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国内外腐蚀研究现状及存在的问题

时间:2022-04-12 21:56来源:毕业论文
国内外学者对蚀坑的形成和腐蚀疲劳的裂纹的影响已经做了广泛的研究。由于蚀 坑周围存在着很大的应力集中,裂纹很容易在此产生。进而使得腐蚀物体的强度远小 于完整的物体强度

国内外学者对蚀坑的形成和腐蚀疲劳的裂纹的影响已经做了广泛的研究。由于蚀 坑周围存在着很大的应力集中,裂纹很容易在此产生。进而使得腐蚀物体的强度远小 于完整的物体强度。Dolley 认为疲劳裂纹在蚀坑四周产生概率很高,并且构件使用时 间越长,裂纹产生概率就越高[8]。Burstein[9]和 L Li[10]提出蚀坑的发展的三个阶段:成 核阶段,亚稳定阶段和稳定成长阶段。对于裂纹的扩展方式,Hejman 认为裂纹起初 避开彼此单独生长,最终会形成迟滞载荷方向的裂纹[11]。79831

对于腐蚀坑的形状,Pidaparti 认为随着腐蚀时间变长,蚀坑的形状由近似圆锥的 形状变成半球状[12]。而 Cerit 过腐蚀疲劳试验,总结出了更为具体的腐蚀坑形状,有 三种典型的坑蚀形貌,宽而浅的半椭球形,半球形,窄而深的半椭球形[13]。Kang 则 将蚀坑的形状视为浴盆状或者阶梯状[14]。Ernst 建立了一个定量的模型描述了花边状 的蚀坑的形成和发展过程,最终演化成为长颈瓶或是瓶状的蚀坑[15]。Daoming Sun 也 观察到了具有花边状外形的蚀坑,并且在微米级呈半球形。Duan Weng 观察到了由于 铝的阳极溶解不均性导致蚀坑口的形状是多边形的[16]。而 Glenn 认为点蚀坑是呈环 状分布的[17]。论文网

随着现在计算机技术的发展,借助元胞自动机这种通用建模方法,Pidaparti 模拟 了铝合金表面上多点蚀的生长[18]。D。di Caprio 等应用元胞自动机研究金属材料表面 的腐蚀和钝化现象,讨论腐蚀形貌的粗糙度和块效应[19]。高士武[20]运用元胞自动机模 拟金属腐蚀损伤的形成及扩展过程,并讨论了扩展速度对产物膜生长速度和腐蚀的影响。也有利用腐蚀损伤图形处理技术,将腐蚀照片导入计算机中建立模型,从而进行 腐蚀诊断与评估。例如钟力对不同腐蚀状况的钢索的进行灰度图像分析,研究其结构 性能[21]。高士武也利用灰度图像,将其导入到 CAD 中建立蚀坑模型从而对其进行数 值仿真分析。

对于腐蚀坑的尺寸和生长规律,一般认为蚀坑是沿着重力方向或横向发展,并且 深度不断加大,腐蚀坑的尺寸不仅随时间增加而变大,还受力学和电化学的影响。 Godard 认为腐蚀坑演化过程中沿各个方向的变化速率相同[22]。Rokhlin 根据实验提出 了蚀坑长径比随时降低的模型[23]。Aouina 研究了在硫酸介质中,不锈钢上蚀坑的萌 生和发展,得出了腐蚀坑的形状和深度取决于电势[24]。Organ[25]提出了产物膜的破坏, 浓度差异和电势差共同影响着点蚀坑的生成概率,点蚀坑之间的相互影响会使点蚀坑 相互聚集在一起,造成了点蚀坑空间分布的不均匀。Ernst 研究了温度,氯离子浓度和 硫酸化合物对点蚀坑的生长的影响[26]。总结可得国内外大部分研究都认为点蚀坑的 形状大小和时间呈幂指数关系,即点蚀坑的半径和时间成正比,点蚀坑的深度和时间 的平方成正比。

在蚀坑所导致的构件力学性能退化的研究中,黄小光根据 LY12CZ 铝合金实验结 果确定点蚀的损伤系数,建立了腐蚀疲劳损伤变化率方程,形成了基于腐蚀疲劳损伤 变化率的寿命评估模型[27]。张新燕利用了数值方法研究了加载方式为轴向拉伸或者 弯曲时,圆棒表面半椭球形点蚀坑对应力分布及应力集中的影响[28]。卢亚锋等应用应 力集中系数的分量表达式,推导出了浅半球状蚀坑、半球状蚀坑和深半球状蚀坑的应 力集中系数表达式[29]。崔文勇运用有限元分析软件 ANSYS 对内压厚壁容器外壁表面 凹坑应力场及应力集中问题进行比较深入的研究[30]。马燕基于 ABAQUS 对管道外壁 点蚀进行应力分析,认为蚀坑处应力分布的形状与点蚀半径无关且主要沿着载荷施加 方向分布在蚀坑边缘和内部[31]。Robert E。 Melchers[32]用数值模拟的方法研究了管道在 表面点蚀坑是不同形状和深度的情况下的破坏情况,并对在不同负荷下的管道进行风 险评估。Athanasios Kolios[33]等考虑到表面几何不规则运用随机参数化的有限分析来 建立二维和三维参数化的模型,来研究各种随机化因素对点蚀的应力集中因子的影响。 Jae Myung Lee[34]运用有限元分析的方法研究在平面剪切载荷作用下刚的极限强度来 对受到点蚀的电镀结构进行容错设计。Yongchang Pu[35]等利用人工神经网络(ANN)方法推导出了一个公式来预测受单轴内压缩锈蚀板的局部极限强度。Xiaoli Jiang[36]基 于有限元结果的经验公式预测面内受载的带有腐蚀坑的板的极限承载力。存在的问题 国内外腐蚀研究现状及存在的问题:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_92503.html

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