文 献 综 述
一、课题内容：
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应力腐蚀：
- 应力腐蚀综述：
金属腐蚀遍及生产和生活的各个领域，特别是在石油炼制、冶金、核能等行业出现较为普遍，造成危害。金属腐蚀不但引起资源浪费、环境污染，还严重影响设备的正常运行。例如压力容器和管道等承压设备，内部介质往往具有易燃、易爆、有毒、强腐蚀性等特点[1-5]。为解决各种腐蚀问题，一方面要采取防腐蚀措施，另一方面则要使用大量的耐腐蚀性材料。其中，不锈钢因具有良好的耐腐蚀性而被广泛应用。
在各类不锈钢材料中，由于奥氏体不锈钢具有全面的、良好的综合性能，其使用量约占整个不锈钢产量的65%-70%。奧氏体不锈钢由于易受到氯离子影响而发生应力腐蚀，一方面源于奧氏体不锈钢材料使用的日益广泛性，另一方面源于氯离子存在的广泛性，导致奥氏体不锈钢应力腐蚀发生较为普遍[3]。工业用水、催化剂等都是氯离子的来源，即使有时氯离子浓度很低但由于微量的氯离子常会在某个部位富集，还是会造成一定程度的应力腐蚀。因此，即使在严格的预防措施下，奥氏体不锈钢在氯环境中的应力腐蚀失效事故仍然频繁发生。应力腐蚀断裂属于低应力脆性断裂，裂纹具有很大的隐蔽性，腐蚀开裂通常集中于尿素合成塔衬里背面、废热锅炉的炉管、蒸汽分配器等[3-4]。
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- 应力腐蚀研究状况：
应力腐蚀是一个复杂的过程，影响因素众多。虽然人们已对奥氏体不锈钢应力腐蚀做了大量研究，但是对应力腐蚀机理以及过程的认识还不够充分，对影响因素考虑还不周全，从而导致应力腐蚀失效分析具有很大的不确定性。同时，应力腐蚀失效概率分析是风险评估的重要组成部分。应力腐蚀失效作为奥氏体不锈钢的重要失效模式，对其失效率的研究有很大的现实意义[3]。
1.3应力腐蚀的蒙特卡洛模拟：
为了预测由于应力腐蚀开裂导致的失效时间，必须了解裂纹的发生和生长的发生过程。通常采用预裂试样研究裂纹扩展行为，并根据断裂力学定量分析应力强度因子与裂纹扩展速率之间的关系[1]。
当裂纹在有限区域内形成多条裂纹时，相邻的裂纹会影响裂纹尖端的应力场，这也叫做多重裂纹之间的力学相互作用，而且这个反应会影响裂纹生长速率。当裂纹尖端相互靠近时，力学相互作用引起裂纹扩展的加速。另一方面，当裂纹尖端接近邻近裂纹的表面时，由于应力屏蔽效应，裂纹扩展受到抑制。此外，复合材料可能会结合在一起，这也加速了裂纹扩展。为了评估材料的断裂行为，对长大、疲劳和应力腐蚀开裂进行了裂纹萌生和扩展模拟，其中在扩展行为中考虑了多裂纹之间的机械相互作用和接近裂纹的结合。由于多裂纹之间的相互作用受裂纹的相对位置和大小的影响较大，因此了解裂纹的产生时间和位置是很重要的，在模拟模型中应考虑裂纹的产生情况。利用裂纹观测系统，对裂纹萌生行为进行了观测。通过仔细分析观测到的图像，确定了裂纹的数量和位置。之后，采用蒙特卡罗模拟技术结合损伤力学建立了表面裂纹产生模型。
模拟的过程对象涉及应力腐蚀裂纹的孕育、萌生和扩展等过程，其中的孕育萌生过程可视为随机过程，而发展到较大裂纹之后，单个裂纹的扩展可视为一个确定性问题。从而，整体上可以把应力腐蚀裂纹的生长和发展做为一个随机过程来研究。建立裂纹的萌生和扩展行为计算机模拟的蒙特卡罗模型，并通过计算机模拟，进行应力腐蚀蒙特卡洛模拟计算。
- 裂纹萌生和寿命预测
2.1裂纹萌生：
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