土木工程的发展

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土木工程的发展/2021年/文章

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体积 2021年 |文章的ID 6122943 | https://doi.org/10.1155/2021/6122943

丽丽曹,李明,Jiazhi张帮林,Baichuan锣,毛Xianbiao Lianying张,燕, 恶化的特点研究低碳钢的力学性能和断裂机制下海洋工程环境”,土木工程的发展, 卷。2021年, 文章的ID6122943, 17 页面, 2021年 https://doi.org/10.1155/2021/6122943

恶化的特点研究低碳钢的力学性能和断裂机制下海洋工程环境

学术编辑器:Ragip因斯
收到了 2021年6月17日
修改后的 2021年7月30日
接受 2021年8月23日
发表 2021年10月08

文摘

为了研究低碳钢的力学性能的耦合效应下的整体环境和负载,进行了拉伸力学试验。结果表明,海水浓度和强度增加,恶化的质量损失速率和表面粗糙度低碳钢逐渐增加,屈服强度、抗拉强度、伸长率,断面收缩逐渐减少。低碳钢的力学参数影响的联合行动海水浓度和强度恶化。低碳钢的力学模型建立海洋工程环境下显示,拉伸恶化没有对断裂韧性的影响,而海水浓度的增加可以减少断裂韧性显著。

1。介绍

钢结构主轴承是航空公司在多个海洋资源开发利用工程,如跨海/海上桥梁、海上油田,海洋船舶。然而,他们很容易在海洋环境腐蚀,导致力学性能的恶化。最终,项目的安全性和可靠性将大大减少。因此,它具有重要意义进行研究低碳钢的力学性能变化和退化特征的断裂韧性在腐蚀环境的耦合作用和负载下的海洋工程。

腐蚀前后表面性质的变化可以直接反映钢的腐蚀程度,这可能提供参考研究钢的腐蚀对力学性能的影响。随着技术进步,观察可以发现通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)而不是肉眼观察(1- - - - - -3),这表明钢的表面性质分析从宏观的粗糙度高精度微观领域。点状腐蚀可以发展成宏观裂缝条件下局部应力集中和持续的腐蚀,最终导致钢的彻底失败4]。因此,腐蚀缺陷大小、形态和生长速率的担忧macroimages和缩微图像通过观察(5- - - - - -7]。表面特征的变化规律下钢的腐蚀可以在一定程度上定性分析获得的。粗糙度扫描技术可以用于数字处理的表面特征和具体参数的分析钢的腐蚀缺陷。目前,50多个参数可以通过表面扫描,但他们并不足以描述一个表面完全(8]。

钢力学性能的退化规律的主要研究方向之一钢在海洋环境的腐蚀问题。相关影响因素被广泛研究,如元素、化合物、和pH值。张等人研究了铌和稀土元素对低合金钢的腐蚀行为酒吧和建立相应的基于实验结果的图形化模型(9]。马等人研究了钢的腐蚀开裂机制包含这样的海洋环境2通过电化学方法和慢应变速率试验(SSRT) [10]。为了模拟海洋环境更生动,腐蚀环境考虑微生物的影响正越来越多地用于实验。阿伦等人研究了微生物腐蚀钢的不同类型的焊接过程(11]。安东尼等人研究了微生物腐蚀的钢在不同的热老化条件下通过母含有细菌媒体(12]。与此同时,随着耐腐蚀技术的发展,研究成果已经在机械和腐蚀性能的退化规律下钢的腐蚀保护缓蚀剂和有机涂层等。王等人研究了珊瑚砂粉和缓蚀剂对钢筋腐蚀。他们提出和验证钢铁腐蚀的时变模型(13]。除了实验研究,一系列的数学算法和理论模型发展逐渐变得成熟,这丰富了钢铁腐蚀理论,为耐腐蚀(提供理论支持14]。同时,基于理论的数值模拟可以考虑多个环境影响因素为实际工程问题提供有力的参考(15]。

