慢应变速率拉伸

摘要： 为有效降低管材P110在含硫油气井服役工况中存在力学性能不确定性以及应力腐蚀开裂的风险,采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)方法,实验研究表面电镀Ni-W前后套管钢P110在NACE TM 0177标准A溶液、油田模拟地层水2种环境中的应力腐蚀行为特性,分析测试了管材强度、塑性以及应变能的变化规律。结果表明:慢速率应变拉伸动载条件下P110套管钢在含H_(2)S液相腐蚀介质中的环境开裂敏感性及损伤行为显著,强度及变形能力均低于室温拉伸实验且发生脆性断裂;表面电镀Ni-W合金并进行热处理后,可有效抑制P110套管钢的强度损伤,屈服强度降低幅度仅为1.00%~2.25%,断后延伸率、应变能降低幅度显著减小,且断裂方式恢复为韧性断裂。建议管材服役于含硫且承受高水平外载荷的油气井工况时,适当提升安全系数或降低管柱承受载荷大小,同时表面采用Ni-W合金镀层防护措施,综合降低管材环境开裂敏感性及其脆性断裂的风险。

摘要： 通过电化学和应力腐蚀试验并结合扫描电镜分析了Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中的应力腐蚀行为,阐明了应变速率对Al-Zn-Mg合金应力腐蚀性能的影响。研究结果表明,Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中具有应力腐蚀敏感性;不同应变速率下(10−4 s−1、10−6 s−1和10−7 s−1)的Al-Zn-Mg合金应力腐蚀敏感性的差异来源于腐蚀环境和力学循环作用的程度。当应变速率为10−6 s−1时,合金具有最高的应力腐蚀敏感指数。当应变速率低于10−6 s−1时,腐蚀作用占主导位置,冗长的腐蚀时间造成裂纹断面的过度腐蚀,裂纹的扩展受阻,因而合金的应力腐蚀敏感指数稍有下降。当应变速率高于10−6 s−1时,力学的作用影响更大,裂纹面未充分发生腐蚀,应力作用已导致合金发生快速断裂,从而显著降低了合金的应力腐蚀敏感性。

摘要： 海洋深水油气装备长期工作在海水环境中,由于海水和高压的双重作用,电化学腐蚀中应力腐蚀开裂成为装备最主要的腐蚀失效形式之一.以深水油气装备材料为载体,基于慢应变速率拉伸的试验方法,进行水下材料应力腐蚀开裂试验研究.根据水下油气装备材料环境,采用"环境+电位模拟+材料"比对的方式,综合评判对比,利用试验数据优选材料为海洋油气装备防腐技术发展提供了支持.

摘要： 为了分析Inconel 625熔敷金属在Cl-腐蚀液中的腐蚀行为,采用静态浸没腐蚀和慢应变速率拉伸的方法,研究了不同温度下熔敷金属浸没在熔盐中的腐蚀行为以及室温应力腐蚀开裂行为.通过X-ray diffractiong(XRD),S-3400N扫描电子显微镜系统地研究了熔敷金属的腐蚀产物物相组成、腐蚀形貌和元素分布.结果表明,在静态浸没腐蚀时,两种温度下熔敷金属腐蚀失重均呈现出递增的变化趋势,但是不同时间区间的增加幅度有所不同.前10 h熔敷金属的腐蚀失重缓慢增加,10～60 h腐蚀失重激增,可以发现10 h是腐蚀行为的分界点.700°C下熔敷金属的耐蚀性优于900°C,其原因在于700°C时熔敷金属表面出现致密MgO壳层,能够阻碍腐蚀反应进行;而900°C时,由于CrCl3的存在,出现"破壳效应",破坏MgO壳层,使其耐蚀性下降.对于慢应变速率拉伸而言,腐蚀介质中试样的抗拉强度比在空气介质中降低22.97％,应力腐蚀开裂敏感性指数为30.39％,说明腐蚀介质中的Cl-会增大试样的应力腐蚀开裂敏感性.

摘要： 天然气混氢(HCNG)作为一种新型输氢技术,对于实现氢气的大规模管网运输具有重要意义.但氢的存在会导致管道力学性能劣化,对管网的安全使用产生威胁.本工作以X52管线钢为研究对象,通过动态充氢慢拉伸试验研究了充氢对X52管线钢拉伸性能的影响;通过疲劳裂纹扩展试验研究了电解氢环境对X52管线钢裂纹扩展速率的影响.此外,还借助SEM对拉伸和疲劳试样的断口形貌进行观察,进而分析材料氢脆断裂机理.结果表明:(1)电化学充氢会改变材料的力学性能,随着充氢电流密度增大,材料的强度略微提高,但塑性显著下降;(2)拉伸试样断面微观结构的变化表明随着充氢电流密度增大,材料的断裂模式由韧窝韧性断裂过渡到准解理脆性断裂;(3)电解氢环境会加快X52管线钢的裂纹扩展速率,微观断口表明氢脆机制主导了裂纹扩展过程.

