金属材料腐蚀疲劳研究现状.pdfVIP

轻工科技 2015 年2 月 第2 期（总第195期） LIGHTINDUSTRYSCIENCEANDTECHNOLOGY 化工与材料 金属材料腐蚀疲劳研究现状 王文涛 （西安石油大学机械工程学院，陕西 西安 710065） 【摘 要】 腐蚀疲劳是工程结构常见失效形式之一，近年来科研工作者对腐蚀疲劳现象、腐蚀疲劳机理、影响因素以及腐蚀疲 劳裂纹扩展速率模型都做了大量研究，但对于某些问题的认识还不是很清楚，对于已提出的寿命预测模型仍需完善。通过阐述腐蚀 疲劳的各种机理，分析腐蚀疲劳的影响因素，探讨不同腐蚀疲劳寿命的预测模型，提出仍需解决的问题，并展望未来腐蚀疲劳的研究 方向。 【关键词】 腐蚀疲劳；机理；影响因素 【中图分类号】TQ630 【文献识别码】A 【文章编号】2095-3518（2015）02-33-02 腐蚀疲劳是指材料在交变载荷和腐蚀介质的协同、交互作 1.2 裂纹扩展机理 用下发生的一种破坏形式，广泛存在于航空、船舶以及石油等领 金属材料在腐蚀介质中形成腐蚀疲劳裂纹之后，裂纹在腐 域，腐蚀疲劳破坏是工程上面临的严重问题，现已成为工业领域 蚀环境与交变载荷共同作用下扩展直至最后的断裂。疲劳裂纹 [1] 急需解决的课题 。 扩展是裂纹在交变载荷下的渐变过程，而在腐蚀疲劳中由于存 金属材料腐蚀疲劳的本质是力学过程和电化学腐蚀过程的 在腐蚀，裂纹扩展就会变得非常复杂。 [9] 共同作用，这种共同作用远超过交变载荷和腐蚀介质单独作用 韩恩厚 等认为降低应力比和频率所导致的裂纹扩展速率 [1,2] [10] 的结果数学叠加，是一种非常严重的破坏形式 。在常规疲劳 增加是建立在氢致开裂机制的基础上。韩光炜，宋余九 通过 中材料一般会存在疲劳极限，但在腐蚀环境下材料不存在疲劳 研究认为阳极溶解在腐蚀疲劳裂纹扩展过程中的直接贡献甚 [3] 极限，即便是在很低的应力条件下，腐蚀疲劳也会产生 。 微，阳极溶解的主要作用是通过间接促进氢脆过程进而对腐蚀 疲劳裂纹扩展产生影响。 1 腐蚀疲劳机理 与裂纹的萌生一样，腐蚀疲劳的裂纹扩展也是局部性的。 1.1 裂纹萌生机理 腐蚀疲劳裂纹扩展阶段，可能存在以下6 个过程对裂纹扩展起 [11] 腐蚀疲劳的裂纹萌生是一个局部的过程，金属在腐蚀性环 作用 ： 境中，局部缺陷就会导致腐蚀疲劳裂纹成核加快。所以腐蚀疲 （1）裂纹尖端的阳极溶解； 劳裂纹成核是一个高度局部化的工程，而不是全面的腐蚀过程，