作为测量钢的力学性能的能力抵抗裂缝和不稳定扩张,断裂韧性起着至关重要的作用在工业领域如航空航天工程、压力容器、石油和天然气管道运输。为了满足需求在不同的场景,不同的过程是用来治疗钢铁,断裂韧性也各不相同(16- - - - - -19]。此外,环境本身对钢的断裂韧性有明显的影响。特别是在航空航天领域,断裂韧性性能一直是外太空的研究热点在极其恶劣的环境中。(20.,21]。然而,大多数研究集中在恶化低碳钢的拉伸强度在复杂的海洋工程环境中,和钢的断裂韧性的研究仍然是罕见的(22]。

目前,钢结构的腐蚀的基本理论已得到改进。钢结构的腐蚀是腐蚀性的集成媒体在海洋大气环境中。然而,大多数的研究是关于单一特定腐蚀介质的影响,而很少有研究钢结构的腐蚀损害机制的耦合效应下的整体环境和负载。在这种背景,重要的是要进行力学性能变化和降解特性研究低碳钢腐蚀前后的耦合效应下加载和复杂的海洋环境。这有助于翻新无菌技术的海洋平台,提高钢结构的使用寿命,节省维护成本的海军设施。

2。测试概述

2.1。抽样

Q345B钢被选为测试材料的主要微量元素和质量分数( )如表所示1。它与高强度低合金结构钢、全面焊接财产,和良好的可加工性。广泛用于跨海桥梁、船舶、港口等传统的圆柱形拉伸标本采用均匀板受腐蚀影响或负载。处理过的标本被研磨抛光变得光滑表面用砂纸。抛光后,残留的油脂和其他污染物被使用超声波清洗机清洗。图1显示了准备样品和尺寸。


微量元素 C 如果 P 年代 V “透明国际” Cr

(%) 0.20 0.50 1.70 0.035 0.035 0.15 0.07 0.20 0.30 0.50 0.30

2.2。海洋工程环境的仿真系统
2.2.1。仿真系统的构成

损害钢结构主要是由海水腐蚀和拉应力很长一段时间在海洋工程环境(以下称为抗拉强度恶化)。因此,其影响可能是反映测试系统,如图2。它由拉伸系统的样品腐蚀和环境控制系统。前者包括人工海水(一个),样品(B)、氧环境(C),杠杆(D)和平衡(E)。后者包括温度控制系统(F)、照明系统(G),腐蚀输送系统(H)和氧气输送系统()。在此系统中,样品可以进行实时的海水腐蚀和持续的抗拉强度。与此同时,它可以提供必要的空间环境因素的温度、pH值、光和溶解氧。温度控制的范围在0°C和50°C之间的控制精度±1°C。pH值范围从4 - 9所示。溶解氧的测试范围是0 ppm之间和20 ppm。

2.2.2。制备的人工海水

仿真的关键是准备人工海水。根据自然海水的主要组件,三个步骤被用来准备海水,如图3。海水的方法配置(23]本文采用:①准备基本的解决方案(图3(一)),解决方案1被溶解388.90 g MgCl准备2h·62啊,40.56 g CaCl2和1.48 g SrCl2h·62O为500毫升蒸馏水和添加更多的水,直到最终成交量为700毫升。溶解的化合物48.62 g氯化钾2,14.07 g NaHCO3,7.04 g KBr, 1.90 g H33,氟化钠0.21克到70毫升蒸馏水稀释至100毫升,方案2。解决方案3是通过将准备24.54克氯化钠和4.09克Na2所以4到500毫升的量杯。②准备混合解决方案(图3(b)), 20毫升溶液1和10毫升溶液2被添加到解决方案3和稀释至1000毫升。因此,我准备的混合解决方案。③准备人工海水(图3(c)),人工海水0.1摩尔/毫升氢氧化钠溶液加入到稀溶液我直到pH值达到8.2。

2.3。测试方案和方法
2.3.1。环境控制方案

海水的pH值8.2解决方案和环境。白天的温度是30°C在紫外线照射下。相对湿度为40%。夜间温度是10°C没有紫外线。稳定拉伸加载应用通过增加重量。样品取出后放置样品为100天。

