[发明专利]一种CCT试样腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验用装置

说明书

一种CCT试样腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验用装置，包括待测试样、供液组件和环境供给组件，环境供给组件包括分装式腐蚀盒、连接螺栓和硅胶垫片，分装式腐蚀盒由左右对称设置的两个介质盒构成。本发明能够为CCT试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验提供稳定、可靠的腐蚀溶液环境，使CCT试样的裂纹缺口在试验过程中始终全部浸没在腐蚀溶液中，尤其适用于含饱和气体（如CO₂、N₂等）的腐蚀溶液，能够很好的保证腐蚀溶液在试验过程中的稳定性、均一性和可靠性，可使腐蚀环境中CCT试样裂纹扩展速率试验在实验室有效开展，以提高试验的可靠性和有效性。

技术领域

本发明涉及金属材料腐蚀疲劳裂纹扩展检测技术领域，具体的说是一种CCT试样腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验用装置。

背景技术

JC关键部件材料由于长期服役在Cl^-环境中，期间会承受来自波浪和海流的交变载荷作用，存在潜在的腐蚀疲劳失效风险。腐蚀疲劳裂纹扩展试验是一种基于断裂力学Paris公式发展起来的检测项目，用于含裂纹材料在腐蚀环境下的疲劳寿命预测和分析，对于海洋工程材料的安全服役具有重要的指导意义。疲劳裂纹扩展速率试验中试样常用的形式有三种：紧凑拉伸试样（CT）、中心裂纹拉伸试样（CCT）和单边缺口拉伸试样（SENT），其中，CCT试样由于裂尖拘束作用较小，在预制疲劳裂纹过程中裂纹尖端不易产生屈曲，故适用于薄板材料。因此，开展CCT试样腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验，对于JC关键部件薄板材料的腐蚀疲劳性能评价更具有指导意义。

CCT试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验，一般是对处于腐蚀溶液环境中的试样进行疲劳加载，获取试样在不同疲劳循环周次N下的裂纹长度a，再通过七点拟合法或割线法得到材料的da/dN曲线及方程。由于试验中的裂纹长度a可由精度高、可靠性好的目测法获取，疲劳循环周次N可由疲劳试验机采集，七点拟合法或割线法均为较成熟的数据处理方法。因此，开展此项试验的关键是如何实现稳定、可靠的CCT试样的腐蚀溶液环境，并在试样疲劳加载过程中保证腐蚀溶液循环稳定。

专利CN104931373A公开了一种腐蚀疲劳裂纹扩展试验装置，适用于柔度法测量材料的腐蚀疲劳裂纹扩展速率及门槛值；专利CN1587988公开了一种测量腐蚀液中疲劳裂纹扩展速率的试样及试验方法，在其试样远离裂纹扩展面的上侧采用整体设计的方法设置有电子引伸计的装卡刀口；以上方法均适用于CT试样，但对于CCT试样并不适用。北京航空材料研究院的朱亦钢发表的《柔度方法测量中心裂纹试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率》论文，提出了一种腐蚀环境下的裂纹测量装置，该装置通过腐蚀盒和COD规的配合使用，实现了腐蚀环境下CCT试样裂纹的自动读取。但在该方法和装置中，COD规价格昂贵，使其长时间接触腐蚀溶液，不仅会造成COD规的腐蚀损坏，还会影响裂纹测量精度。

因此，如何设置相应的装置结构，使其能够为CCT试样提供稳定、可靠的循环式腐蚀溶液环境，且试验成本较低、裂纹测量精度高，对于JC关键部件薄板材料的腐蚀疲劳性能评价来说具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的技术目的为：提供一种能够为CCT试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验提供稳定、可靠的腐蚀溶液环境，使CCT试样的裂纹缺口在试验过程中始终全部浸没在腐蚀溶液中，尤其适用于含饱和气体（如CO₂、N₂等）的腐蚀溶液，能够很好的保证腐蚀溶液在试验过程中的稳定性、均一性和可靠性，可使腐蚀环境中CCT试样裂纹扩展速率试验在实验室有效开展的试验装置，来提高试验的可靠性和有效性。