發(fā)布時間：2018-06-24 12:40

  本文選題：腐蝕 + 金屬材料��； 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：日常生產(chǎn)生活中,金屬材料及制品的腐蝕現(xiàn)象十分普遍,如廚房用具腐蝕、船體腐蝕、車輛外殼腐蝕、海洋鉆井平臺腐蝕等。作為金屬材料的主要失效形式之一,自然環(huán)境中廣泛存在著海水、大氣、土壤等典型腐蝕形式,工業(yè)應用中酸、堿、鹽等介質(zhì)也是造成金屬腐蝕的主要形式。中國工程院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國每年因材料腐蝕破壞導致的經(jīng)濟損失達4800億元。另據(jù)英國海洋局調(diào)查數(shù)據(jù),海洋平臺因材料的腐蝕失效造成石油年均減產(chǎn)13%左右。顯見,金屬材料的腐蝕破壞不僅會造成重大的經(jīng)濟損失,還可能誘發(fā)災難性事故。因此,研究腐蝕環(huán)境下金屬材料的失效機理與性能弱化機制,對于評估金屬材料及其制品的服役可靠性、使用壽命乃至改善和提高金屬材料耐腐蝕特性,具有重要的學術(shù)意義和良好的應用前景。論文在對材料環(huán)境試驗及相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述分析的基礎(chǔ)上,面向腐蝕環(huán)境下材料力學行為測試的需求,提出通過模擬金屬材料在工業(yè)介質(zhì)中的腐蝕環(huán)境,對鋼和鋁等典型金屬材料開展腐蝕環(huán)境下力學行為與損傷機制的試驗研究。試驗中以酸、堿、鹽作為主要腐蝕介質(zhì),分別以不同溶劑、濃度和腐蝕時間作為試驗參量,采用課題組研制的多載荷多物理場耦合材料微觀力學性能原位測試儀器、對腐蝕前后的材料樣品開展力學性能測試,并就試驗結(jié)果分別作比對分析;結(jié)合有限元仿真分析、材料表面元素含量測定分析和顯微形貌觀察分析等手段,綜合分析研究不同腐蝕環(huán)境對金屬材料力學性能和失效行為的作用機制。論文就不同腐蝕介質(zhì)濃度和不同腐蝕時間下得到的金屬樣件,分別開展了拉伸和彎曲性能測試分析,測定了拉伸和彎曲試驗曲線,對腐蝕介質(zhì)濃度和腐蝕時間對Q235鋼和7075鋁合金力學性能的影響進行了比較分析。發(fā)現(xiàn):經(jīng)過鹽酸酸性腐蝕后Q235鋼的屈服強度和抗拉強度有所下降,且隨著腐蝕濃度或腐蝕時間的增加下降幅度增大;經(jīng)過氫氧化鈉堿性腐蝕后Q235鋼的屈服強度和抗拉強度略有下降變化;經(jīng)過氯化鈉鹽性腐蝕后Q235鋼上述力學性能變化很小或基本沒有變化。7075鋁在經(jīng)過鹽酸酸性腐蝕和氫氧化鈉堿性腐蝕后,材料屈服強度、抗拉強度、伸長率等力學性能也均產(chǎn)生明顯下降的變化。通過比較分析,Q235鋼的抗腐蝕能力要比7075鋁抗腐蝕能力強一些,酸腐蝕與堿腐蝕相比,酸腐蝕對材料影響更大。論文通過對金屬材料腐蝕后的材料表面進行微觀結(jié)構(gòu)觀察和成分分析,發(fā)現(xiàn)金屬材料鋼經(jīng)過鹽酸酸性腐蝕和金屬材料鋁經(jīng)過鹽酸與氫氧化鈉腐蝕后,腐蝕表面有不同深度的細小裂紋,腐蝕形貌不規(guī)則,酸性腐蝕程度相對較深。材料經(jīng)過腐蝕后表面成分含量也有明顯變化,表面主要成分鐵或鋁的相對含量降低,其它雜質(zhì)相對含量升高,因腐蝕或氧化等原因表面氧元素的相對含量偏高。論文通過對金屬材料鋼和鋁腐蝕前后進行多載荷力熱偶合的力學性能試驗,發(fā)現(xiàn)在預拉伸扭轉(zhuǎn)試驗中,當在彈性階段進行預拉伸后,進行扭轉(zhuǎn)試驗時其扭轉(zhuǎn)屈服強度、抗扭強度等力學性能有下降趨勢,當在塑性階段進行預拉伸扭轉(zhuǎn)后,因材料發(fā)生冷作硬化現(xiàn)象,腐蝕后的上述力學性能變化現(xiàn)象較小。在預扭轉(zhuǎn)拉伸試驗中,當預扭轉(zhuǎn)角度在塑性階段時,也因材料冷作硬化現(xiàn)象,其腐蝕后的拉伸屈服強度和抗拉強度等力學性能比未腐蝕時改變略小。在熱耦合試驗中,由于材料受到溫度軟化效應的影響,腐蝕后材料上述力學性能變化較腐蝕之前有所增大。
[Abstract]:In daily production and life, corrosion of metal materials and products is very common, such as kitchen utensils corrosion, hull corrosion, vehicle hull corrosion, marine drilling platform corrosion, etc. as one of the main failure forms of metal materials, there are typical corrosion forms in natural environment, such as sea water, large gas, soil and so on, acid, alkali and salt in industrial application. Medium is also the main form of metal corrosion. Statistical data from the Chinese Academy of engineering showed that the economic loss caused by corrosion damage of materials reached 480 billion yuan a year in China. According to the survey data of the British Oceanic Bureau, the annual output of oil was reduced by about 13% due to corrosion failure of materials. It will cause serious economic losses and may induce catastrophic accidents. Therefore, it is of great academic significance and good importance to study the failure mechanism and Weakening Mechanism of metal materials under corrosive environment. It is of great academic significance and good importance to evaluate the service reliability of metal materials and their products, and to improve and improve the corrosion resistance of metal materials. On the basis of the review and analysis of the material environment test and the development status at home and abroad in the related fields, the paper puts forward the requirement of the mechanical behavior test under the corrosive environment, and puts forward the mechanical behavior and loss of the typical metal materials, such as steel and aluminum, by simulating the corrosion environment of the metal materials in the industrial medium. Experimental study