2.3.2。腐蚀和加载方案

以海水浓度和拉应力为变量,正交载荷试验进行了模拟腐蚀和强度退化的联合行动。质量分数(c)的海水溶质被设置为20%,40%,60%,80%。拉应力水平(σ一个MPa)被设置为0,80 MPa, 160 MPa, 240 MPa。

2.3.3。测试过程

整个测试分为三个步骤,如下:

首先,同一批次的钢铁是选定的生产样品。样本的表面抛光和清洁。然后,他们都经过检查,以确保没有裂缝和氧化物薄膜。

其次,样本的仿真系统安装在海洋工程环境。然后,根据测试计划的要求,海水浓度和拉应力。接下来,环境参数设置。其影响持续了100天。

最后,样本干下的自然环境腐蚀和强度退化的联合行动。的伺服液压万能试验机(CS-UTM-HYD)是用于拉伸试验来测试样品的力学性能,如图4

在该测试中,每组有5个样品在腐蚀和强度退化的影响。三到四个样本用于最后的拉伸试验,剩下的样本用于观察表面腐蚀特征。

3所示。表面的性能恶化的低碳钢在海洋工程环境

3.1。指数测定表面特征和恶化

5显示样品表面在不同环境下的特征。与原样品(图5(一个)),样品的表面受到海水腐蚀和抗拉(图恶化5 (b))显示出非凡的腐蚀状态有很多黄色的生锈。除锈后的白醋,表面颜色(图5 (c))是比原来的颜色。为了更清楚地观察海水的腐蚀性影响样本和连续拉伸应力,vhx - 900 f超景深三维200倍显微镜用于观察腐蚀样品和样本除锈后,从而得到样品的表面特征在不同加载条件下,如图6

6表明,腐蚀样品发生大量的细颗粒表面黄色物质。锈蚀后,大量的坑可以观察到表面上。随着海水的浓度的增加,当地的粒状物质的体积逐渐增加。坑的面积也增加了锈蚀。样本表现出更强的粗糙度。

根据样品的表面特征和结构状态,实现定量分析的腐蚀特点,样品的质量损失速率(λ)和粗糙度(R)被选为开裂钢表面的索引。

3.2。质量损失速率变化特征

在这个研究中,样品的质量损失速率的定义如下: 在哪里λ质量损失速率、‰Δ吗指的是质量的损失, ,0指出了原样品的质量(图5(一个)), ,r指的是样品质量后删除所有生锈(图5 (c)), ,年代指的是样品的表面积,厘米2,t指的是时间的腐蚀,d

因此,质量损失速率λ是指钢的质量损失的百分比在腐蚀过程中每平方厘米。0r通过高精度电子天平。

通过计算,质量损失速率的变化规律λ拉伸恶化水平(σ一个)和浓度(c)可以获得,如图7。它可以发现,σ一个c逐渐增加,λ也增加,表明腐蚀质量损失逐渐增加。为了更生动地展示的效果σ一个c质量损失速率的变化曲线λ单变量得到的数据7 (b)7 (c)。作为单一变量逐渐增加,质量损失速率也增加,显示线性变化。在图7 (b),当c是固定的,λ增加缓慢的增加σ一个。当c20%、40%、60%和80%,振幅变化的λ11.38%(2.90‰⟶3.23‰),16.51%(3.21‰⟶3.74‰),12.37%(3.72‰⟶4.18‰)和9.33%(4.50‰⟶4.92‰),分别。当σ一个是固定的,λ迅速增加的增加c。当c从20%上升到80%,增加的比例λ超过50%,即55.17%(2.90‰⟶4.50‰),57.05%(2.98‰⟶4.68‰),54.69%(309‰⟶4.78‰)和52.32%(3.23‰⟶4.92‰),分别。因此可以看出海水腐蚀的质量损失的主要原因是样本的联合行动下,海水和抗拉恶化。在数据7 (b)7 (c)直的λ在各种条件下基本上是相同的。这是表明不存在耦合影响样本的质量损失λ的共同作用下,海水和抗拉恶化。换句话说,海水浓度和强度恶化水平没有相互影响样本的质量损失。在图7(一),整个曲面近似于一个平面。这主要是由于使用齐次低碳钢材料和类似的最终结果之间的反应材料单位面积和碱性物质在海水在足够的时间,和外部条件基本上是无关的。

