GB T 15970.2-2000 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第2部分;弯梁试样的制备和应用.pdf

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1、GB/T 15970.2-2000 前言本标准等同来用国际标准ISO7539-2:1989(金属相什金的腐蚀成)J腐蚀试验第1部廿苛梁试样的制备和J任用G/T 1;)970在金属和含金的腐出J.!l力庸出试导命总际题干e包括以F部什。第l部分(CB/T15970.1-1995)1试验方法住则第2部什(GH/T15970.2-2川0)弯梁试样旧制备和U应用第2部什(CB/T1597(. 3-一199iJ)，U型弯曲试样的制备和应用第4部分CGl主，T15970. 4-200):单轴加载j:!伸试样的制备和山用第二部计(GH/T15970玉1998) ，C型环试样的制备和应用第6部分(GB/T15

2、97(). 6-1998) , I!ii裂纹试杆的制备1自11_.!L用第7部分慢应当E速率试验第8部分2焊接试样的制备和应用第8部仕标准将随后制定巳本标准由国家冶盘工业局提出。本际准由冶金信息标准研究院归口z本标准起草单位.钢铁研究且院、上海材料研究所rJ各际准主要起草人张宣、吕战鹏。GB!T 15970.2-2000 ISO前言lS()(国际标准化组织是各国标准机构(SU成民团体)的世界性联合组织国际标准的制rrJ刊通过I班技术委员会正规地进行=对某课题感兴趣的每个成员团体均有权参加为该课题建兑的技术委员会。与IS0协件的国际!Jl织、政府和非政府机构也可参阳1作。IS仆在所有电工标准化厅

3、面与国际电工委员会llEC)密切合作。由技术委员会采用的同际标准草案经成员用体传阅赞成后.由15(1委员会呆纳为同际标准向拈任IS()的树序，草案引少需要抖的成员团体投赞成票方能通过。国际际准IS07539-2由ISO!TC156金属和台盘的腐蚀技本委员会制定lS() 7539在金属和含金的腐蚀应力腐蚀试验屈、标题下，包括以下部分第1部分z试验方法总则第2部分=弯梁试祥的制备相应用第3部分，U型弯曲试样的?如l备和I用第4部分:单轴加载拉伸试样的市l备和应用第5部分，C型环试样的制备和应用第6部分:预裂纹试样的制备相应用第7部分慢应变速率试验第8部分，焊接试样的制备和应用寻|去主忆二本标准是G

4、BIT15970系列标准之一。该果列标准给出设计、制岳和应用不同类型试样进行试验以评价金属抗应力腐蚀性能的试验程序。使用该革步j标准中的任一标准.都要求阅读GB!T15970.1的有关条款。这有助于选择适用于特定环境的适写的试验和序，也有助于给出评价实验结果重要性的指导性意见。中华人民共和国国家标准金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第2部分:弯梁试样的制备和应用Corrosion of metals and alloys-Stress corrosion testing Part 2 :Preparation and use of benl-bea皿specimensGB!T 15970.2-200

5、0 idt ISO 7539-2 ,1989 注意=高强材料制成的弯梁i式样会快速破断.碎块以高速飞出，恨其危险。安装和检测试样的人民应认识到这种t可能性，并最取相!.j保护措施，.，量伤害。1 范围1- 1 (;B.T 15970的本部分涉且弯梁试样的设川、制备和使用程序，用1研究企属州力腐陆的敏感性在(;B/T15970的本部分中所用术市金属词包括台金。1- 2 弯梁试样可用于试验多种形式产品。主要适用于轧制的带材、板材或管材，由此能方便地提供具由矩形截闸的片状试样，但也用于铸材、丝、棒或具有圆形截面的机加工试样。弯梁试样也能适用于焊接部件。1- 3 试样的制备和加载装置既简单卫价廉，因此

6、，弯梁试样特别运用于大量试验且大气r.l力腐蚀试验。1.4 弯梁试样般在名义恒应变虽件下进行试验，但也可采用名义恒负荷条件。在两种情况下，开裂走生时试样孤度的局部变化将导致裂纹扩展期条件的改变。试验应力应取试验开始的最高表面张山力。2 号|用标准F列标准所包含的矗立，通过在丰标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时.所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性eGB/T 15970.1-199岳金属和含金的腐蚀应力腐蚀试验第1部分2试验方法且如lGB/T 15970.4-2000盘属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第4部分:单轴加载拉伸试样的制备和应用3

