フラクタルノイズ解析を用いた応力腐食割れ初生現象の解明

使用分形噪声分析阐明初始应力腐蚀开裂现象

基本信息

批准号：
07750089
负责人：
渡辺豊
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、応力腐食割れ(SCC)の初期過程の現象を明らかにし、SCC初生機構を解明することを目的として、SCCの初期損傷過程の計測手法を開発し、それらの方法によりSCC発生過程での金属表面の電気化学的挙動の変化を詳細に調べた。まず、巨視き裂発生以前のSCC初期の現象をその場計測するために、下記の2種類の電気化学的手法を開発した。(1)インピーダンスモニタリングによるSCC発生の検出種々の鋭敏化度を持つSUS304ステンレス鋼についてチオ硫酸ナトリウム水溶液中での低ひずみ速度試験を行い、その過程での電極インピーダンスの変化を連続監視した。その結果、SCCが発生する場合にのみ電極インピーダンスが急激に低下すること、また、電極インピーダンスの変化は顕微鏡観察によってき裂が発見され始める以前に現れることを見いだし、SCCの発生を極めて初期の段階で検知できることが示された。(2)電気化学的ノイズ(短絡電流ノイズ)計測によるSCC発生の検出種々鋭敏化度を変えたSUS316ステンレス鋼を用いて高温高圧水中でのひずみ速度試験を行った。その過程で、試験片と対極との間に流れる短絡電流を連続モニタリングし、SCCとの対応関係を詳細に調べた結果、スパイク状の変動として観測される電流ノイズが割れの発生・進展と対応することが明らかとなり、割れ発生を極めて初期の段階で検知できることが示された。これらの電気化学的手法に加え、従来法に比べてより高感度な交流電位差法を開始し、き裂検出能力の向上を図った。これらの成果により、これまで捉えることが容易でなかったSCC初期プロセスにおける金属表面でのローカルな皮膜破壊・再生挙動ならびに皮膜特性の変化をリアルタイムで監視することが可能となった。その結果、皮膜の再生速度と皮膜破壊の局所への集中が割れ発生条件を決める要因となることが推察された。

在这项研究中，我们开发了一种测量SCC初始损伤过程的方法，目的是阐明应力腐蚀破裂（SCC）的初始过程（SCC）的现象并阐明SCC初始化的机制，并通过使用这些方法详细研究了SCC生成过程中金属表面的变化。首先，为了原位测量大型发育前SCC现象，开发了以下两种电化学方法。（1）通过阻抗监测检测SCC的生成：在硫代硫酸钠溶液中测试了具有各种敏化水平的SUS304不锈钢，并且在此过程中电极阻抗的变化被连续监测。结果表明，仅当发生SCC时，电极阻抗突然降低，并且通过显微镜观察开始发现电极阻抗的变化出现在裂纹之前出现，这表明可以在很早的阶段检测到SCC的发生。（2）使用具有各种敏化度的SUS316不锈钢，在高温和高压水中进行了通过电化学噪声（短路电流噪声）测量应变速率测试来检测SCC的应变率测试。在此过程中，详细检查了与SCC的对应关系，并详细检查了与SCC的对应关系，并且发现当电流噪声观察到尖峰样波动对应于裂纹和进展，表明裂纹可以在早期的早期阶段检测到裂纹。除了这些电化学方法外，已经启动了AC电位差方法，该方法比常规方法更敏感，并且提高了更有效的裂纹检测能力。这些结果可以实时监测金属表面上的局部薄膜分解和再生行为，以及在SCC初始过程中膜性能的变化，这先前很难掌握。结果，据估计，薄膜的再生速率和薄膜崩溃的浓度在当地是决定破裂状况的因素。