应力比对EH36钢在海洋腐蚀环境中疲劳裂纹扩展速率的影响

作者：钟颖; 邵永波^*; 高旭东; 罗霞飞; 朱红梅; 杨冬平

来源：材料导报, 2023, 37(19): 192-198.

• EH36钢
• 海水浪溅环境
• 应力比
• 疲劳裂纹扩展速率
• 断口形貌

EH36钢因强度高、低温韧性好、自重较轻等性能优势而被广泛应用于大型海洋平台。为评估在海洋腐蚀环境中改变应力比对EH36钢腐蚀疲劳性能的影响，采用三级应力比(R=0.1、0.3、0.5)分别开展了空气环境、海水全浸环境和海水浪溅环境中EH36钢的疲劳裂纹扩展试验。在同一应力强度因子幅值(ΔK)下，EH36钢在三种环境中均表现出应力比R升高对疲劳裂纹扩展速率da/dN的加速作用。空气环境中应力比对裂纹扩展速率会产生较大影响，对材料常数C和m影响很小，但在海水全浸环境和海水浪溅环境中，应力比增大不仅促进了裂纹扩展，而且使材料常数C和m发生变化。载荷条件相同时，海水全浸环境和海水浪溅环境中的裂纹扩展速率明显大于空气环境中的裂纹扩展速率，两种腐蚀环境对疲劳裂纹扩展行为的作用效果基本一致。通过观察断口形貌发现空气中的试件断口形貌表现为准解理特征，海水全浸环境和海水浪溅环境中的CT试件断口形貌大致相同，更接近于解理断裂。

• 单位
  石油大学机电工程学院; 西南石油大学