа. Ово показује да су механичка својства материјала значајно оштећена након корозије. Са повећањем концентрације симулираног раствора корозије, рупице у подручју влакана у центру прелома су се повећале и појавиле су се очигледне шавове кидања. Када се концентрација повећа на 20 пута већу од оригиналне симулиране површине корозије и очигледне површине узорка корозије, појављују се ивице на интерфејсу очигледне корозивне ивице. на површини је било доста продуката корозије.узорак.
Са слике 3д се закључује да постоје очигледне пукотине у слоју корозије на површини узорка, који нема добар заштитни ефекат на матрицу.У симулираном раствору корозије пХ 3,5 (слика 4е), површина узорка је јако кородирана, а централна површина влакана је очигледно мала., Постоји велики број неправилних шавова кидања у центру подручја влакана. Са повећањем пХ вредности симулираног раствора корозије, зона кидања у подручју влакана у центру прелома се смањује, јама се постепено смањује, а дубина јаме такође се постепено смањује.
Када је температура порасла на 50 °Ц (Слика 4г), површина смицања усне прелома узорка је била највећа, рупице у централном подручју влакана су се значајно повећале, а дубина јаме се такође повећала, а граница између ивице смичне усне и површине узорка се повећала.Производи корозије и удубљења су се повећали, што је потврдило тренд продубљивања корозије подлоге приказан на слици 3ф.
пХ вредност раствора корозије ће проузроковати извесна оштећења механичких својстава 20МнТиБ вијака високе чврстоће, али ефекат није значајан. У раствору за корозију пХ 3,5, велики број флокулентних или игличастих производа корозије је распоређен на површини узорка, а слој од корозије има очигледну заштиту од корозије, што не може да формира велику заштиту од корозије. продукти розије у микроскопској морфологији лома узорка. Ово показује да је способност узорка да се одупре деформацији спољном силом значајно смањена у киселој средини, а степен склоности материјала напонској корозији значајно је повећан.
Оригинално симулирано решење корозије имало је мали утицај на механичка својства узорака вијака високе чврстоће, али како се концентрација симулираног раствора корозије повећала на 20 пута већу од оригиналног симулираног раствора корозије, механичка својства узорака су била значајно оштећена и постојала је очигледна корозија у микроструктури лома.јаме, секундарне пукотине и много продуката корозије. Када је концентрација симулираног раствора корозије повећана са 20 пута на 200 пута од првобитне концентрације симулираног раствора корозије, ефекат концентрације раствора корозије на механичка својства материјала је ослабљен.
Када је симулирана температура корозије 25℃, јачина течења и затезна чврстоћа узорака вијака високе чврстоће од 20МнТиБ се не мењају много у поређењу са некородираним узорцима. Међутим, под симулираном температуром корозије околине од 50 °Ц, затезна чврстоћа и издужење узорка су се значајно смањили на стандардну вредност лома. усна је била највећа, а било је удубљења у централном подручју влакана. Значајно повећана, дубина јаме је повећана, производи корозије и корозивне јаме су се повећале. Ово показује да синергијска температура окружења корозије има велики утицај на механичка својства вијака високе чврстоће, што није очигледно на собној температури, али је значајније када температура достигне 50 °Ц.
Након тестирања убрзане корозије у затвореном простору који симулира атмосферско окружење у Чонгкингу, затезна чврстоћа, граница попуштања, издужење и други параметри вијака високе чврстоће од 20МнТиБ су смањени, а дошло је и до очигледних оштећења напрезања. Пошто је материјал под стресом, доћи ће до значајног утицаја корозивне концентрације услед убрзања корозије и корозионог напона комбинованог напона. лако је изазвати очигледна пластична оштећења на вијцима високе чврстоће, смањити способност отпора на деформацију спољним силама и повећати тенденцију корозије под напоном.
Ли, Г., Ли, М., Иин, И. & Јианг, С. Експериментална студија о особинама вијака високе чврстоће од челика 20МнТиБ на повишеној температури.чељуст.Грађевинарство.Ј.34, 100–105 (2001).
Ху, Ј., Зоу, Д. & Ианг, К. Анализа лома челичних вијака високе чврстоће од 20МнТиБ за шине. термичка обрада. Метал.42, 185–188 (2017).
Цатар, Р. & Алтун, Х. Понашање при напонском корозијском пуцању легура Мг-Ал-Зн под различитим пХ условима ССРТ методом.Опен.Цхемицал.17, 972–979 (2019).
Назер, АА ет ал. Ефекти глицина на електрохемијско понашање и понашање легуре Цу10Ни у случају корозионог пуцања у сланом раствору контаминираном сулфидом. Индустријско инжењерство. Цхемицал.ресервоир.50, 8796–8802 (2011).
Агхион, Е. & Лулу, Н. Корозиона својства ливене легуре магнезијума МРИ230Д у Мг(ОХ)2-засићеном 3,5% раствору НаЦл.алма матер.цхарацтер.61, 1221–1226 (2010).
Зханг, З., Ху, З. & Преет, МС Утицај хлоридних јона на статичко понашање и понашање корозије под напоном 9Цр мартензитног челика.сурф.Тецхнологи.48, 298–304 (2019).
Цхен, Кс., Ма, Ј., Ли, Кс., Ву, М. & Сонг, Б. Синергистички ефекат СРБ и температуре на корозионо пуцање челика Кс70 у вештачком раствору морског муља.Ј.Цхин.Социалист Парти.цорос.Про.39, 477–484 (2019).
Лиу, Ј., Зханг, И. & Ианг, С. Понашање корозије под напоном нерђајућег челика 00Цр21Ни14Мн5Мо2Н у морској води.физика.полагати испит.тест.36, 1-5 (2018).
Лу, Ц. Студија одложеног прелома моста високе чврстоће болтс.јав.Ацадемиц сцхоол.раил.сциенце.2, 10369 (2019).
Ананиа, Б. Корозионо пуцање дуплекс нерђајућег челика у каустичним растворима. Докторска дисертација, Атланта, Џорџија, САД: Георгиа Институте оф Тецхнологи 137–8 (2008)
Сунада, С., Масанори, К., Казухико, М. & Сугимото, К. Ефекти концентрације Х2СО4 и наци на пуцање од корозије под напоном нерђајућег челика СУС304 у воденом раствору Х2СО4-НаЦл.алма матер.транс.47, 364–370 (2006).
Мерве, ЈВВД Утицај средине и материјала на корозионо пуцање челика под напоном у раствору Х2О/ЦО/ЦО2.Интер Милан.Ј.Корос.2012, 1-13 (2012).
Ибрахим, М. & Акрам А. Ефекти бикарбоната, температуре и пХ на пасивизацију АПИ-Кс100 челика за цевоводе у симулираном раствору подземне воде. У ИПЦ 2014-33180.
Схан, Г., Цхи, Л., Сонг, Кс., Хуанг, Кс. & Ку, Д. Ефекат температуре на подложност пуцању аустенитног нерђајућег челика под напоном корозијом.коро.бе у супротности са.Тецхнологи.18, 42–44 (2018).
Хан, С. Водоником индуковано понашање одложеног лома неколико челика за причвршћивање високе чврстоће (Кунминг Универзитет науке и технологије, 2014).
Зхао, Б., Зханг, К. & Зханг, М. Механизам корозије под напрезањем легуре ГХ4080А за причвршћиваче.цросс.цомпанион.Хеи.треат.41, 102–110 (2020).