两种钢制管道疲劳裂纹扩展行为的研究

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随着全球化的进程日益加快和人口的持续增长,社会对能源的要求也日益增加。因此,开发以氢气和天然气为代表的新型替代能源已变得非常重要。钢制管道是输送氢气和天然气最经济的方式。由于钢制管道长期承受内部压力和外界负载的变化,材料的疲劳性能对管道的可靠性非常重要。 在这篇文章里面,作者研究了两种管道钢材料:合金B和合金C. 疲劳裂纹扩展实验使用了紧凑拉伸试样。实验在空气中进行,使用了三个频率(10Hz, 1Hz, 和0.1 Hz),和两个应力比R(0.1和0.5,R = Pmin./Pmax. Pmin. 是一个疲劳周期内最小加载力, Pmax是一个疲劳周期内的最大加载力)。作者研究了实验频率和应力比R对两种材料裂纹扩展行为的影响。光学显微镜,扫描电镜和透射电镜被用来观察断裂样品的微观结构。结论如下:提高应力比R导致裂纹扩展速率加快,而频率对这两种合金的疲劳裂纹扩展速率影响不大。同时,在所有的实验条件下,相比于合金C,合金B具有更好的抗疲劳性。相关文章发表在Advanced Engineering Materials(DOI: 10.1002/adem.201600340)上。