on the mechanism of injury. In the experiment, acid, alkali and salt are used as the main corrosion medium. The test parameters are used in different solvents, concentration and corrosion time respectively. The mechanical properties of the multi load multi physical field coupling materials developed by the project group are used to test the mechanical properties of the materials before the corrosion, and the test knot is carried out. The effect mechanism of different corrosion environment on mechanical properties and failure behavior of metal materials was analyzed by means of finite element simulation analysis, determination analysis of element surface element content and microscopic morphology observation and analysis. The paper is the metal sample of different corrosion medium concentration and different corrosion time. The tensile and bending tests were carried out and the tensile and bending test curves were measured. The effects of corrosion medium concentration and corrosion time on the mechanical properties of Q235 steel and 7075 aluminum alloy were compared. It was found that after acid corrosion, the yield strength and tensile strength of Q235 steel decreased with the corrosion concentration or the corrosion concentration. The decrease of corrosion time increases and the yield strength and tensile strength of Q235 steel decrease slightly after alkaline corrosion of sodium hydroxide, and the mechanical properties of Q235 steel are very small or basically unchanged after sodium chloride corrosion. After acid corrosion and alkaline corrosion of sodium hydroxide, the yield strength of.7075 aluminum is strong. The corrosion resistance of Q235 steel is better than that of 7075 aluminum, and acid corrosion is more affected by acid corrosion than alkali corrosion. The microstructure of the material after corrosion of metal material is observed and formed. It is found that after acid corrosion of hydrochloric acid and corrosion of metal material aluminum through hydrochloric acid and sodium hydroxide, the corrosion surface has small cracks with different depths, the corrosion morphology is irregular and the acid corrosion degree is relatively deep. The surface composition content of the material after corrosion is also obviously changed, the main component of the surface is iron or aluminum. The relative content of the other impurities is higher for the decrease of the content and the relative content of the oxygen element on the surface due to corrosion or oxidation. Through the mechanical performance test of the multi load force thermal coupling before and after the corrosion of the metal steel and aluminum, the paper finds that in the pretension torsion test, the torsion test is carried out when the elastic phase is prestretched. The mechanical properties, such as torsion yield strength and torsion strength, have a downward trend. When the material is cold and hardened after the plastic stage is pre stretched and twisted, the change of mechanical properties is smaller after the corrosion. In the pre torsion tensile test, when the pre torsion angle is at the plastic stage, the corrosion is also hardened because of the material cold. The mechanical properties, such as tensile yield strength and tensile strength, are slightly smaller than that of non corrosion. In the thermal coupling test, the mechanical properties of the material after corrosion are increased as the material is affected by the temperature softening effect.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.3