摘要： 采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验研究厚度为23 mm的6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头在含w(NaCl)3.5％中性溶液及空气中的应力腐蚀敏感性.结果 表明:搅拌摩擦焊接头的上层和下层均未在含w(NaCl)3.5％中表现出应力腐蚀倾向;通过微观断口SEM分析可知,2种接头在惰性环境和腐蚀环境中断口SEM形貌上未发现脆性断裂特征,断口形貌以塑性断裂形成的韧窝为主.

摘要： 对高速列车铸件用的Al7SiMg铝合金试样,分别在空气和NaCl水溶液环境中进行慢应变速率拉伸性能测试,比较其测试数据结果及断口形貌,研究Al7SiMg合金的应力腐蚀性能.研究结果表明:在质量分数为3.5％的NaCl水溶液环境中的拉伸性能略低于空气中的,在空气环境中测得的抗拉强度与NaCl水溶液环境中测得的抗拉强度之比值为0.96,而相应的两种环境中测得的伸长率之比例为0.85,计算得到的ISSRT指数为0.049.观察试样断口形貌可以看出,Al7SiMg合金试样在质量分数为3.5％的NaCl水溶液环境中与空气中拉伸均表现出韧性断裂为主、存有少量沿晶开裂的特征,Al7SiMg合金的应力腐蚀并不敏感.

摘要： 通过微观组织观察、慢应变速率拉伸试验对某动车电气屏柜用7003-T5铝合金型材在不同温度3.5%中性NaCl溶液中的应力腐蚀行为进行研究。结果表明:铝合金型材横截面呈现大小不均匀的完全再结晶等轴晶组织,晶粒内以及晶界处分布较多点状的η相(MgZn2),且在晶界处呈连续分布。在25°C的3.5%的中性NaCl溶液中,应力腐蚀敏感性指数高达8.75%;随着温度升高至50°C,应力腐蚀敏感指数增加至11.77%,表现为较高的应力腐蚀敏感性;断口表面裂纹形貌呈现沿晶开裂,且在金属刻面处可见清晰的"冰糖"状花样,为典型的应力腐蚀开裂,表明合金具有较高的应力腐蚀敏感性,腐蚀介质以及拉应力的存在是导致应力腐蚀开裂发生的直接因素。

摘要： 采用慢应变速率拉伸(SSRT)和高温电化学相结合的方法,研究了外加电位对321-52M-690异种金属焊接接头在含Cl-的高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律.结果表明:在300°C,50mg/kg Cl-环境下,焊接接头的SCC敏感性随电极电位(-700～+100mV)的升高而增大,且存在一个介于0～+50mV(vs.SHE)之间的临界电位Ecrit.当电极电位低于Ecrit时,焊接接头的SCC敏感性较小,IssRr约40％,断裂形式为外力主导的塑性开裂;当电极电位高于Ecrit时,IssRT急剧增加至70％以上,断裂形式为腐蚀主导的脆性开裂.试样断裂位置均位于硬度最低的321母材,表明在321/690异种金属焊接接头中321母材对SCC最为敏感,故进一步探讨了321不锈钢的应力腐蚀开裂行为和机理.

摘要： 采用慢应变速率拉伸试验研究了X80钢在西气东输二线不同土壤模拟溶液中的应力腐蚀敏感性。试验中采用的模拟溶液以西气东输二线沿线典型土壤为基础,研究了不同阴极电位对应力腐蚀的影响。用扫描电镜对断口形貌进行观察。不同模拟溶液中,X80钢应力腐蚀敏感性随阴极电位降低而增大。而相同外加阴极电位时,应力腐蚀敏感性随pH的降低而增大。氢的影响是应力腐蚀敏感性变化的主要原因,阴极电位的降低或pH的降低都有利于氢的产生而增大应力腐蚀敏感性。

摘要： 在慢应变速率拉伸试验机上，分别测定了5083-H321铝合金板材及其搅拌摩擦焊焊缝在空气和3.5%NaCl溶液中的应力-应变曲线；借助光学显微镜、显微硬度仪、动电位扫描仪及扫描电子显微镜分析了焊缝和母材的微观组织、硬度分布、极化曲线及应力腐蚀断口的微观形貌。结果表明：焊缝的断裂强度及表层硬度分别达到母材强度及硬度的96%和90%，伸长率超过母材的2倍；应力腐蚀敏感指数低于母材；焊缝应力腐蚀断口呈现与母材断口不同的混合型断裂形貌。焊缝的细晶组织及第二相溶解是其抗应力腐蚀性能优于母材的本质原因。