7、 定义(;1l!T 15970.1-1995 给出的定义，适用于本标准。4 原理4.1. 验包括把弯曲应h加到具有短形或圆形截面的弯梁试样上，并将受力试样暴露在特定的试验环境中。4.2 弯梁试样的排帽l所产生的外加张应力的大小，如5.4所述，由试样尺寸、弹性模量和弯曲挠度来计算。4-3 只有在bi:力班平低于弹性极限时才使用弯梁试样，过是因为计算弯模应力的公式仅在弹性范例肉道用。44 受力试样暴露于试验环境后.裂纹出现所需的时间或裂纹不再出现的最高应力值(临界应力1，均国家质量技术监督局2000-10-25批准2001 - 09 -01实施GB/T 15970.2-2000 可用作在所加应力水

8、平下材料在该环境中的应)J腐蚀抗力的量度4.5 对F给定的金属和到、境，即使束用名i上相同的试样唱试段结果也可能会有很大变化，因此.曹宣试验且常是必要的4.6 特别是当试样在高温下试验时，应考虑试验期间可能出现附h松弛如果能得到试验环境中Ic，j，J起作用的蠕变数据，就能估计应力松弛2同l时也比菩虑热膨胀的差别G5 试样5.1 般要求5.1.1 试样两端应刻有水久性的标记或号码，因端部应力最低，标记号不合导致裂纹萌生5.1.2 应当且与制适应力腐蚀试样相同热处理的同-J!t料取样最测定jJ学性能。5.2 试样的类型5.2.1 智梁用力腐蚀民样通常为厚度和地形截面均匀的平直金属带.也可是儿段圆形

9、截面均匀的金属丝或1悻h5.2.2 如G/T1.970.所述，弯梁应力腐蚀试验也可采用巾间具有均匀矩形4圆形的由的怀险，向瑞具有较大截由并带有螺纹的民样。5.3 表面力上5. J 1 丝状或棒状试样，以应取自带材、战材且轧自j型材的甲直试样，通常要求保留原始在由进行试盼。因J命原始表面的结构与金属表层下的结构有所不同。5. J 2 在比较不同台盘时，如果希望排除原始在面条件变化的影响，则同样应磨削或机加t抛光到部度至少虫0.25皿用。通常丰需完全除去任何件部再结晶层.就足以消除原始表面的缺陷。成研究浸蚀企相截面巾的材料结构，以决定表面磨削或机加工的最大深度a在不同阶段交替使用机加工及研磨榈对表

10、由的办法.i-rJ逐步去掉所要求的金属量这种办法可减小由于机加工产生的残余应且不均而引起的翘曲巳所有边棱也f盖以相似的磨削或机加工去掉原先剪切时留下的冷加工层材料。5.3.3 一般化学或电化学处理不适用于平宦的矩形截面试样，因;印边棱易浸蚀且比表面难控制。5.3.4 如果来用化学或电化学处理，必须谋慎，成确保所用条件不会导致金属的选择相浸蚀，或在在而上留下不希望有的残余沉积物G5.3.5 对氢致破坏敏感的材料.定不能采用在试样表面产生氢的化学或电化学处理a5.3.6 试骗前试样应脱脂以除掉茬丽的污染物，随后应立刻进行试验，或在无污染或不变质的条件下储存电直干E试验。5.4 加载的h怯5.4.1

11、 恒应变法5.4.1.1 载荷类型附i表示在名义fu应变条件F试样加载的六种方法。闸点加载、二点加载和四点加载试样为弯梁试样IJf载的兰种基本类型。双梁试样、金支撑试样和杠轩加载试样可看作网点加载的特峙情况俨5.4. 1.2 两点加载5.4.1.2.1 两点加载试样的最大应力量生在凸形表面的中部电并在试样的两端降至零。5.4.1.2.2 平板二点加载试样如图la)所示，大约为宽15mm-25 mm，长110mm-255 mm，选择试样厚度h准确的长度L和支承间的距离f(支架跨距h以便根据5.4.1.2斗中公式(1)计算所需M力.将(L-Jl/H值处在0.01相0.50之间，使计算成h的误差保持

12、在容词限度内。时F高强钢和铝合金.电所加应力在200MPa (对T铝)到1500MPa(对于钢)范围内时.采用试样厚度在o.80 mm-1. 8 mrn之间同样主架跨距在17Smm22:) mrn之间是非常市便的n试样尺士也可改变.以满足特悦需要，但山保怦土述的近似尺于比。5.4.1.2.3 当试梓装入主承架时，应注意避免应力过载，扭曲或本1.G ,T 15970.2 2000 5.4. 1. 2. 4 凸形表面中点的近似神性应力可通过式(L)计算L (kIE/)sm-(Ha!ktE.)E(， ) 式中1.试样长度.nl; 最大成力.Pa;E 弹性模最，1川11 支联|町的距离即主架跨gp.m