3.3。样品表面粗糙度的变化特征
3.3.1。粗糙度测试原理和方法

高分辨率的非接触式三维小三维扫描系统被用来观察样品表面的粗糙度特征。使用光栅,扫描精度可以达到0.015毫米。因此,样品表面的微观结构特征可以准确地获得。图8显示整个扫描过程。观察区域划分为网格细胞的扫描系统,与坐标值{(x,yj,z我,我),(x+ 1,yj,z+ 1,j),(x,yj+ 1,z我,我+ 1),(x+ 1,yj+ 1,z+ 1,j+ 1)}四个角落的每一个细胞。整个表面的拉伸区域中间的样本扫描获取数据的表面微观结构。

有许多粗糙度表征方法。本文的实际面积的比例结构表面EI-Soudani提出的投影面积(24)是用来表示三维断裂表面的粗糙度。粗糙度系数R年代定义如下: 在哪里一个r结构表面的实际面积,计算网格单元坐标和能到吗一个p是扫描区域,即投影的一个r在扫描平面上。它可以通过积累的领域。

微细胞面图8为研究对象。点实际的结构面是连续函数,并可诱导的。假设每个点的坐标的实际断裂表面遵循一个连续可微函数,所以有z= 实际面积 可以通过集成,计算如下:

实际面积可能是每个网格单元的叠加,和公式(3)可以转化为公式(4),如下: 在哪里

在扫描过程中,每一个网格单元是广场 ,公式(4)可以改变

根据决议,δ和细胞数量N在扫描过程中可以确定。输出的结果是z我,我。然后,一个r可以得到解决,通过使用公式(5)。基于公式(2),粗糙系数R年代可以在不同的条件下获得。

3.3.2。粗糙度的变化规律

样品表面的粗糙度特征和系数是通过扫描测试和计算在不同海水浓度和强度退化的水平,如表所示2。图9显示了不同粗糙度的表面和曲线R年代与拉伸恶化水平σ一个和海水浓度c


σ一个(MPa) c
20% 40% 60% 80%

0
= 1.0843

= 1.0944

= 1.1126

= 1.1304

80年
= 1.0932

= 1.1046

= 1.1234

= 1.1418

160年
= 1.1024

= 1.1138

= 1.1364

= 1.1526

240年
= 1.1103

= 1.1229

= 1.1452

= 1.1648

在图9(一个)的增加cσ一个,R年代逐渐增加,这表明钢铁腐蚀的程度逐渐增加的影响下海水和抗拉恶化。数据9 (b)9 (c)显示的变化规律R年代单变量。可以看出,cσ一个增加,R年代线性增加。相比之下,之间的关系曲线的斜率R年代c是大的,因此,c对样品表面的腐蚀有更大的影响。具体地说,σ一个从0 MPa提高到240 MPa。与c20%、40%、60%和80%,R年代增加了2.40%,2.32%,2.93%,和3.04%,分别。与σ一个0 MPa, 80 MPa, 160 MPa,和240 MPa,R年代增加了4.25%,4.45%,4.55%,和4.91%,分别。直线斜率逐渐增加的增加R年代c。指出海水浓度和强度恶化水平相互样品表面的粗糙度增加,显示出重大的耦合影响。,海水浓度和强度恶化水平共同影响钢铁表面的腐蚀。

