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應(yīng)力腐蝕標(biāo)準(zhǔn)試驗方法

發(fā)布日期:2024-07-15
 簡介:
由拉伸應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)協(xié)同作用導(dǎo)致材料或構(gòu)件過早開裂的現(xiàn)象。
 
 擴(kuò)展速率:
一般為10-9~10-6m·s-1,比一般均勻腐蝕的速率要快106倍。
 
特點(diǎn):
引發(fā)構(gòu)件失效的主要原因之一,且無明顯征兆,往往給工程帶來災(zāi)難性損失。
 
現(xiàn)有應(yīng)力腐蝕評價標(biāo)準(zhǔn):       
國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)是BS EN ISO 7539 Corrosion of Metals and Alloys-Stress Corrosion Testing合訂本,我國GB/T 15970《金屬和合金的腐蝕-應(yīng)力腐蝕試驗》等同采用ISO標(biāo)準(zhǔn)。    
標(biāo)準(zhǔn)中給出了多種應(yīng)力腐蝕評價方法,歸納起來:有3種試樣類型,即光滑試樣、帶缺口試樣和預(yù)制裂紋試樣;加載形式也有3種,即恒位移、恒載荷和慢應(yīng)變速率。
 
恒位移法
 簡介:
恒位移法又稱恒總應(yīng)變法,首先通過拉伸或彎曲使試樣產(chǎn)生變形,然后借助具有足夠剛性的框架或螺栓以維持這種變形,即在整個試驗過程中試樣變形的總位移量是恒定的。其中,試樣的變形包括彈性變形和塑性變形兩種。
應(yīng)用領(lǐng)域:
這種加載方式往往用于模擬工程構(gòu)件中的加工制造應(yīng)力狀態(tài),屬于應(yīng)力腐蝕最常用的一種評價手段。
 
恒載荷法
 簡介:
恒載荷法是試驗過程中試樣加載載荷保持不變的一種評價方法與光滑試樣相同,亦屬于通過/失敗類評價方法,可用于材料的合格性驗收。將試樣的一端固定,另一端加上恒定的拉伸靜載荷,然后將試樣浸泡在腐蝕介質(zhì)中,記錄SCC發(fā)生的時間。
應(yīng)用領(lǐng)域:
由于其初始應(yīng)力明確,試驗結(jié)果可定量描述材料應(yīng)力腐蝕敏感性。與恒位移法相比,恒載荷法特別適用于初始應(yīng)力明確,試驗過程中應(yīng)力保持恒定的情況。
例如,在實際工程中,大型構(gòu)件在加工、制造或隨后的使用過程中不可避免地會產(chǎn)生各種缺陷,即所謂的“帶缺陷服役”。在這種情況下,構(gòu)件承受的外部載荷不會隨各種缺陷程度的加深而改變。
另外,依據(jù)斷裂力學(xué)理論,構(gòu)件發(fā)生斷裂失效是由裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展、裂紋失穩(wěn)撕裂幾個過程組成。其中,裂紋萌生過程用時最長,約占全過程的90%左右。從這點(diǎn)上講,恒載荷試驗所得結(jié)果比恒位移試驗所得結(jié)果更能代表裂紋萌生時間。因此,恒載荷試驗有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價值。
優(yōu)點(diǎn):
應(yīng)力狀態(tài)明確、試驗方法簡單、試驗周期相對較短,試驗沒有試樣類型和尺寸限制
 
慢應(yīng)變速率法
 簡介:
慢應(yīng)變速率(SSRT)法是以相當(dāng)緩慢的應(yīng)變速率給處于腐蝕介質(zhì)中的試樣施加載荷,以考察材料應(yīng)力腐蝕敏感性大小。緩慢加載的目的是讓腐蝕介質(zhì)與金屬表面有充分的反應(yīng)時間。因此,應(yīng)變速率是試驗過程中的一個關(guān)鍵參數(shù),太快或太慢均不合適。對于大多數(shù)材料-環(huán)境體系,最為敏感的應(yīng)變速率為10-6~10-7s-1。
試驗注意點(diǎn):
需要注意的是,如果一次試驗沒有應(yīng)力腐蝕敏感性,并不能說明該材料沒有應(yīng)力腐蝕敏感性,試驗還應(yīng)該在更寬泛的應(yīng)變速率下進(jìn)行試驗,包括更低的應(yīng)變速率,如10-8s-1。
評價指標(biāo):
試驗結(jié)果評價是與在惰性環(huán)境中所得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,評價指標(biāo)包含:塑性損傷、斷裂強(qiáng)度、吸收能量、斷裂時間等,并結(jié)合斷口形貌和二次裂紋等信息綜合評估材料應(yīng)力腐蝕敏感性大小。
優(yōu)點(diǎn):
試驗周期短,效率高;評價結(jié)果具有多維度、多指標(biāo)性,不局限于斷裂時間一種。
缺點(diǎn):
設(shè)備相對復(fù)雜,不便于進(jìn)行高溫高壓環(huán)境試驗,且費(fèi)用較高;不能從試驗曲線中區(qū)分裂紋萌生期和擴(kuò)展期相關(guān)信息。
應(yīng)用領(lǐng)域:
如果僅用于材料篩選的目的,慢應(yīng)變速率試驗無疑是第一選擇。然而,由于沒有可接受的驗收準(zhǔn)則,慢應(yīng)變速率試驗并不能用于材料驗收評價,即僅用做選材,這與前兩種評價方法有本質(zhì)區(qū)別。