腐蝕對疲勞裂縫延伸的影響

Abstract

本文分巨觀與微觀兩方面來研究腐蝕疲勞裂縫延伸的影響。 1.巨觀方面： 首先研究裂縫尖端的塑性區和裂口閉合應力的降低，因而使得疲勞裂縫延伸速率增加 。 由裂口閉合的實驗中發現裂口轉使有效應力範圍因子減少許多，並使疲勞與腐蝕疲勞 兩者的裂口閉合應力趨近於相等，其裂縫延伸率也因而近於相等。此時的有效應力範 圍因子不僅是裂縫長度、試片厚度和應力比的函數，也是最大外加應力的函數。 2.微觀方面： 由金相的觀察比較，可知腐蝕使原本為延性的鋁材在受疲勞負荷時變成脆斷。 此外，由實際腐蝕疲勞實驗中觀察到微小裂縫與主裂縫接合的現象，因而在腐蝕疲勞 時其裂縫延伸速率大於疲勞裂縫延伸率。由此提出一相互作用因子f ，經計算結果顯 示當微小裂縫與主裂縫成36°時最易成長，這可用以說明何以腐蝕疲勞中裂縫路徑趨 於鋸齒狀的情形。此外由相互作用因子的計算可得知當應力比愈高時，腐蝕的效應將 愈明顯，這與實驗結果相符合。