4所示。修改法律的低碳钢海洋工程环境下的机械性能

4.1。低碳钢试样的拉伸应力-应变曲线变化特征

通过测试,样品的拉伸应力-应变曲线和特性曲线得到在不同海水浓度,和拉伸得到恶化水平,如图10 ()- - - - - -10 (e)。基于各种条件下的特性曲线,低碳钢的拉伸过程经历了四个阶段,如下:阶段I (ob段(图的线弹性阶段10 (e)):有一个线性的应力和应变之间的关系。随着应变的增加,压力迅速增加的线性形式。直线的斜率是低碳钢的拉伸模量。基本稳定,大约210 GPa通过计算,因此,它不是单独分析。阶段II(屈服阶段段bd(图10 (e)):在弹性阶段后,低碳钢进行了塑性变形,并产生是一个特殊的塑性变形过程。在这个阶段,曲线先上升,然后,应变迅速增加,而压力波动在一定水平。最低压力是低碳钢的屈服强度,也就是说,σ年代第三阶段(塑料硬化段de)阶段:发生屈服阶段后,曲线进入典型的塑性变形阶段。当压力继续增加,压力增加缓慢,直到点斜率逐渐减小e峰值,达到。相应的应力是低碳钢的拉伸强度,也就是说,σb第四阶段(卸载阶段段ef(图10 (e)):在达到峰值的高度e,压力下降迅速应变的增加和低碳钢到达卸载阶段。在这个阶段,收缩速度在中间的一部分样本,以及拉伸断裂。的起点f段ob,平行,相交点的水平轴 ,段og的应变(δ)是伸长。

它可以发现所有曲线进行了上述四个阶段。差异曲线撒谎的特征参数,将在下一节中分析。

4.2。低碳钢试样的拉伸力学参数变化特征

低碳钢的拉伸试验包括多个弹性参数。其中,屈服强度σ年代和抗拉强度σb显然是受海水影响的浓度c和拉伸恶化水平σ一个。因此,σ年代σb选择分析低碳钢的力学性能。

4.2.1。准备屈服极限的变化规律

11显示的变化规律σ年代σ一个c。在图(11日),因为σ一个c增加,σ年代逐渐减少。为了定量分析变化特征,曲线的变化σ年代σ一个c,如图11 (b)11 (c)。在图11 (b),σ年代下降速度的线性形式的增加拉伸应力在不同浓度的海水。σ一个从0增加到240 MPa。四种浓度下,σ年代减少从404.12 MPa, 396.27 MPa, 391.84 MPa,和382.63 MPa为334.87 MPa, 322.15 MPa, 292.76 MPa,和292.76 MPa,分别与振幅的17.14%,18.70%,25.29%,26.84%。在图11 (c)的变化规律σ年代c相似吗σ年代σ一个。与c从20%增加到80%,四种σ一个,σ年代减少从404.12 MPa, 393.92 MPa, 352.72 MPa,和334.87 MPa为382.63 MPa, 363.21 MPa, 327.77 MPa,和279.93 MPa,分别与振幅的5.32%,7.80%,7.07%,16.41%。它可以发现σ一个有较强的影响σ年代,它不同于低碳钢表面的裂化反应特征。此外,四个直线之间的比较数据11 (b)11 (c)显示,cσ一个增加,直线的斜率逐渐增加,表明变异幅度σ年代及其敏感性负荷条件逐渐增加。cσ一个有疲软影响σ年代低碳钢。

4.2.2。抗拉强度的变化规律

根据拉伸应力-应变曲线,抗拉强度的变化规律σb低碳钢的拉伸恶化σ一个和海水浓度c可以获得,如图12。它可以用来发现不同表面或变化曲线和是否对低碳钢的响应特征σ一个c是类似于向屈服极限。作为σ一个c增加,σb在线性形式迅速下降。如图12 (b),σ一个增加从0到240 MPa和四种c,σb下降了26.52%、28.90%、27.73%和33.10%,分别。在图12 (c),c从20%增加到80%,四种压力,σb下降了12.72%、3.74%、24.17%和20.55%,分别。两组的变化特性曲线显示的影响σ一个σb是比c