13、;f 试样厚度.m;是1.280，经验常数丰公式仅道用III/ktE=l.O时，可用计算机技逐次尝试11或按且弦的数级数展开w来昕此万聘。5.4.1.3点DD载5.4.1.3.1 兰点加载试样的最大应力山现在凸形表面的中部.井线性下降至外主点处h零也)Jn载试样的缺点是在靠近最大张应力区的中部主点处有可能发生缝隙腐蚀中部主点处的压JJ也去:fFl算纵向张Il力的最大值区域引入未知的政轴应力。5.4.1. 3. 2 点加载试样一般为宽15mm5()mm相民11Umm-250 mm的半自主在带3试样厚度通常由材料的力学情能相所供产品的形状决定n为适合特辑需要可改变试样尺吐。但应大致保持前述的尺寸比

14、。5.4.1. 3. 3 如阳1b)所/F.立性试样两端.拧紧装有球状顶尖的螺丝，在中点把试样取弯、5.4. 1. 3. 4 凸形表面中点的弹性应且由式(2)计算d二6Ety/l-F. . :; ) 式中z最大张应力，Pa;E 弹性模量，Pa;r 试样厚度.m;y一一最大挠度.mj1/ 外支点闻的距离.m，5.4.1.4 四点加载5.4.1.4.1 四点加载可在内支点间的试样凸形表面部分产生均匀的纵向张应力.队内支点起到外主在止，应h线性地降至为零.四点加载试样使材料均匀受力有较大的区域般优f二点或气，1:人Jm载试佯句它特别适用于焊接材料试验和研究喷涂金属或有机涂层的保护性能。5.4. 1.

15、4.2 四点加载试样一般为宽15mm-.50 mm和长110mm23() mm的于直条带，试样厚度且常由材料的力宇性能和所用产品形状决定，为适合特殊需要可改变试样尺寸.但应保恃近似的尺J比5.4. 1.4.3 如图lc)所示方式，主住试样两端，在内内主点上加力把试样政弯巳两个内艾il必须叶称地分布于外支架中点的两侧。5.4. 1. 4.4 两支点间试样出形表面部分的弹性应力由式(3)jt算，式中最大张应力，PalE 弹性模量.Pa;t 试样厚度，mjy外支点间的最丈挠度，01;H 外支点间的距离，m;A 内外支点间的距离，moJH常选择尺寸传A工HI4二12Ety!(3H2-(A勺5.4. 1

16、.4.5 计算内主点|叫弹性应力的另一方法可录用式刊)(11 ) GB!T 15970.2-2000 0= 4Etv /h2 .( 4 1 式11:h 内主点闸的距离.mv 内主点间的烧度.n)tt.此)i稳是第5.1.1.L.t中的方程、当，1=-(时的特殊情形5.4.1.4.6上述关果E基于小挠度勺，H或:/lhO.l)，在小标距试样中挠度可能tU述的大所以此关系式N.J且近似的二为f得到更精确的12.1/:力值，可用装有山变计的怀样4际走运个标样向具有与t_I，力啕蚀试样相同的材料和尺寸.丹且所以相同方式施)10川江力。5.4. 1. 5 双梁试样5.4. 1. 5. 1 在政梁试样中.

17、H电撞触线之间的凸形表团t存在荷均匀的纵向张应力从接触线到以样端部，G1力线性地降恒幸。双梁试样所用的材料通常比囚点加载立架所用材料要厚。5.4. 1. 5. 2 政提式试样通常由两片宽25mrn5CJ mrn和K125 mm.2:iO mm的平直杂带姐哎b试样厚度由材料的力学性能和所用产品形状决走。5.4. 1.5. 3 在这两片条带|时的中部电t衬电.然后把它们相向地弯曲干油部接触，如图d)所示悻it或用螺栓将其端部同定以保恃这种形状俨5.4. 1.5. 4 仕与衬垫接触线之间的试样凸形去两部仕的弹性应力由式(5)计算一寸J一) I -T 一协一(+l -1 1一E一口3-H 一/d-j

18、一(-I 一-h H S ) 中最大张j且力.Pa;E 弹性模量.Pa:f 试样厚度，m;3 衬垫厚度，m;h 衬毒品长度，m;H 试样度.m，5.4.1.5.5 选择衬地长Jlh使满且H2h，贝u第G.4.1.:).4巾的式(5)叮筒化为式(i)= 3Ets/J-f2 .( G) 5.4.1.5.6 上述关系式是基于小挠度(S/HO.2)条件导出的，对小标距试悻，挠度较大.此时该关系式仅是近似的;为了得到更准确的应力值，用4个装有应变计的标样来标定，这个标样而且有与应力峭蚀试样相同的椅料和尺寸，并E以相同的方式施加应力E5.4. ,. 6 全支撑试样5.4.1.6.1 在全支撑试样中，夹紧点