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖安民;《金屬材料與熱處理》教學談[J];現(xiàn)代技能開發(fā);2000年09期

2 譚福階;怎樣搞好金屬材料教學的新課引入[J];職業(yè)技能培訓教學;2000年01期

3 本刊編輯部;《金屬材料分析方法的選擇和施行》專題講座預告[J];理化檢驗(化學分冊);2001年10期

4 溫朝陽;談《金屬材料與熱處理》課程的記憶保持[J];現(xiàn)代技能開發(fā);2001年04期

5 陽益貴;從《金屬材料及熱處理》課談趣味性教學[J];現(xiàn)代技能開發(fā);2002年11期

6 王進;;關(guān)于《金屬材料及熱處理》的教學體會[J];張家口農(nóng)專學報;2003年03期

7 ;金屬材料新舊標準性能名稱和符號對照表[J];化工設備與管道;2003年03期

8 丁肖;談《金屬材料與熱處理》教學中的幾點體會[J];現(xiàn)代技能開發(fā);2003年12期

9 吳誠;金屬材料分析方法的選擇和施行 第四講 金屬材料中鈦的測定(續(xù))[J];理化檢驗(化學分冊);2004年01期

10 吳誠;金屬材料分析方法的選擇和施行 第四講 金屬材料中鈦的測定(續(xù))[J];理化檢驗(化學分冊);2004年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張哲峰;;金屬材料的疲勞與斷裂[A];2010年海峽兩岸材料破壞/斷裂學術(shù)會議暨第十屆破壞科學研討會/第八屆全國MTS材料試驗學術(shù)會議論文集[C];2010年

2 孟家媽;;金屬材料的狀態(tài)——一個設計、加工、使用中均應重視的問題[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學術(shù)年會文集[C];2000年

3 張瑞福;;“三復合”金屬材料的力學性能測試[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學會年會論文集[C];2002年

4 譚家駿;;金屬材料強化的原理及其基本途徑(綜述)[A];中國電子學會生產(chǎn)技術(shù)分會第五屆金屬材料及熱處理年會論文集（一）[C];1994年

5 黃西成;陳剛;陶俊林;陳勇梅;;金屬材料低壓動態(tài)本構(gòu)關(guān)系[A];中國工程物理研究院科技年報（2000）[C];2000年

6 白光;;放射性污染金屬材料的再利用：回顧與思考[A];小型“循環(huán)經(jīng)濟”學術(shù)研討會論文匯編[C];2008年

7 趙中里;韓靜濤;張永軍;;金屬材料內(nèi)裂紋愈合研究進展[A];2007軋鋼與鍛造過程中的裂紋控制技術(shù)學術(shù)研討會論文集[C];2007年

8 譚家駿;;金屬材料強化的原理及其基本途徑(綜述)[A];中國電子學會生產(chǎn)技術(shù)分會金屬材料及熱處理專業(yè)委員會北京學組第三屆年會論文集（上冊）[C];1993年