低碳钢的内部晶格发生混乱,由于拉应力的长期行为。除了海水腐蚀的影响,屈服强度和抗拉强度的低碳钢倾向于减少。

4.3。低碳钢的拉伸变形参数变化特征样本

沿着拉伸方向的增加长度和拉伸部分的收缩将低碳钢样本的过程。的伸长δ和部分收缩ψ被用来代表拉伸变形。他们的计算方法,如下: 在哪里l1加载和后样品的长度是l0在装货前样品的长度是: 在哪里一个0样品的原始横截面积和吗一个1是横截面积后,加载失败。

4.3.1。伸长的变化规律

根据公式(6),不同表面和曲线的延伸δ与拉伸恶化σ一个和海水浓度c是通过测量获得的尺寸样品前后的拉伸试验,如图13。在图(13日),δ在28%和42%之间,跨度达到14%。低碳钢的变形受到严重影响σ一个c。作为σ一个c增加,δ逐渐减少。在数据13 (b)13 (c),有之间的线性关系δ,σ一个,c。在图13 (b),σ一个增加从0到240 MPa和四种浓度,σb下降了18.45%、19.50%、21.36%和26.21%,分别。在图13 (c),c从20%增加到80%,四种σ一个,σb下降了8.34%、8.43%、13.76%和17.07%,分别。可能获得早期拉应力有较大影响的极限变形的低碳钢。此外,山坡上的两组直线显示σ一个c有疲软影响δ

4.3.2。部分收缩的变化规律

14显示部分收缩的变化特征ψ与拉伸恶化σ一个和海水浓度c拉伸断裂后的样品。在图(14日)拉应力和c增加,ψ逐渐减少,在一定条件下迅速下降。最大的区别(σ一个= 0 MPa;c= 20%)和最低(σ一个= 240 MPa;c= 80%)大约是50%。联合早期拉应力加载和海水腐蚀的影响中扮演了重要角色部分收缩的低碳钢。他们的影响分别进行了分析。在图14 (b),有一个负指数关系ψσ一个。作为σ一个增加,ψ逐渐减少。作为σ一个从0 MPa提高到160 MPa,收缩振幅的变化相对较小。在四种c他们下降了4.51%,4.98%,5.94%,和17.70%,分别。然而,当σ一个从160 MPa提高到240 MPa,他们减少了11.48%,21.52%,35.95%,和51.69%,分别。在图14 (c),因为c增加,ψ一个线性形式快速下降。在四种抗拉应力,c从20%上升到80%ψ下降了4.99%、4.78%、18.11%和55.30%,分别。

伸长的变化特征和低碳钢的收缩部分表明,低碳钢的塑性变形逐渐减少的联合行动下早期拉应力和海水腐蚀。塑料被削弱和恶化的属性。这主要是因为晶格的排列在钢铁是改变长期张应力和海水腐蚀的影响。因此,低碳钢的使用寿命比传统环境下要短得多。

5。低碳钢的拉伸断裂韧性分析海洋工程环境下

5.1。模型建立和简化

根据低碳钢试样的表面腐蚀特性的影响下,海水在拉伸试验和拉伸的恶化和行为,三个假设给出了低碳钢的拉伸断裂过程,如下:

假设1。行为下的海水腐蚀和拉应力,表面腐蚀坑分布均匀,形状和尺寸基本上是相同的。

假设2。低碳钢的拉伸断裂,断裂表面是平面和裂纹萌生的位置是底部的坑。

假设3。低碳钢的拉伸断裂,断裂表面分布均匀,周围的坑、裂纹扩展。
基于上述三个假设,的力学分析模型,建立了低碳钢的拉伸断裂,如图(15日)。在图中,l样品的长度,这是180毫米,R样本的半径,这是5毫米,σ指的是压力在拉伸过程中,σb是抗拉强度在裂纹扩展,一个腐蚀坑的深度,d腐蚀坑的直径。
深度一个和直径d的坑可以通过粗糙度测试。根据测试结果,d/l≤10−3。根据假设,模型图(15日)可以简化为一条无限的长度和宽度2R。与此同时,一对双边缘裂缝存在的长度一个,这可能承受拉应力均匀分布σ在一个无限距离,如图15 (b)
力学模型图15 (b)是一个典型的I型裂纹扩展模型,即单一裂纹的增长模式。根据线弹性断裂力学,应力场在任何时候(r,θ在裂纹尖端)(一个⟶0)可以表示如下: 应力分量的公式(8)可以写成: 在哪里K是裂纹应力强度因子,它是一个函数与加载和裂缝的几何尺寸有关。
根据公式(8)和模型图15 (b),应力强度因子可以表达如下: 在哪里F是无量纲应力强度因子。
根据鲍伊的计算方法,F可以表示如下:

