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双相不锈钢S31803材质在什么情况下回发生疲劳断裂的情况添加时间:2022-04-14

双相不锈钢管因其优良的耐氯腐蚀性能,在石油化工和海洋工程领域得到广泛应用。然而,随着其广泛使用,各种故障问题也随之而来。本文通过S31803双相不锈钢管在空气和腐蚀环境中的旋转弯曲疲劳试验,测定了疲劳极限和S-N曲线,为今后的工程应用提供数据。利用扫描电镜和能谱分析了疲劳断裂的特征和机理。主要结论如下:

 1采用提升法测定了S31803双相不锈钢管的疲劳极限。这两种环境中相应的循环基数是10的7次方。在实验室环境中,通过提升法测得的空气中疲劳极限为649mpa,相当于抗拉强度的68%。3.5%腐蚀环境下的疲劳极限为58ompa,在空气中为90%。在3.5%腐蚀环境下,S31803双相不锈钢管的疲劳强度仅降低10%

2。通过对两种环境下的实验数据进行统计分析,分别得到了S31803双相不锈钢管的S-N曲线。结果表明,在这两种环境下,S-N曲线中没有疲劳平台。随着应力的降低,空气环境中的S-N曲线呈现逐渐平缓的趋势。虽然650mpa之前的实验结果有很大的离散性,但总体趋势是一致的,在640到650mpa之间有明显的过度趋势。在腐蚀环境下,该材料的疲劳寿命随着应力

 

 3的增加而缓慢增加。在空气中,疲劳断口呈韧性断裂,铁素体相和奥氏体相出现大量疲劳条纹;腐蚀性环境下的断裂呈现混合断裂模式。奥氏体相为韧性断裂,而铁素体相为解理断裂

 

 4。通过扫描电镜观察和能谱分析,发现铁素体表面的疲劳条纹稀疏而宽,是典型的脆性疲劳条纹。奥氏体上的疲劳条纹分布均匀且细小,显示出典型的塑性疲劳条纹,但并非所有疲劳条纹都具有这种共性。疲劳条纹的宽度和间距随两种介质中晶粒的取向和二次裂纹的开裂而变化。因此,根据疲劳条纹的间距无法识别相位

 

最后,由于缺乏相关知识和S31803双相不锈钢管的有限实验条件,本文存在一些问题和不足,在未来的工作中需要进一步完善:

1没有从微观机理和相关理论的角度解释疲劳失效的原因和过程

2。能谱用于识别相,通过不同相中包含的不同元素间接分离两相。由于能谱的“定性而非定量”特性,这种分析方法的准确性大大降低。