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应力腐蚀试验

发布日期:2022-06-23    浏览量:54次

应力腐蚀开裂是指受拉伸应力作用的金属材料在某些特定的介质中,由于腐蚀介质和应力的协同作用而产生滞后开裂,或滞后断裂的现象。通常,在某种特定的腐蚀介质中,材料在不受应力时腐蚀速度很小,而受到一定的拉伸应力(可远低于材料的屈服强度)下,经过一段时间后,即使是延展性很好的金属也会发生低应力脆性断裂。材料或构件的应力腐蚀评价方法根据加载方式的不同可分为恒变形试验、恒载荷试验、慢应变速率试验和断裂力学法。

恒变形法是使试样发生一定的变形,对它在试验环境中的SCC敏感性进行评定的方法。这种方法所使用的试样形状和手段很多,常用的有U形、C形环、弯梁试样等,一般利用卡具或螺栓固定试样的变形以加载应力。这种方法的优点是简便、经济、试样紧凑,适合于在有限空间的容器内进行长时间的成批试验。

利用砝码、力矩、弹簧等给试样加上一定的载荷而达到加载的目的,这种加载方法称为恒载荷法。这种加载应力的方式往往被用来模拟工程构件可能受到的工作应力或外加应力。可采用直接拉伸加载,也可对弯曲试样加载实现恒载荷的应力腐蚀试验。直接拉伸加载最简单的方法是把试样的一端固定,在另一端直接悬挂砝码。对于大截面的高强度金属材料,可以采用杠杆系统加载。实验室试验用的较多的是小截面试样。与大截面试样相比,对引发SCC具有更大的敏感性、可以更快地获得试验结果、试验操作比较方便的优点。弯曲试样加载又可分为三点加载、四点弯曲加载和悬臂梁加载三种。

应力腐蚀开裂

慢应变速率试验是在一定环境中将拉伸试件放入特制的慢应变速率试验机中, 以恒定不变的相当缓慢的应变速度通过试验机十字头位移而把载荷施加到试件, 以强化应变状态来加速 SCC过程的发生和发展。由于试验处于环境室中, 可在慢拉伸过程中同时研究其它因素如温度、 电极电位和溶液 p H值等对应力腐蚀过程的影响。该试验可采用无裂纹试样或缺口试样, 将试样在特定的腐蚀介质和惰性介质中缓慢拉断后,就可以根据延伸率等参数的不同和断口形貌及二次裂纹的特征来评定特定材料—介质体系对应力腐蚀破裂的敏感性。

断裂力学试验方法采用带有预制裂纹的试样,通常是在光滑试样上用机械方法加工一个切口,然后用疲劳载荷在切口根部产生裂纹,也可用机械突入法等方法产生裂纹。然后对试样加一定载荷并置入环境中进行试验。

同时,根据环境介质的不同又可分为3.5%NaCl溶液试验、沸腾MgCl3溶液试验、连多硫酸溶液试验、热盐法、Mattsson溶液试验等。

3.5%NaCl溶液间浸试验主要用于试验铝合金和铁基合金SCC敏感性,是一种加速试验方法。可用于选材、质量控制检验和发展新合金等。沸腾氯化镁溶液试验是一种检测不锈钢及有关合金的SCC敏感性的标准试验。连多硫酸溶液试验用于测定不锈钢或其他有关材料(Ni-Cr-Fe)在连多硫酸溶液中对延晶SCC的相对敏感性。热盐环境试验是一种检测钛合金氢脆和SCC敏感性的试验方法。热盐试验首先用喷涂的方法在加载应力的试样表面覆盖一层NaCl盐膜,然后将涂盐试样暴露于高温下。通常是根据合金的力学性能和预计的使用条件来确定暴露温度和应力水平,而暴露时间随合金、应力、温度和选择的破坏判据而定。pH=7.2的Mattson溶液是评定Cu-Zn合金对SCC敏感性的一种标准试验溶液。

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