9 吳占敖;謝春生;楊青青;胡坤;;牙科正畸金屬材料的焊接可靠性研究[A];第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院2004第七屆全國口腔正畸學術(shù)會議論文匯編[C];2004年

10 王成敏;;金屬材料的熱膨脹性對設備使用和檢修的影響[A];2008年度山東省藥學會藥物化學與抗生素專業(yè)委員會年會會議論文及大會報告摘要[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 陳小潯;25家金屬材料市場躋身全國商品市場100強[N];中國冶金報;2005年

2 范崢;金屬材料市場今年力爭開票銷售１３０億元[N];江陰日報;2005年

3 記者 常素莉;省金屬材料流通協(xié)會成立[N];河北經(jīng)濟日報;2007年

4 劉常儉;省工商聯(lián)金屬材料商會成立[N];河北日報;2006年

5 林乃鵬;20%——金屬材料銷量增長[N];溫州日報;2006年

6 吳珊;佛山楊和鎮(zhèn)打造金屬材料物流基地[N];現(xiàn)代物流報;2006年

7 于祥華;創(chuàng)新平臺助推楊和鎮(zhèn)金屬材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展[N];中國有色金屬報;2007年

8 肖堯;我國出臺金屬材料交易市場準入新規(guī)[N];中國貿(mào)易報;2008年

9 本報記者 陳靜;周放良等到金屬材料市場現(xiàn)場辦公[N];湘潭日報;2008年

10 楊炅明;湘潭金屬材料市場開業(yè)[N];湘潭日報;2008年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 陳士強;微生物所致典型海洋工程金屬材料局部腐蝕機理研究[D];中國科學院研究生院(海洋研究所);2015年

2 伍聲寶;連續(xù)球壓痕法表征金屬材料拉伸性能的研究[D];華東理工大學;2016年

3 張永軍;金屬材料內(nèi)裂紋愈合過程的物理模擬與計算機模擬[D];北京科技大學;2003年

4 田榮剛;金屬材料在寬廣溫度壓強區(qū)間熱物理性質(zhì)的研究[D];電子科技大學;2011年

5 馬海濤;高溫氯鹽環(huán)境中金屬材料的腐蝕[D];大連理工大學;2003年

6 王華;硫酸鹽還原菌對幾種金屬材料的腐蝕機理研究[D];大連理工大學;2010年

7 劉瑞巖;金屬材料在熔融LiCl-Li_2O中的腐蝕行為研究[D];大連理工大學;2004年

8 王曉凱;梯度多胞金屬材料的動態(tài)力學行為和多功能優(yōu)化設計[D];中國科學技術(shù)大學;2013年

9 秦淵;毫秒激光與金屬材料相互作用中的熱學和力學效應研究[D];南京理工大學;2012年

10 戴永;基于激光超聲檢測金屬材料表面缺陷的數(shù)值模擬[D];江蘇大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 馬一箭;金屬材料在園林中的應用[D];中南林業(yè)科技大學;2015年

2 葉錢;噪聲背景下金屬材料小缺陷超聲檢測關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];浙江大學;2015年

3 王龍;當代建筑金屬材料表皮建構(gòu)表現(xiàn)研究[D];大連理工大學;2015年

4 牡丹;淺析金屬材料在壁畫創(chuàng)作中的運用[D];中央美術(shù)學院;2016年

5 趙強;金屬材料與木材在雕塑創(chuàng)作中相結(jié)合的應用[D];西安美術(shù)學院;2016年

6 徐修權(quán);高溫預扭轉(zhuǎn)條件下金屬材料拉伸力學性能試驗研究[D];吉林大學;2016年

7 程星振;基于多模態(tài)信號的金屬材料缺陷無損檢測方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

8 陳靜華;大厚度金屬材料沖擊試驗研究[D];浙江大學;2016年

9 肖壯;軋制彎曲組合變形對金屬材料組織性能的影響[D];上海應用技術(shù)大學;2016年

10 凡金金;沙粒碰撞平板模型的數(shù)值仿真研究[D];南京航空航天大學;2016年

，

本文編號：2061559