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残余应力对腐蚀开裂的影响

在*件使用过程中,工作应力与其内部的残余应力相叠加,将导致*件产生二次变形和残余应力的重新分布,在工作温度、工作介质及残余应力的共同作用下,*件的抗应力腐蚀开裂能力将大大下降。在应力腐蚀开裂中,裂纹的扩展主要是沿着*大主应力垂直的方向进行。在研究残余应力对腐蚀开裂达到破坏时间过程中所起的作用时,从机能上可把残余应力当作外部应力,暂且看成与外部应力的作用相同。其破坏的时间,一般取决于裂纹的发生及其扩展的快慢。

拉应力对腐蚀开裂的影响
拉应力是应力腐蚀开裂的条件之一。拉应力作用下的裂纹扩展速度的问题,在应力腐蚀开裂中是很重要的。拉应力的作用就在于加速裂纹的产生。应力越大,越易发生应力腐蚀破坏。

表面残余应力对腐蚀开裂的影响
表面残余应力常常是重要的,它无疑控制裂纹的萌生。就应力而言,局部拉伸应力在裂纹尖上造成局部应变,使保护膜破裂。局部应力一般为外部应力与残余应力之和。当应力低于某一值时,不会发生应力腐蚀,一旦超过该值,即可发生应力腐蚀,该值即为临界应力值。一般除不锈钢外,金属均存在临界应力值。由于残余应力可以超过负荷应力,因而轻负荷处也可能开裂。材料往往因为塑性变形和焊接时的残余拉应力较高,导致应力腐蚀。

裂纹扩展过程中在有残余应力的状态下,再加上外部应力的情况。对于裂纹扩展来说,作用应力的状态是非常重要的,要同时考虑表面层内残余应力的大小、方向及分布情况。若仅有残余应力,正在扩展着的裂纹当其尖端处的拉应力为屈服应力的30%左右时,裂纹就停止扩展。在有外应力的情况下,裂纹尖端处在外部拉应力的作用下,将因缺口效应而常常产生很大的应力。裂纹的深度越大,裂纹尖端的应力就越大,会进一步加速裂纹的扩展。如果应力状态是残余应力,则它在断面内常常是自身保持平衡。而若是外部应力时,断面内的应力是对外力保持平衡。残余应力在有外部应力作用时分布会有很大的变化,这就是它对裂纹扩展的影响。探测残余应力的变化情况,预测裂纹的发生,进而预测其扩展情况是可能的。

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