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弹性拉应力下Q235碳钢在5%NaCl盐雾中的成锈行为及其机理
1
作者
李谦
刘凯
赵天亮
《金属学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期829-840,共12页
结合中性盐雾实验和四点弯曲法研究Q235碳钢在弹性拉应力作用下的预腐蚀成锈行为,采用SEM、XRD和电化学阻抗谱等手段研究了锈层的成分、结构以及电化学特性。结果表明,弹性拉应力通过加速阳极溶解促进锈层中γ-FeOOH物相的生成,且由于γ...
结合中性盐雾实验和四点弯曲法研究Q235碳钢在弹性拉应力作用下的预腐蚀成锈行为,采用SEM、XRD和电化学阻抗谱等手段研究了锈层的成分、结构以及电化学特性。结果表明,弹性拉应力通过加速阳极溶解促进锈层中γ-FeOOH物相的生成,且由于γ-FeOOH是在液相中生成,而γ-FeOOH向α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)转化是在固-液界面进行,γ-FeOOH的生成速率比其转化速率快,导致锈层中γ-FeOOH的质量分数随应力水平提高而增加,α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)的质量分数相应减少。随着应力由0增大至0.95σs(σs为屈服强度),Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)的质量分数由53%减小至约46%,α-FeOOH的质量分数由约30%减小至约23%,γ-FeOOH的质量分数由不到17%增大至约31%,这种物相成分变化导致锈层的致密性降低,厚度增加。此外,弹性拉应力通过加速阳极溶解促进了锈层的生长,进一步增加了锈层的厚度。锈层的厚度增加提高了离子在锈层中电迁移的阻力,锈层的致密性降低减弱了锈层内侧微环境的闭塞性,2者的共同作用使得锈层的保护性随应力水平的提高呈增强趋势。
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关键词
弹性
拉
应力
碳钢
物相成分
结构
保护机制
原文传递
弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究
被引量：
2
2
作者
李嘉栋
林冰
+4 位作者
张世贵
王莹莹
朱元强
聂臻
唐鋆磊
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期327-337,共11页
目的通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件...
目的通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律。方法采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理。结果随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa。半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86。随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变。此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa。但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa。结论随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高。
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关键词
有限元
弹性
拉
应力
304L不锈钢
点蚀
应力
集中
最大等效
应力
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职称材料
题名
弹性拉应力下Q235碳钢在5%NaCl盐雾中的成锈行为及其机理
1
作者
李谦
刘凯
赵天亮
机构
上海大学材料科学与工程学院、省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室
出处
《金属学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期829-840,共12页
基金
国家重点研发计划项目No.2017YFB0702100
上海市青年科技英才扬帆计划项目No.20YF1412900
文摘
结合中性盐雾实验和四点弯曲法研究Q235碳钢在弹性拉应力作用下的预腐蚀成锈行为,采用SEM、XRD和电化学阻抗谱等手段研究了锈层的成分、结构以及电化学特性。结果表明,弹性拉应力通过加速阳极溶解促进锈层中γ-FeOOH物相的生成,且由于γ-FeOOH是在液相中生成,而γ-FeOOH向α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)转化是在固-液界面进行,γ-FeOOH的生成速率比其转化速率快,导致锈层中γ-FeOOH的质量分数随应力水平提高而增加,α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)的质量分数相应减少。随着应力由0增大至0.95σs(σs为屈服强度),Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)的质量分数由53%减小至约46%,α-FeOOH的质量分数由约30%减小至约23%,γ-FeOOH的质量分数由不到17%增大至约31%,这种物相成分变化导致锈层的致密性降低,厚度增加。此外,弹性拉应力通过加速阳极溶解促进了锈层的生长,进一步增加了锈层的厚度。锈层的厚度增加提高了离子在锈层中电迁移的阻力,锈层的致密性降低减弱了锈层内侧微环境的闭塞性,2者的共同作用使得锈层的保护性随应力水平的提高呈增强趋势。
关键词
弹性
拉
应力
碳钢
物相成分
结构
保护机制
Keywords
elastic tensile stress
carbon steel
phase composition
structure
protection mechanism
分类号
TG172.3 [金属学及工艺—金属表面处理]
原文传递
题名
弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究
被引量：
2
2
作者
李嘉栋
林冰
张世贵
王莹莹
朱元强
聂臻
唐鋆磊
机构
西南石油大学化学化工学院
中国航发航空科技股份有限公司
中国石油集团科学技术研究院有限公司
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期327-337,共11页
基金
西南石油大学2020年“启航计划”(618)。
文摘
目的通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律。方法采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理。结果随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa。半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86。随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变。此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa。但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa。结论随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高。
关键词
有限元
弹性
拉
应力
304L不锈钢
点蚀
应力
集中
最大等效
应力
Keywords
finite element
elastic tensile stress
304L stainless steel
pitting
stress concentration
maximum equivalent stress
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
弹性拉应力下Q235碳钢在5%NaCl盐雾中的成锈行为及其机理
李谦
刘凯
赵天亮
《金属学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
2
弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究
李嘉栋
林冰
张世贵
王莹莹
朱元强
聂臻
唐鋆磊
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
下载PDF
职称材料
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