摘要： 在慢应变速率拉伸试验机上,分别测定了5083-H321铝合金板材及其搅拌摩擦焊焊缝在空气和3.5%NaCl溶液中的应力-应变曲线;借助光学显微镜、显微硬度仪、动电位扫描仪及扫描电子显微镜分析了焊缝和母材的微观组织、硬度分布、极化曲线及应力腐蚀断口的微观形貌.结果表明:焊缝的断裂强度及表层硬度分别达到母材强度及硬度的96%和90%,伸长率超过母材的2倍;应力腐蚀敏感指数低于母材;焊缝应力腐蚀断口呈现与母材断口不同的混合型断裂形貌.焊缝的细晶组织及第二相溶解是其抗应力腐蚀性能优于母材的本质原因.焊缝

摘要： 本文采用慢应变速率拉伸技术研究了不同恒电位极化条件下7075T6、7075T7351、7075RRA铝合金的应力腐蚀行为.结果表明,在恒极化电位-1200mV、-800mV、-765mV、-735mV(vs.SCE)下,不论是阳极极化还是阴极极化,7075铝合金都存在应力腐蚀敏感性,甚至弱极化也能显著提高合金的应力腐蚀敏感性;随着恒极化电位从阴极向阳极移动,应力腐蚀敏感性增加.因此证明阳极溶解和氢效应都是导致7075铝合金应力腐蚀开裂的重要因素.

摘要： 用慢应变速率拉伸(SSRT)技术研究了时效时间和时效温度对铝合金强度及应力腐蚀的影响.试验结果表明,在拉伸应变速率为9.68×10S时,经T6处理后的合金,与干燥空气环境中的测试结果相经,在35°C的3.5℅NaCl溶液中,其断裂应力、断裂时间、断面收缩率、延伸率以及总断裂能显著下降,并且应力腐蚀指数值最大,耐应力腐蚀性最差.经T7351处理后的合金有很好的耐应力腐蚀性,但强度却下降约20℅,经RRA处理后的合金既有较好的耐应力腐蚀性又有良好的强度.在SSRT试验中,试样的表面状态发生变化,经一定时间钝化后转入钝化-活化态,即表面钝化膜发生反复的破裂和再钝化,对SCC起主要作用是蚀点的扩展而不是蚀点的萌生.

摘要： 本发明提供了一种电化学充氢慢应变速率原位拉伸装置，包括电化学充氢单元、密封单元和原位拉伸单元，充氢单元设置铂电极片、直流电源和电解槽，密封单元由压缩弹簧、密封橡胶圈和PVC密封环构成，原位拉伸单元由一组丝杆导轨、试样夹持装置和上位机构成。原位拉伸试样通过夹持装置固定并贯穿电解槽上下端且标距段全部浸没于电解液中，利用压缩弹簧形变产生的压力及密封橡胶圈实现原位拉伸试样在电解槽中的密封性。本发明解决了临氢环境下内氢和外氢作用下试样慢应变速率力学性能实验，且装置结构简单、整体尺寸较小、操作简便，适用于材料氢损伤实验研究和验证。

摘要： 本发明公开了一种慢应变速率拉伸应力腐蚀裂纹扩展速率测量方法，包括步骤：一、紧凑拉伸试样预处理；二、采用慢拉升试验机进行慢应变速率拉伸试验，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的实验数据关系曲线图；三、对步骤二进行的慢应变速率拉伸试验进行模拟，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的理论分析数据关系曲线图；四、获取裂纹扩展长度为Δa0、Δa1、Δa2、…、Δan时，所对应的试验时间t0、t1、t2、…、tn；五、获得裂纹扩展速率。本发明能将裂纹扩展造成的加载力P和加载点位移ΔL的变化分离出来，能够实时预测Δai的变化，获得裂纹的扩展速率，且能有效减少环境影响带来的测试数据失真，提高数据精度。

摘要： 一种慢应变速率拉伸条件下高温应力腐蚀环境电化学测试装置。其包括电子万能材料试验机、高温炉和高温电化学测试系统；高温炉设置在电子万能材料试验机的内部空间中；高温电化学测试系统包括参比电极、辅助电极、工作电极、耐高温电解池、智能控温系统和电化学工作站；本发明中辅助电极和参比电极密封于耐高温电解池内壁中，因此使得高温测试过程中电极受热均匀，保证能够更稳定地运行；工作电极同样采用内嵌导线的方式与电化学工作站相连，使得连接更加牢固。本装置稳定可靠，适用于慢应变速率拉伸条件下100～300°C范围内的高温应力腐蚀环境的电化学测试，能实现高温应力腐蚀过程中电化学的稳定测试和分析。

