材料与环境04.pptVIP

* (2)试验结果及分析 大气中，ADI的疲劳极限为310MPa，与锻钢相当； 水附着条件下ADI的S-N曲线没有水平部，N=107对应的疲劳强度为150MPa 水浸泡后干燥ADI有明显的疲劳极限(210MPa)，但显著低于大气中的疲劳极限。 * 大气中，铁素体球铁的疲劳极限为210MPa； 水附着条件下铁素体的S-N曲线没有水平部，N=107对应的疲劳强度与干燥时的疲劳极限相差较小； 水浸泡后干燥ADI有明显的疲劳极限(155MPa)。 * ADI, Wet, σ = 180MPa, N = 4.0×106 Ferritic nodular iron, Wet, σ = 190MPa, N = 2.23×107 ADI, Dipping/Dry, σ = 220MPa, N = 5.26×105 Fig.8 Surface appearance of specimens after fatigue test * surface ADI, Wet, σ = 120MPa, N = 3.31×107, Ferritic nodular iron, Wet, σ = 190MPa, N = 2.23×107, cross-section surface cross-section Fig.9 Corrosion pits and cracks on surface and cross-section of specimens tested in wet condition. * ADI, Dipping/Dry, σ = 230MPa, N = 3.5×105 surface surface Ferritic nodular iron, Dipping/Dry, σ = 165MPa, N = 1.52×105 cross-section cross-section Fig.10 Corrosion pits and cracks on surface and cross-section of specimens tested in dipping/dry condition. * Fig.11 SEM observation of ADI fatigue fracture in wet condition surface inside of cross-section * Fig.12 Crack generated from the tip of corroded acicular ferrite * (3) 结论 在ADI和铁素体球铁的水附着疲劳试验中，当应力大于干燥试样的疲劳极限时，其疲劳寿命和干燥试样一致，但当应力低于干燥试样的疲劳极限时，试样的疲劳极限消失，随着应力的降低，试样仍发生疲劳破坏。 水附着条件下，ADI的107循环次数对应的疲劳强度相对于干燥试样降低了50%，而铁素体球铁的疲劳强度只降低了10%。 水附着条件下ADI试样的疲劳强度的降低是由于集体组织中的针状铁素 体的优先腐蚀溶解，促进了疲劳裂纹的萌生，加速了疲劳裂纹的扩展。 自来水中浸泡480h后干燥的ADI和铁素体球铁均有明显的疲劳极限，与未浸泡干燥试样相比，ADI的疲劳极限降低了32%，铁素体球铁的疲劳极限下降了25%。试样的疲劳极限的降低是由于浸泡中形成的腐蚀凹坑产生的应力集中促进了疲劳裂纹的萌生。 * 2.3 腐蚀疲劳(Corrosion Fatigue) * 工业上有些零构件是在腐蚀介质中承受交变载荷作用的，如船舶的推进器、压缩机和燃气轮机叶片等。这些零构件的破坏是在疲劳和腐蚀联合作用下发生的，这种失效形式称为腐蚀疲劳。 从失效意义上考虑，腐蚀疲劳过程也包括裂纹的萌生和扩展两个阶段，不过在交变应力和腐蚀介质共同作用下裂纹萌生要比在惰性介质中容易得多，所以裂纹扩展特性在整个腐蚀疲劳过程中占有更重要的地位。 * 在腐蚀介质中发生的腐蚀疲劳比在单纯空气中发生的机械疲劳要严重得多。通常采用损伤比来表示腐蚀对疲劳强度的影响： 不同的材料或同一种材料在不同的腐蚀介质中．其损伤比是不同的。 * 材料 状态 抗拉强度 (MPa) 空气中的疲劳强度(MPa) 淡水中的疲劳强度(MPa) 损伤比 碳钢 (0.11C) 退火 320 193 110 0.64 碳钢 (0.36C) 退火 546 324 173 0.74 铬钒钢 (0.46C, 0.88Cr, 0.14V) 退火 405 289 152 0.52 不锈钢(0.16C,17.3Cr,8.2Ni) 热轧 863 344 344(淡水) 176(盐水) 1.00 /0.50 部分材料在淡水和海水中的疲劳强度 * (1)腐蚀环境不是特定的。 只要环境介质对