沸騰氯化鎂溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn)方法—ASTM G36

金屬及合金在沸騰氯化鎂溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn)方法——ASTM G36

1． 范圍

1． 1 本標(biāo)準(zhǔn)描述了在沸騰氯化鎂溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn)方法。 雖然這個(gè)試驗(yàn)可以在不同的氯化鎂濃度下進(jìn)行， 但試驗(yàn)過(guò)程中溶液保持

恒定 155.0±1.0℃沸騰溫度。 在一個(gè)大氣壓下不同濃度氯化鎂溶液的沸點(diǎn)示于圖 1。能夠保持溶液一定濃度和溫度的試驗(yàn)設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)中也給出了建議。

1． 2 沸騰氯化鎂試驗(yàn)適用于不銹鋼鍛件、 鑄件、焊接件及其相關(guān)合金檢測(cè)。 此方法可以檢驗(yàn)材料在組成、 熱處理、 表面加工、 微觀結(jié)構(gòu)和應(yīng)力等方面對(duì)氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的敏感性。

1． 3 這個(gè)試驗(yàn)主要涉及到試驗(yàn)溶液， 可以用于檢驗(yàn)各種應(yīng)力腐蝕試樣、 表面加工試樣及有不同許用應(yīng)力的試樣。

2. 規(guī)范性引用文件

2． 1 ASME 標(biāo)準(zhǔn)

D1193 去離子水規(guī)格

G1 腐蝕試樣的制備、 清洗和評(píng)價(jià)

G15 腐蝕和腐蝕試樣相關(guān)術(shù)語(yǔ)

G30 U 型彎曲應(yīng)力腐蝕試樣的制備方法

3． 術(shù)語(yǔ)

相關(guān)術(shù)語(yǔ)見(jiàn) G15

4． 概述

4.1 將一定量的試劑級(jí)氯化鎂和去離子水加入一個(gè)帶有溫度計(jì)和回流冷凝裝置的試驗(yàn)容器中， 在一定熱源上進(jìn)行加熱。 當(dāng)氯化鎂開(kāi)始沸騰時(shí)， 通過(guò)滴加少量的水或鹽來(lái)調(diào)整使其保持需要的濃度和沸點(diǎn)。

4． 2 在溶液穩(wěn)定保持要求的沸點(diǎn)溫度以后， 放入加載一定應(yīng)力的試樣。 根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?試樣需要進(jìn)行周期性的觀察。 如果試驗(yàn)時(shí)間超過(guò) 7 天， 溶液要進(jìn)行更換或建議使用類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)裝置繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。

5 重要性和用途

5． 1 這個(gè)試驗(yàn)環(huán)境可以通過(guò)不同程度的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性為在含氯水環(huán)境中的不銹鋼及合金提供加速試驗(yàn)方法。 通常在熱含氯環(huán)境中具有一定抗蝕能力的材料在這個(gè)試驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂。 這個(gè)試驗(yàn)與在連多酸或堿性環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂無(wú)關(guān)。

5． 2 沸騰氯化鎂中的抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂在可能的情況下將與在用材料的抗蝕能力有關(guān)，但這種情況并不是一直都會(huì)出現(xiàn)。

5． 3 沸騰氯化鎂能導(dǎo)致許多不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕。 這將可能導(dǎo)致伴隨由于耐蝕凈截面積減小而造成機(jī)械性能失效的應(yīng)力腐蝕失效原因多樣化。 當(dāng)使用小截面試樣、 高許用應(yīng)力、長(zhǎng)暴露周期的抗應(yīng)力腐蝕合金或具有以上特點(diǎn)的材料時(shí)， 這種影響更大。 為了 正確評(píng)估失效原因要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試與檢驗(yàn)。

6． 實(shí)驗(yàn)裝置

6． 1 使用有溫度計(jì)和回流冷凝器的透明的與試驗(yàn)溶液不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的裝置， 此裝置在長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以通過(guò)降低水份流失和溶液濃縮來(lái)保持一定溫度和一定的氯化鎂溶液濃度。 氯化鎂溶液中水分的流失將導(dǎo)致溶液沸點(diǎn)的上升以至試樣產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的時(shí)間將縮短。

7． 試劑

7.1 試劑純度： 實(shí)驗(yàn)中用到的化學(xué)試劑都為試劑級(jí)。 除非另有說(shuō)明， 所有的試劑都必須符合美國(guó)化學(xué)會(huì)的分析純?cè)噭┮?guī)格， 如果用到其它級(jí)別的試劑， 必須保證試劑具有足夠高的純而不會(huì)減小檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

7.2 水純度： 本實(shí)驗(yàn)用水符合 D1193 Ⅳ型

7． 3 氯化鎂： 試驗(yàn)中氯化鎂溶液沸點(diǎn)保持在 155.0±1.0℃。 如果試驗(yàn)時(shí)間超過(guò) 7 天， 需要更換質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 25％的氯化鎂溶液。配制約 400mL 的溶液于 1L 錐形燒瓶或其它容器中， 將 600g 氯化鎂加到有 15mL水的錐形瓶中， 此裝置要配有溫度計(jì)。加 10－15 粒沸石將有冷凝器和溫度計(jì)的裝置放于一定熱源上加熱。當(dāng)溶液沸騰的很劇烈而沒(méi)有足夠的冷凝水回流時(shí)， 慢慢從冷凝器上口滴加 4－5mL 水使得溫度降至 155.0℃。 當(dāng)往沸騰氯化鎂溶液中加水時(shí)要有一定的防護(hù)措施。 冷水在氯化鎂表面可以形成一層膜， 當(dāng)?shù)竭_(dá)容器底部時(shí)， 會(huì)發(fā)生巨沸， 所以需要用一個(gè)防護(hù)罩。

注 1： 如果加入太多的水的話， 可以通過(guò)冷凝管加入一定量的 MgCl 2 •6H 2 O， 直到溶液溫度達(dá)到 155℃。

7． 4 將 53.4g MgCl 2 •6H 2 O 加入到 46.6mL 水中， 在室溫下溶解配制成 25％的溶液。

8 檢驗(yàn)試樣

8.1 任何類(lèi)型的應(yīng)力腐蝕試樣都可以用這個(gè)試驗(yàn)溶液來(lái)檢驗(yàn)。 見(jiàn) G1 和 G30。

8． 2 試驗(yàn)要有足夠的厚度， 當(dāng)由點(diǎn)蝕或均勻腐蝕而使得表面積減小時(shí)， 加載應(yīng)力不會(huì)導(dǎo)致機(jī)械損壞。

8． 3 在可能的情況下， 一個(gè)容器中只能放置一個(gè)試樣。 如果一個(gè)容器中多于一個(gè)試樣，試樣必須是同一種材料從而避免其它合金的腐蝕產(chǎn)物對(duì)另一合金造成有害的影響。

8． 4 試樣要用玻璃支架支撐避免與容器直接接觸。 用于給試樣加載應(yīng)力的金屬也必須支撐在支架上。

9 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

9． 1 試驗(yàn)前將實(shí)驗(yàn)儀器和試樣準(zhǔn)備好。 如果使用建議實(shí)驗(yàn)裝置， 請(qǐng)參考附錄 X1。

9． 2 給帶有溫度計(jì)和冷凝管的實(shí)驗(yàn)容器中加入一定量的 MgCl 2 •6H 2 O 和水配制成試驗(yàn)

溶液。 開(kāi)始加熱以后， 通過(guò)慢慢加入少量的水來(lái)調(diào)整溶液濃度直到達(dá)到恒定沸點(diǎn) 155

±1. 0℃。 然后將試樣放入容器中。