[发明专利]一种实现轴向加载腐蚀疲劳试验周浸环境的系统以及方法

说明书

一种实现轴向加载腐蚀疲劳试验周浸环境的系统以及方法，由控制器、周浸介质槽系统、周浸供液系统和供气系统组成，周浸介质槽系统安装在疲劳试验机上，并分别与周浸供液系统、供气系统连接，周浸供液系统向周浸介质槽系统提供介质或回流介质，控制器与供气系统连接控制供气系统向周浸介质槽系统供气或断气，能够保证轴向加载疲劳试样在试验过程中的周浸环境满足GB/T19746《金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验》中要求，试验中每小时为一个周期，其中试样处于10min的浸渍和50min的干燥环境，浸渍溶液的温度为25℃±2℃，干燥时要求空气流通，空气温度为27℃±1℃，相对湿度应在45%±6%。

技术领域

本发明涉及材料腐蚀疲劳性能测试领域，具体说的是一种实现轴向加载腐蚀疲劳试验周浸环境的系统以及方法。

背景技术

腐蚀疲劳试验是在腐蚀环境中进行疲劳试验，考察材料在腐蚀环境和循环载荷共同作用下的服役性能。目前常用的方法是测在腐蚀环境中一定载荷比下的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展速率，其中轴向加载腐蚀疲劳试验主要是用来测疲劳寿命，常参照的标准为GB/T3075《金属轴向疲劳试验方法》。在试验过程中，轴向疲劳载荷往往通过液压伺服疲劳试验机或电子高频、超声高频疲劳试验机来实现，而腐蚀环境则需要操作者根据试验条件和试样类型自行设计实现方法，在标准中也没有明确说明。对于在周浸环境下进行应力腐蚀试验(静态载荷)，目前常用的方法是将试样用螺栓加载后放进周浸环境试验箱内进行试验；轴向加载下的周浸环境应力腐蚀(静态载荷)和腐蚀疲劳试验(动态载荷)均没有较成熟的方法，特别是周浸环境腐蚀疲劳试验，目前还未查到相关资料，这是因为轴向加载下的腐蚀疲劳试验的周浸环境较难实现。周浸环境是模拟工业海洋大气腐蚀环境，使测试的试样交替地浸入液态腐蚀介质和暴露在空气中，它可以模拟潮水涨落引起的潮差带腐蚀及波浪冲击，大气中经常遇到间隔降雨、结露和干湿交替出现的状态以及使用过程中因液面升降引起的腐蚀，试验结果与干湿变化的频率、温度和湿度密切相关。目前常用的试验周浸环境参照GB/T19746《金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验》中执行，要求每小时为一个周期，其中10min的浸渍和50min的干燥，浸渍溶液的温度为25℃±2℃，干燥时要求空气流通，空气温度为27℃±1℃，相对湿度应在45％±6％。对于环境试验箱，以上控制难度不大，但对于加载的疲劳试样，由于受介质槽空间、试样与介质槽连接形式的影响，要保证以上要求，实现难度较大：①介质槽结构设计难度大，特别是介质槽与试样连接方式设计：为防止试样发生电偶腐蚀，试样仅能工作部分在介质槽内，所以试样必须穿过介质槽，如此介质槽的密封就特别困难，应力腐蚀情况下，所加载荷为静态力，胶密封就可以；但对于腐蚀疲劳，所加的载荷为动态载荷，胶密封已达不到使用要求，试验过程中，疲劳循环数周次后，胶与试样的连接或胶与介质槽的连接均容易出现松动，导致出现泄漏，所以必须采用结构密封，故对介质槽的设计要求非常高，特别是试样如何与介质槽连接方式设计；②周期浸渍、有温湿度要求的空气流通控制难度大：由于介质槽仅安装在试样的工作部分，受试样尺寸的限制，介质槽内部尺寸较小，且中间有试样穿过，故周浸试验箱采用的控制方法在疲劳腐蚀试验槽内不适用，不同于周浸环境箱的设计，疲劳腐蚀试验周浸介质槽必须有完全创新的方法才能达到要求。为此，本发明提供一种轴向加载腐蚀疲劳周浸环境实现方法，其可较好地解决以上两方面的难题，且实现简单、控制可靠、成本低廉，易于试验过程中的操作，保证周浸环境下的轴向加载腐蚀疲劳试验正常进行。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种实现轴向加载腐蚀疲劳试验周浸环境的系统以及方法，能够保证轴向加载疲劳试样在试验过程中的周浸环境满足GB/T19746《金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验》中要求，试验中每小时为一个周期，其中试样处于10min的浸渍和50min的干燥环境，浸渍溶液的温度为25℃±2℃，干燥时要求空气流通，空气温度为27℃±1℃，相对湿度应在45％±6％。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种实现轴向加载腐蚀疲劳试验周浸环境的系统，由控制器、周浸介质槽系统、周浸供液系统和供气系统组成，周浸介质槽系统安装在疲劳试验机上，并分别与周浸供液系统、供气系统连接，控制器与供气系统连接控制供气系统向周浸介质槽系统供气或断气；