多种船体钢的力学化学行为研究
发布时间：2021-09-25 00:57
金属在腐蚀介质与外加应力联合作用下的腐蚀行为并不是两种因素的简单叠加,应力和腐蚀介质之间表现出明显的互相促进的现象,所以船舶与海洋工程在腐蚀介质与力学因素的联合作用下发生的腐蚀是一种更严重的破坏形式。目前关于力学化学效应的研究已开展许久,但由于金属材料及腐蚀介质的多样性以及金属处于应力加载和腐蚀介质联合作用的复杂性,使得该问题一直未能有明确的定论,且在研究上具有一定的难度。本文针对船舶建造、海洋工程结构所常用的Q235低碳钢、316L不锈钢、304不锈钢在质量分数3.5%NaCl溶液中不同工况下的力学化学行为进行了理论分析和实验研究。根据热力学、动力学和力学化学效应理论推导出了含有力学因素影响的金属腐蚀模型,为力学化学效应实验研究奠定了理论基础。根据实验需求自主设计了多试样恒变形PVC应力加载装置、可实现串/并联并自动切换的多通道电路板以及综合三电极体系、电化学工作站和应力应变仪所构成的实验研究系统。通过电化学阻抗谱（EIS）、线性极化电阻（LPR）技术,并结合粗糙度测试,研究了弹性、塑性应力对低碳钢Q235在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。研究表明:应力能够使得Q235低碳钢与...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 应力腐蚀失效形式
1.3 力学化学行为的金属材料研究
1.4 力学化学行为的环境影响因素
1.5 现有力学化学行为的实验研究系统
1.5.1 试样
1.5.2 加载装置
1.5.3 腐蚀电解池
1.6 现有应力腐蚀模型
1.6.1 均匀腐蚀模型
1.6.2 局部腐蚀
1.7 本文主要研究内容
2 应力与腐蚀环境联合作用下的力学化学效应
2.1 腐蚀介质单独作用下的化学位和电极反应速度
2.1.1 热力学电化学位和电化学活度
2.1.2 电极反应速度
2.2 弹性范围内的力学化学效应
2.2.1 金属的力学电化学位
2.2.2 金属的力学电化学活度
2.2.3 电极反应速度
2.3 塑性范围内的力学化学效应
2.3.1 位错与塑性变形的关系
2.4 钝化膜对金属力学化学行为的影响
2.4.1 金属的钝化/再钝化理论
2.4.2 应力对钝化膜的影响
2.4.3 环境因素对钝化膜的影响
2.5 本章小结
3 力学化学效应的电化学实验系统研究
3.1 实验设备
3.1.1 多通道控制电路板
3.1.2 其它设备
3.2 电化学实验方法
3.2.1 电化学阻抗谱
3.2.2 线性极化电阻
3.2.3 循环极化曲线
3.2.4 动电位极化曲线
3.2.5 开路电位
3.2.6 电偶电流
3.3 本章小结
4 低碳钢在海水环境下的力学化学行为实验研究
4.1 实验材料与方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 试样制备
4.1.3 应力加载
4.1.4 试验步骤
4.2 Q235力学化学行为实验结果分析
4.2.1 Q235电化学阻抗谱结果分析
4.2.2 Q235线性极化电阻的结果分析
4.3 本章小结
5 不锈钢在海水环境下的力学化学行为实验研究
5.1 实验材料与方法
5.1.1 实验材料
5.1.2 试样制备
5.1.3 应力加载
5.1.4 实验步骤
5.2 316L不锈钢力学化学行为实验结果分析
5.2.1 316L不锈钢腐蚀电位结果分析
5.2.2 316L不锈钢电化学阻抗谱分析
5.2.3 316L动电位极化曲线分析
5.2.4 316L循环极化曲线分析
5.2.5 316L多电极电偶电流分析
5.3 304不锈钢不同温度以及阴极保护下的力学化学行为实验结果分析
5.3.1 304不锈钢阴极保护下的力学化学行为实验结果分析
5.3.2 304不锈钢不同温度下力学化学行为实验结果分析
5.3.3 304不锈钢温度和阴极保护联合作用下的力学化学行为实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3408773
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 应力腐蚀失效形式
1.3 力学化学行为的金属材料研究
1.4 力学化学行为的环境影响因素
1.5 现有力学化学行为的实验研究系统
1.5.1 试样
1.5.2 加载装置
1.5.3 腐蚀电解池
1.6 现有应力腐蚀模型
1.6.1 均匀腐蚀模型
1.6.2 局部腐蚀
1.7 本文主要研究内容
2 应力与腐蚀环境联合作用下的力学化学效应
2.1 腐蚀介质单独作用下的化学位和电极反应速度
2.1.1 热力学电化学位和电化学活度
2.1.2 电极反应速度
2.2 弹性范围内的力学化学效应
2.2.1 金属的力学电化学位
2.2.2 金属的力学电化学活度
2.2.3 电极反应速度
2.3 塑性范围内的力学化学效应
2.3.1 位错与塑性变形的关系
2.4 钝化膜对金属力学化学行为的影响
2.4.1 金属的钝化/再钝化理论
2.4.2 应力对钝化膜的影响
2.4.3 环境因素对钝化膜的影响
2.5 本章小结
3 力学化学效应的电化学实验系统研究
3.1 实验设备
3.1.1 多通道控制电路板
3.1.2 其它设备
3.2 电化学实验方法
3.2.1 电化学阻抗谱
3.2.2 线性极化电阻
3.2.3 循环极化曲线
3.2.4 动电位极化曲线
3.2.5 开路电位
3.2.6 电偶电流
3.3 本章小结
4 低碳钢在海水环境下的力学化学行为实验研究
4.1 实验材料与方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 试样制备
4.1.3 应力加载
4.1.4 试验步骤
4.2 Q235力学化学行为实验结果分析
4.2.1 Q235电化学阻抗谱结果分析
4.2.2 Q235线性极化电阻的结果分析
4.3 本章小结
5 不锈钢在海水环境下的力学化学行为实验研究
5.1 实验材料与方法
5.1.1 实验材料
5.1.2 试样制备
5.1.3 应力加载
5.1.4 实验步骤
5.2 316L不锈钢力学化学行为实验结果分析
5.2.1 316L不锈钢腐蚀电位结果分析
5.2.2 316L不锈钢电化学阻抗谱分析
5.2.3 316L动电位极化曲线分析
5.2.4 316L循环极化曲线分析
5.2.5 316L多电极电偶电流分析
5.3 304不锈钢不同温度以及阴极保护下的力学化学行为实验结果分析
5.3.1 304不锈钢阴极保护下的力学化学行为实验结果分析
5.3.2 304不锈钢不同温度下力学化学行为实验结果分析
5.3.3 304不锈钢温度和阴极保护联合作用下的力学化学行为实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3408773
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