酸雨环境下Q420B钢材腐蚀疲劳裂纹扩展试验与模型研究

摘要：

为研究特高压输电塔所用Q420B结构钢在酸雨环境下的腐蚀疲劳裂纹扩展行为,开展了Q420B的CT试样在人工酸雨喷雾腐蚀环境下的腐蚀疲劳试验.试验采用背面应变法监测裂纹长度,研究喷雾方式、pH值、应力比对裂纹扩展速率的影响.试验现象及断口分析表明,CT试样的断裂类型主要为穿晶疲劳断裂,腐蚀疲劳机制主要为阳极溶解机制.对于各工况,基于Paris模型推导了考虑模型参数随机性及da/dN数据波动性的腐蚀疲劳裂纹扩展速率P-da/dN-ΔK模型.结果表明,腐蚀疲劳裂纹扩展速率的离散性随应力强度因子幅的增大呈先减小后增大的趋势,该现象与Paris模型参数的线性相关性有关;相较于浸泡腐蚀,喷雾腐蚀下的裂纹扩展阶段存在明显的裂纹闭合效应,导致在ΔK较低阶段喷雾工况裂纹扩展速率均低于纯疲劳工况;腐蚀液pH值越低,裂纹扩展速率曲线斜率越大,但其初始速率也越低;应力比方面,增大应力比能明显缓解裂纹闭合效应,且裂纹扩展速率随应力比的升高而升高.

关键词：Q420B、酸雨环境、腐蚀疲劳裂纹扩展、断口分析、P-da/dN-ΔK概率模型

所属期刊栏目：56

分类号：TU312(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金51678092

在线出版日期：2023-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

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