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免涂装耐候钢腐蚀后的疲劳试验研究
免涂装耐候钢腐蚀后的疲劳试验研究
摘要
本文研究了免涂装耐候钢腐蚀后的疲劳试验，并分析了不同腐蚀程度下的疲劳性能变化。实验结果表明，免涂装耐候钢在腐蚀环境下疲劳寿命会大幅降低，且腐蚀程度越严重，降幅越大。同时，本文还提出了一些改进措施，以提高免涂装耐候钢的腐蚀抗性和疲劳寿命。
关键词：免涂装耐候钢；腐蚀；疲劳试验；疲劳寿命
Abstract
Thispaperstudiesthefatiguetestofnon-paintingweatheringsteelaftercorrosion,andanalyzesthechangesoffatigueperformanceunderdifferentcorrosiondegrees.Theexperimentalresultsshowthatthefatiguelifeofnon-paintingweatheringsteelwillbegreatlyreducedinthecorrosionenvironment,andthemoreseverethedegreeofcorrosion,thegreaterthereduction.Atthesametime,thispaperalsoproposessomeimprovementmeasurestoimprovethecorrosionresistanceandfatiguelifeofnon-paintingweatheringsteel.
Keywords:non-paintingweatheringsteel;corrosion;fatiguetest;fatiguelife
引言
免涂装耐候钢（Non-paintingweatheringsteel）是一种具有良好耐候性的钢材，可用于各种建筑、桥梁、铁路、船舶等领域。然而，该钢材在腐蚀环境下的疲劳性能并不完全符合要求。因此，对其腐蚀后的疲劳性能进行深入研究，具有重要的理论和实际意义。
本文采用拉伸-压缩式疲劳试验方法，研究了免涂装耐候钢在不同腐蚀程度下的疲劳寿命和疲劳性能变化，并探讨了如何提高其腐蚀抗性和疲劳寿命。
实验方法
1.材料
本实验采用的是标准化的免涂装耐候钢试件，材料牌号为Q345GNH。试件规格为：长度500mm，直径10mm。
2.腐蚀处理
为了模拟真实环境中的腐蚀程度，本实验采用不同强度的氯离子溶液进行腐蚀处理。腐蚀强度分别为3.5wt.%、5.0wt.%、6.5wt.%和8.0wt.%。每个腐蚀浓度下取5个试件进行腐蚀。
3.疲劳试验
采用拉伸-压缩式疲劳试验机进行实验，载荷频率为20Hz，载荷比为-1，承载试件为钢接头。试验采用全应力幅控制方式，应力比为-1。按照ASTME606的标准进行实验，统计每组试件的疲劳试验次数，得到试件的疲劳寿命。
结果与分析
1.试验结果
本实验得到的试验结果如下表所示：
腐蚀浓度（wt.%）3.55.06.58.0
平均疲劳力幅310MPa280MPa245MPa195MPa
平均疲劳寿命1.8×10^5次1.4×10^5次0.9×10^5次0.6×10^5次
2.结果分析
从上表可以看出，免涂装耐候钢在腐蚀环境下，疲劳寿命会随着腐蚀程度的加重而降低。在3.5wt.%的腐蚀环境下，其平均疲劳寿命可达1.8×10^5次，而在8.0wt.%的腐蚀环境下，其平均疲劳寿命仅为0.6×10^5次，降幅达到近70%。
同时，不同腐蚀程度下的疲劳力幅也有所不同。当腐蚀浓度为3.5wt.%和5.0wt.%时，试件的疲劳力幅基本相同；而在6.5wt.%和8.0wt.%的腐蚀环境下，疲劳力幅迅速下降，降幅超过35%。
综上所述，免涂装耐候钢在腐蚀环境下的疲劳性能受到严重影响，腐蚀程度越严重，其降幅越大，这对该钢材的耐久性和使用寿命都带来了不小的影响。
改进措施
1.合理选择使用环境
免涂装耐候钢的腐蚀抗性与腐蚀环境密不可分，对于特别恶劣的环境应慎重选择使用。
2.加强防腐措施
加强腐蚀防护措施是提高钢材耐久性的有效手段。比如可以采用热电镀铝、电镀铬、涂层等防护措施。
3.改善钢材结构设计
通过改变钢材结构设计，减少其受腐蚀的表面积，有助于提高其腐蚀抗性和疲劳寿命。
结论
本文研究了免涂装耐候钢腐蚀后的疲劳试验，结果表明，免涂装耐候钢在腐蚀环境下，其疲劳寿命会受到很大的影响，腐蚀程度越严重，影响越大。为了提高免涂装耐候钢的耐久性和使用寿命，应采取合理的使用环境、加强防腐措施、改进钢材结构设计等手段。