雙相不銹鋼SAF2507空氣和腐蝕環(huán)境下的疲勞性能.pdf

1、在對(duì)海洋油氣資源開采的過程中，海洋平臺(tái)的運(yùn)行安全直接關(guān)系到國(guó)家財(cái)產(chǎn)甚至生命安全。而在眾多海洋平臺(tái)設(shè)備中，海洋平臺(tái)管道，尤其是海洋立管的可靠性對(duì)平臺(tái)的安全至關(guān)重要。海洋立管起到連接海洋平臺(tái)和海底井口的作用，其工作環(huán)境十分惡略，在其內(nèi)部流體和外部環(huán)境載荷的作用下會(huì)發(fā)生碰撞、腐蝕、疲勞失效等，其中疲勞失效是海洋立管所特有的一種失效形式，其最大的特點(diǎn)是在失效前沒有宏觀變形，失效表現(xiàn)出突然且破壞大的特點(diǎn)。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新

2、型材料也在海洋平臺(tái)上發(fā)揮其重要作用。其中雙相不銹鋼因具有更高的塑性、韌性、強(qiáng)度，耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕能力，廣泛應(yīng)用在海洋平臺(tái)中。
　　因此本論文則主要針對(duì)雙相不銹鋼作為海洋立管材料時(shí)遇到的疲勞失效問題開展實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其失效機(jī)理進(jìn)行分析，研究不同介質(zhì)下疲勞失效的特征及機(jī)理，并為該材料的工程應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。主要研究工作和研究成果如下:
　　1.通過對(duì)雙相不銹鋼SAF2507進(jìn)行旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)，得出空氣與3.5％NaCl

3、溶液環(huán)境下的應(yīng)力、壽命數(shù)據(jù)，使用升降法得出該材料在兩種環(huán)境下的疲勞極限、擬合出S-N曲線。宏觀上，雙相不銹鋼SAF2507在3.5％NaCl腐蝕環(huán)境中的疲勞強(qiáng)度較空氣中的下降很少，為空氣下的90％。
　　2.使用掃描電鏡對(duì)雙相不銹鋼SAF2507在兩種環(huán)境下的疲勞斷口進(jìn)行觀察，觀察材料在兩種環(huán)境下多個(gè)疲勞應(yīng)力斷口的特征，分析產(chǎn)生疲勞斷裂的機(jī)理及裂紋擴(kuò)展的特征。微觀上，空氣中疲勞斷口呈現(xiàn)韌性斷裂，在鐵素體和奧氏體相上呈現(xiàn)大量疲勞輝紋