摘要： 本发明公开了一种高温高压超临界二氧化碳慢应变速率拉伸试验系统，反应釜设置慢应变速率拉伸机，慢应变速率拉伸机和反应釜之间设置压力平衡机构，压力平衡机构与慢应变速率拉伸机和反应釜内部连接。本发明能在不同拉伸速率、加载应力以及系统二氧化碳流量、压力、温度条件下进行候选材料的高温高压超临界二氧化碳慢应变速率拉伸试验，既能够精确控制试验装置中的拉伸速率、加载应力、系统二氧化碳流量、压力、温度等主要试验参数，又具备流量异常报警功能、应力异常报警、超温报警功能、低温报警功能、超压报警功能、低压报警功能，在流量、应力、温度、压力异常情况下现有数据采集处理控制系统可对装置进行联锁保护，提高试验装置运行的安全性。

摘要： 本发明公开了一种慢应变速率拉伸应力腐蚀裂纹扩展速率测量方法，包括步骤：一、紧凑拉伸试样预处理；二、采用慢拉升试验机进行慢应变速率拉伸试验，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的实验数据关系曲线图；三、对步骤二进行的慢应变速率拉伸试验进行模拟，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的理论分析数据关系曲线图；四、获取裂纹扩展长度为Δa0、Δa1、Δa2、…、Δan时，所对应的试验时间t0、t1、t2、…、tn；五、获得裂纹扩展速率。本发明能将裂纹扩展造成的加载力P和加载点位移ΔL的变化分离出来，能够实时预测Δai的变化，获得裂纹的扩展速率，且能有效减少环境影响带来的测试数据失真，提高数据精度。

摘要： 本发明公开了一种利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，包括以下步骤：1)通过加热炉对试样进行加热，与此同时，向冷却水通道内通入循环冷却水；2)根据试验时间设定控制器的采样频率；3)待加热炉对试样加热至目标温度后，再进行保温，待试样完全热透，手动控制移动上横梁，对试样施加预加载力，以消除试样与上连杆之间的间隙；4)对试样施加初始载荷，万能试验机按预设定的程序进行试验，直至试样断裂或达到预期的应变时停止试验，该方法能够利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验。

摘要： 一种慢应变速率拉伸条件下结合DIC的电化学原位测试装置。其包括电子万能材料试验机、DIC检测系统、电化学原位测试系统、液体循环装置和计算机；本发明中电化学原位测试系统与DIC检测系统分别检测拉伸试样的两面，因此使得电化学测试过程不会受到DIC检测系统需要喷涂散斑而对电化学测量的干扰，保证能够更加稳定地进行原位测试。同时又使得DIC检测系统不会受到电化学原位测试系统装置的干扰而影响位移场的测量，保证能够准确地进行测量。工作电极采用内嵌导线的方式与电化学工作站相连，使得连接更加牢固。参比电极与辅助电极采取外置的方式与电化学工作站相连，易于更换。

摘要： 本发明公开了一种同时用于电化学实验和慢应变速率拉伸测试的可控温电解池装置及其使用方法，本装置通过在反应池内部形成电解池，沿电解池外圈形成有循环水槽，达到了在进行拉伸测试的同时完成对电解池内的实验环境进行控温，密封塞、密封垫和旋盖组合完成了拉伸试样的固定与及密封，本装置可以对不同温度下，不同受力情况下的样品进行电化学测试，比如极化曲线测量、电化学交流阻抗谱、电化学噪声测试、M‑S曲线测量等，来分析材料的腐蚀情况。

摘要： 本实用新型公开了一种同时用于电化学实验和慢应变速率拉伸测试的可控温电解池装置，本装置通过在反应池内部形成电解池，沿电解池外圈形成有循环水槽，达到了在进行拉伸测试的同时完成对电解池内的实验环境进行控温，密封塞、密封垫和旋盖组合完成了拉伸试样的固定与及密封，本装置可以对不同温度下，不同受力情况下的样品进行电化学测试，比如极化曲线测量、电化学交流阻抗谱、电化学噪声测试、M‑S曲线测量等，来分析材料的腐蚀情况。

摘要： 本实用新型属于应力腐蚀实验领域，具体为一种四轴慢应变速率拉伸的辐照促进应力腐蚀试验机，解决传统单轴拉伸实验效率低下等问题。该装置主要由高温高压循环水系统、高压釜、四轴拉伸装置、数据采集系统等组成，高温高压循环水系统与高压釜连通，辐照试样设置于高压釜内，试样通过试样夹具与拉伸装置连接。高温高压循环水系统为高压釜内提供实验所需高温高压水，四轴拉伸装置对高压釜内的辐照试样进行慢应变速率拉伸，数据采集系统自动采集记录实验数据。其中，四轴拉伸装置由伺服机、自平衡釜外拉伸装置、力传感器、万向节和传力板等组成。本实用新型能够实现四轴同时加载，可同时进行四个试样的辐照促进应力腐蚀实验，极大地提高实验效率。