海洋大气环境与拉伸疲劳载荷耦合作用下30CrMnSiNi2A 钢的腐蚀损伤行为
2021-09-22罗来正周堃黎小锋符朝旭
表面技术 2021年8期
罗来正,周堃,黎小锋,符朝旭
(1.重庆大学 化学化工学院,重庆 400030;2.西南技术工程研究所,重庆 400039;3.DY 贮存环境效应重点实验室,重庆 400039;4.重庆电子工程职业学院,重庆 401331;5.海南万宁大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站,海南 万宁 571522)
30CrMnSiNi2A 是一种常见的超高强度合金钢,因具有较好的延性及韧性,被广泛应用于飞机起落架、机翼主梁和平尾大轴等关键承力结构[1-4]。作为装备的关键承力结构材料,30CrMnSiNi2A 超高强钢在海洋大气环境中服役时,一方面,海洋大气环境中的温度、湿度、腐蚀介质等多种环境因素的综合作用,会引起30CrMnSiNi2A 超高强钢的腐蚀或破坏;另一方面,30CrMnSiNi2A 超高强钢在服役过程中反复遭受拉伸、压缩、弯曲和扭转等疲劳力学载荷作用。这种海洋大气环境腐蚀与疲劳力学载荷的耦合作用对装备的影响大于两者的简单叠加[5-7],极易造成装备结构提前破坏,甚至断裂,严重影响装备的安全可靠服役。如采用30CrMnSiNi2A 材料加工的飞机平尾大轴,在海洋大气环境服役过程中发生严重腐蚀现象,导致其在疲劳试验过程中发生断裂,且断裂部位的应力水平远低于材料自身的疲劳强度[8]。
环境腐蚀-疲劳载荷耦合作用导致的危害性、破坏性通常无法提前预测,耦合作用下的隐患一旦发生,通常会造成机毁人亡的重大灾难,这种隐患已经越来越受到业界的广泛关注[9-13]。以往由于缺乏户外环境的疲劳试验设备,为了摸清环境腐蚀与疲劳载荷耦合作用的规律及机理,研究人员仅能在实验室条件下开展腐蚀疲劳试验研究[14-17]。……
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