超声冲击处理改善奥氏体不锈钢抗应力腐蚀疲劳性能的微观机理研究

基本信息
批准号:51505189
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:杨新俊
学科分类:
依托单位:江南大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐晚秀,李剑,汪迪松,王辉
关键词:
超声冲击处理裂纹扩展尺度效应梯度纳米结构应力腐蚀疲劳
结项摘要

Microscopic mechanism on stress corrosion fatigue performance improvement of austenitic stainless steel treated by ultrasonic impact treatment (UIT) is a multiscale and multilevel problem. According to this problem, the project will establish a mathematical-physical model to describe the dynamic response of the material treated by UIT. The mapping relationships between UIT parameters and results induced by treatment as gradient nanostructure, residual stress distribution, etc will be constructed. Effects of gradient nanostructure and transfer behavior among different layers on the electrochemical behaviors and passive film characteristics of grains within different layers will be analyzed. The scale effect caused by gradient nanostructure and the effect of compressive residual stress distribution on the characteristics and propagation behaviors of stress corrosion fatigue crack will also be studied. The normalized damage parameter D will be put forward to describe the interaction damage effects induced by stress corrosion and corrosion fatigue, and a theoretical model will be established to predict the growth rate of stress corrosion fatigue crack in the gradient nanostructure layers of stainless steel. The quantitative relations between ‘UIT parameters - microstructures – stress corrosion fatigue performance improvement’ will be determined, and the whole scheme on optimization of the UIT parameters to improve stress corrosion fatigue performance will be proposed. The project will widen the application of UIT technology and provide the basic theoretical foundation and scientific method to solve austenitic stainless steel stress corrosion fatigue of major equipments.

超声冲击处理改善奥氏体不锈钢抗应力腐蚀疲劳性能的微观机理是一个多层次、多尺度的复杂问题。针对该问题,本项目建立超声冲击处理材料动态响应过程的数学物理模型,获得超声冲击参数与处理后表层梯度纳米结构、残余应力分布等的映射关系。分析梯度纳米结构及层间传递效应对材料电化学行为、钝化膜特性的影响,以及梯度变化晶粒带来的尺度效应、残余压应力分布对应力腐蚀疲劳裂纹特征与扩展行为的影响;提出描述应力腐蚀和腐蚀疲劳交互作用下材料归一化的损伤参量D,建立描述超声冲击后应力腐蚀疲劳裂纹在不锈钢梯度纳米层内扩展速率的模型。确立奥氏体不锈钢冲击处理后“超声冲击参数—微观结构—抗应力腐蚀疲劳性能”之间的定量关系,提出强化不锈钢抗应力腐蚀疲劳性能的超声冲击参数优化准则的整体方案。本研究将进一步拓宽超声冲击处理技术的应用领域,为解决重大装备奥氏体不锈钢应力腐蚀疲劳问题提供理论基础和科学方法。

项目摘要

超声冲击处理改善奥氏体不锈钢抗应力腐蚀疲劳性能的微观机理是一个多层次、多尺度的复杂问题。针对该问题,本项目建立了超声冲击处理材料动态响应过程的数学物理模型,获得了超声冲击参数与处理后表层梯度纳米结构、残余应力分布等的映射关系。分析了梯度纳米结构及层间传递效应对材料电化学行为、钝化膜特性的影响;考虑梯度变化晶粒带来的尺度效应、残余压应力带来的裂纹闭合效应以及腐蚀膜附加应力,建立了预测奥氏体不锈钢GNG层内应力腐蚀疲劳裂纹扩展速率的“力-化学”模型,实现了超声冲击处理后GNG/CG 304不锈钢应力腐蚀疲劳寿命的科学预测。确立了奥氏体不锈钢冲击处理后“超声冲击参数—微观结构—抗应力腐蚀疲劳性能”之间的定量关系,提出了强化不锈钢抗应力腐蚀疲劳性能的超声冲击参数优化准则的整体方案,并通过现场挂片实验进行了验证与技术推广。. 本项目已发表一作SCI论文三篇,相关内容与成果作为 “特种表面冲击强化抗应力腐蚀与疲劳技术及应用”一部分获得了 2018 年国家科学技术进步奖二等 1 项,研究成果可进一步拓宽超声冲击处理技术的应用领域,为解决重大装备奥氏体不锈钢应力腐蚀疲劳问题提供理论基础和科学方法。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于被动变阻尼装置高层结构风振控制效果对比分析

基于被动变阻尼装置高层结构风振控制效果对比分析

DOI:10.13197/j.eeev.2019.05.95.fuwq.009
发表时间:2019
2

基于改进LinkNet的寒旱区遥感图像河流识别方法

基于改进LinkNet的寒旱区遥感图像河流识别方法

DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2022.07.022
发表时间:2022
3

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

DOI:10.7538/hhx.2022.yx.2021092
发表时间:2022
4

超声无线输能通道的PSPICE等效电路研究

超声无线输能通道的PSPICE等效电路研究

DOI:10.3969/j.issn.0372-2112.2018.08.012
发表时间:2018
5

脉冲直流溅射Zr薄膜的微结构和应力研究

脉冲直流溅射Zr薄膜的微结构和应力研究

DOI:10.3788/AOS202141.1831001
发表时间:2021

杨新俊的其他基金

相似国自然基金

1

改进奥氏体不锈钢加工表面抗应力腐蚀性能的原理与方法研究

批准号:51875219
批准年份:2018
负责人:王学林
学科分类:E0504
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

超声冲击强化焊接接头抗应力腐蚀开裂机理研究

批准号:50875121
批准年份:2008
负责人:凌祥
学科分类:E0505
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
3

拉伸及超声冲击处理塑性预变形后奥氏体不锈钢的氢脆机制

批准号:51505477
批准年份:2015
负责人:王艳飞
学科分类:E0504
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

奥氏体不锈钢海洋大气环境下的应力腐蚀开裂机理研究

批准号:40876048
批准年份:2008
负责人:黄彦良
学科分类:D0611
资助金额:43.00
项目类别:面上项目