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核电材料长期处于高温高压、辐照等较为恶劣的工作环境中,其腐蚀问题直接威胁着核电的运行安全。应力腐蚀开裂作为一种常见的局部腐蚀形式,由于其突发性强,极易造成较大危害等特点,所以更应引起人们的重视。304NG不锈钢是一种常用的核电材料,研究其应力腐蚀开裂(SCC)早期裂纹萌生信号,从而为核电现场的腐蚀监检测提供依据,具有十分重要的意义。电化学噪声技术具有原位、无损的特点,可以提供较多腐蚀反应过程的信息,为探索腐蚀过程和机理提供重要依据。目前已有国内外众多学者将其应用于核电用材料应力腐蚀开裂的研究,但对于核电材料的现场在役监检测研究却鲜有报导。本文采用电化学噪声技术与声发射技术联合的方式对304NG在酸性氯化钠溶液中慢应变速率拉伸与恒载荷拉伸条件下SCC过程进行了研究,结果表明,在该体系中,试样SCC出现较为迅速。304NG的腐蚀形态由应力腐蚀和点蚀等局部腐蚀逐渐发展成为包括裂纹和蚀孔发展的复杂的全面腐蚀。四个不同应力值的恒载荷拉伸试样电位和电流密度随时间变化曲线与慢拉伸试样相似。通过声发射信号能量总计数—时间与振铃总计数—时间曲线斜率的变化,可以区分出试样表面腐蚀发展的不同阶段。本文还采用实验室制作的高温高压电位检测传感器对304NG预制缺口试样在高压釜中的升温过程和高温高压水环境中慢应变速率拉伸过程进行了电位噪声测试,慢应变速率拉伸后,试样表面出现由于拉伸产生的裂纹而不是应力腐蚀裂纹。

关键词：电化学噪声 304NG不锈钢慢应变速率拉伸

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304控氮不锈钢应力腐蚀过程中声发射信号聚类分析

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化工学报 2011年第4期62卷 1027-1033页

作者：王伟魁曾周末杜刚魏永佳宋诗哲天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学材料科学与工程学院天津300072

研究了304控氮不锈钢试样在酸性氯化钠溶液中慢应变速率拉伸过程的声发射特征。采用基于自组织映射神经网络和K-均值聚类算法对长时间慢拉伸实验的声发射信号进行聚类分析,通过分析各类信号的持续时间、上升时间、振铃、能量、幅值、波... 详细信息

研究了304控氮不锈钢试样在酸性氯化钠溶液中慢应变速率拉伸过程的声发射特征。采用基于自组织映射神经网络和K-均值聚类算法对长时间慢拉伸实验的声发射信号进行聚类分析,通过分析各类信号的持续时间、上升时间、振铃、能量、幅值、波形、频带能量等特征,从中找出了裂纹信号。将分类后的信号作为样本训练神经网络,对短时间慢拉伸实验检测到的声发射信号进行识别,找出了应力腐蚀初期的裂纹萌生信号,且与长时间慢拉伸实验检测到的声发射信号特征一致。研究结果表明,304控氮不锈钢应力腐蚀过程中的声发射测试结果与电化学噪声测试结果一致;304控氮不锈钢在酸性氯化钠溶液中的应力腐蚀过程主要会产生包括裂纹在内的3类声发射信号,通过聚类分析方法可以将3类声发射信号区分出来,找出裂纹信号。

关键词：声发射 304控氮不锈钢应力腐蚀开裂聚类分析慢应变速率拉伸

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