5.2。在不同条件下断裂韧性的变化规律

腐蚀和强度退化的影响下,深度一个测量了样品的表面坑使用深度测试仪。然后,F可以通过替换计算一个到公式(11)。然后,断裂韧性K可以得到在不同条件下用峰值应力σb,F,一个到公式(10)。表3显示了每个参数的结果。基于数据的变化规律Kσ一个c可以得到,如图16。基于表3和图16,当c是固定的,早期的σ一个基本上没有影响吗K。当σ一个是固定的,c增加,K倾向于减少,显示负指数形式。具体地说,当c从20%上升到80%,K减少从373 MPa·m−1/2357 MPa·m−1/2,减少了4.29%。此外,当c是固定的,四个曲线基本上是由。


c(%) σ一个(MPa) 一个(毫米) 一个/R F K(MPa·米−1/2)

20. 0 0.122 0.0244 1.124 373.98
80年 0.130 0.0260 1.125 373.17
160年 0.157 0.0314 1.125 373.81
240年 0.224 0.0448 1.127 373.24

40 0 0.126 0.0252 1.124 370.52
80年 0.144 0.0288 1.125 369.72
160年 0.185 0.0370 1.126 369.98
240年 0.247 0.0494 1.127 369.84

60 0 0.138 0.0276 1.125 364.67
80年 0.176 0.0352 1.126 364.57
160年 0.219 0.0438 1.127 364.42
240年 0.263 0.0526 1.128 364.77

80年 0 0.146 0.0292 1.125 357.28
80年 0.204 0.0408 1.126 357.08
160年 0.248 0.0496 1.127 356.93
240年 0.324 0.0648 1.129 357.22

断裂韧性是材料的固有属性之一。它形状和外部载荷无关,这已经在测试验证。然而,低碳钢的组成将会在一定程度上改变了Te和铜等元素之间的反应在低碳钢和海水中化学物质。这是下降的根源低碳钢的断裂韧性。

6。结论

摘要低碳钢的力学性能进行了测试在海洋工程环境中通过建立海洋环境模拟试验系统,进行拉力测试。力学性能研究结合显微观察系统的表面。低碳钢的断裂机理也研究了通过构造力学模型。主要结论如下:(1)海洋工程环境下,随着荷载水平的增加,低碳钢的质量损失速率逐渐增加,而且增加快速线性形式的单因素的影响。海水浓度和强度恶化已经对质量损失速率的影响。与此同时,表面粗糙度也提出了类似的变化特征。测试数据的分析表明,海水浓度的影响低碳钢的质量损失和表面粗糙度显著大于拉伸的恶化。(2)低碳钢的拉伸强度和变形特征明显受海水浓度和强度退化的影响。特征参数强度(屈服极限和抗拉强度)和变形特征参数(伸长和收缩部分)显示一致的变化与荷载水平的增加,和两个显示减少变异的特点。此外,海水浓度和强度恶化有显著促进作用耦合的力学性能参数,以及拉伸力学性能恶化起着主导的作用。这主要是相关安排改变晶格在低碳钢。(3)根据低碳钢的拉伸力学性能,提出了三个假设的骨折。基于断裂力学,建立了拉伸断裂力学模型和断裂强度因子推导在海洋工程环境。基于分析结果,拉伸恶化没有影响低碳钢的断裂韧性,而海水浓度的增加可以有效降低断裂韧性。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

引用

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