[發(fā)明專利]一種CCT試樣腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)用裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110293540.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN113125285B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭國(guó)華;查小琴;張欣耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號(hào): G01N3/56
• 分類號(hào): G01N3/56;G01N3/36;G01N17/00
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11364
• 代理人: 李向陽(yáng);王錚

一種CCT試樣腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)用裝置，包括待測(cè)試樣、供液組件和環(huán)境供給組件，環(huán)境供給組件包括分裝式腐蝕盒、連接螺栓和硅膠墊片，分裝式腐蝕盒由左右對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)介質(zhì)盒構(gòu)成。本發(fā)明能夠?yàn)镃CT試樣的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)提供穩(wěn)定、可靠的腐蝕溶液環(huán)境，使CCT試樣的裂紋缺口在試驗(yàn)過(guò)程中始終全部浸沒(méi)在腐蝕溶液中，尤其適用于含飽和氣體（如CO₂、N₂等）的腐蝕溶液，能夠很好的保證腐蝕溶液在試驗(yàn)過(guò)程中的穩(wěn)定性、均一性和可靠性，可使腐蝕環(huán)境中CCT試樣裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室有效開展，以提高試驗(yàn)的可靠性和有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種CCT試樣腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)用裝置。

背景技術(shù)

JC關(guān)鍵部件材料由于長(zhǎng)期服役在Cl^-環(huán)境中，期間會(huì)承受來(lái)自波浪和海流的交變載荷作用，存在潛在的腐蝕疲勞失效風(fēng)險(xiǎn)。腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)是一種基于斷裂力學(xué)Paris公式發(fā)展起來(lái)的檢測(cè)項(xiàng)目，用于含裂紋材料在腐蝕環(huán)境下的疲勞壽命預(yù)測(cè)和分析，對(duì)于海洋工程材料的安全服役具有重要的指導(dǎo)意義。疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)中試樣常用的形式有三種：緊湊拉伸試樣（CT）、中心裂紋拉伸試樣（CCT）和單邊缺口拉伸試樣（SENT），其中，CCT試樣由于裂尖拘束作用較小，在預(yù)制疲勞裂紋過(guò)程中裂紋尖端不易產(chǎn)生屈曲，故適用于薄板材料。因此，開展CCT試樣腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)，對(duì)于JC關(guān)鍵部件薄板材料的腐蝕疲勞性能評(píng)價(jià)更具有指導(dǎo)意義。

CCT試樣的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)，一般是對(duì)處于腐蝕溶液環(huán)境中的試樣進(jìn)行疲勞加載，獲取試樣在不同疲勞循環(huán)周次N下的裂紋長(zhǎng)度a，再通過(guò)七點(diǎn)擬合法或割線法得到材料的da/dN曲線及方程。由于試驗(yàn)中的裂紋長(zhǎng)度a可由精度高、可靠性好的目測(cè)法獲取，疲勞循環(huán)周次N可由疲勞試驗(yàn)機(jī)采集，七點(diǎn)擬合法或割線法均為較成熟的數(shù)據(jù)處理方法。因此，開展此項(xiàng)試驗(yàn)的關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的CCT試樣的腐蝕溶液環(huán)境，并在試樣疲勞加載過(guò)程中保證腐蝕溶液循環(huán)穩(wěn)定。

專利CN104931373A公開了一種腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)裝置，適用于柔度法測(cè)量材料的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率及門檻值；專利CN1587988公開了一種測(cè)量腐蝕液中疲勞裂紋擴(kuò)展速率的試樣及試驗(yàn)方法，在其試樣遠(yuǎn)離裂紋擴(kuò)展面的上側(cè)采用整體設(shè)計(jì)的方法設(shè)置有電子引伸計(jì)的裝卡刀口；以上方法均適用于CT試樣，但對(duì)于CCT試樣并不適用。北京航空材料研究院的朱亦鋼發(fā)表的《柔度方法測(cè)量中心裂紋試樣的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率》論文，提出了一種腐蝕環(huán)境下的裂紋測(cè)量裝置，該裝置通過(guò)腐蝕盒和COD規(guī)的配合使用，實(shí)現(xiàn)了腐蝕環(huán)境下CCT試樣裂紋的自動(dòng)讀取。但在該方法和裝置中，COD規(guī)價(jià)格昂貴，使其長(zhǎng)時(shí)間接觸腐蝕溶液，不僅會(huì)造成COD規(guī)的腐蝕損壞，還會(huì)影響裂紋測(cè)量精度。

因此，如何設(shè)置相應(yīng)的裝置結(jié)構(gòu)，使其能夠?yàn)镃CT試樣提供穩(wěn)定、可靠的循環(huán)式腐蝕溶液環(huán)境，且試驗(yàn)成本較低、裂紋測(cè)量精度高，對(duì)于JC關(guān)鍵部件薄板材料的腐蝕疲勞性能評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)具有極其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)目的為：提供一種能夠?yàn)镃CT試樣的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)提供穩(wěn)定、可靠的腐蝕溶液環(huán)境，使CCT試樣的裂紋缺口在試驗(yàn)過(guò)程中始終全部浸沒(méi)在腐蝕溶液中，尤其適用于含飽和氣體（如CO₂、N₂等）的腐蝕溶液，能夠很好的保證腐蝕溶液在試驗(yàn)過(guò)程中的穩(wěn)定性、均一性和可靠性，可使腐蝕環(huán)境中CCT試樣裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室有效開展的試驗(yàn)裝置，來(lái)提高試驗(yàn)的可靠性和有效性。