19、之间凸形表而t存在着均匀的纵向张山力.当材料的尺寸立小(例如且轧板上横向截取的短试样)平适在正常的四点肌载时，才使用全立撑试样。5.4.1.6.2 全支撑试样的尺寸很大程度上由所制备的严品形状决定，采用32mmXIOmmXlmm(厚)的高强铝合金可获得满意的结果，并表明J呆用近似的尺寸比n5.4.1.6.3 选择支撑块的外径以使试样凸形茬画产生曲率半径.从而施加所需应力.如图lc)所吊u试样先贤1支撑块的一端，对着主撑块的表面Rif.然后再夹紧另端。5.4. 6. 4 两固定点问试样凸形表面的弹性应力由第5.4.1.4.5条给出的关系式计1草，此处.hJJ国定夹具与试中丰内接触边缘间的距离。5

20、.4. ,. 7 杠怦加载5.4.1. 7- 1 在图lf)中ii)所后的机忏加载试样中，凸形企面的最大张111)1处寻中部。写材料的尺寸太小(例如从轧板上横向截取的短试样)不适合正常的四点加载时才使用杠杆阅载试样，5.4.1. ?2 杠杆加载试样和试验夹具的推荐尺寸如图lf)中，)和ll)所示。5.4.1.7.3 将试样装人上、F怔杆的开槽内.在P点施加己知载荷使试样加载，可利用拉仲试验机或恒载荷来进行自加载后，拧坚主架夹坚螺母以便在去掉载前时.能保持试样和杠抨处在与原来榈树的相GB;T 15970.2-2000 对位置上，5.4.1.7.4 试样中部的弹性应力根据弹性梭量、试样尺J和F点载

21、俏的大小来计算。5.4.2 恒载荷法在王4.1.3、5.,t. 1. 1.5.4.1.7中所述的二点剧载、四点加载和杠中I)JII载先共可采用弹量或固定怯码来代替螺枪使试样IV生挠度，r改选为恒载夹具司这些i挝、lL5. 4. 1中所述的阳山变法较IJ.使用.在GB/T 1597C1本部什巾，就不作详细考虑z际均毕弄吗l4斗焊飞生量严d)双梁试样e)全支撑试样试样il组装Il :!:O.l 十一一01 j 俨飞飞在l6，川g引一了一-寸一吁川h叫!川3ii)试样iii)杠杆门杠杆加载试样图l恒应变加载试验试样6步骤6.1 测试环境条件的选择应取诀于试验目的，在理想的情况f，应和1含金预计使用的

22、环境相同旦旦与其服役条件相近a实际上，许多标准环境常用于筛应试验，在解释所得结果与其服役是件相关方陆应|什小L谨慎，这是很重要的。6.2 如l可能，推荐试样在和试验环境接触后再施加应IJ，或者试样在加载后山尽快暴露于试验再境GB T 15970 2 - 2000 中。6, 3 只要有吁能。用于ba载弯梁试样的夹具或杠杆的材料应和试样本身相同，以避免产生电偶腐蚀j6, 4 假如在应力腐蚀试验过程中塑料不因蜗变或吸lj(而发生明显变形，则也1使用塑料夹具或杠杆。6, 5 加载螺栓的采用试验环境中耐蚀的制冉制成。6, 6 推荐将没有外加JL力的试样与受力试样胆暴露在同条件f，经历嗣同的时间以比较所得

23、结果，itE1(件加应力的影响。用薄带材租由如焊接制备的连接件进行试验时，残余应h可能提高，以致-t在元件!应力时，或在比没在残余应JH才里低的应)J值，就导致应为腐蚀破裂n其坐在没有外fJl于在时.金属与腐蚀环境接触，导致.ii，蚀、晶阳l腐蚀等也会使金属h学性能变差只有在与不受力i式样?丁岛的比较中才能坪定。6.7 如需减少所用试样的数量，则可用二JC搜索法来确定l恼界盹力，例如第次拭验应在初怡应力等于所研究材料抗拉强度的半F进行。根据GB/T159O.l闺中所判程序和前次试验j幸存发咋破断，F欢民验院在外加吭力等于材料抗拉强度的另l分数下进行。7 结果评定7.1 因为一般不可能连续观察试

24、棒，所以在预定的时问问隔检查裂主立的出现-该时间间嗣视试验条件租1能应力腐蚀寿命的经验来选择，通常随试验进行而应渐增辰。7.2 刹用5jO倍的放大镜通过目测来确定提纹的出现。自日果试样只包含个或几个裂纹则弯曲形状可因扭曲而发生改变，这种情况有助于把裂纹试样鉴别出来p如果生成大量腐蚀产物，则可能掩盖裂纹.因此必须取出试样，在较大倍数下进行盘柑险测.以便确定是吾友吨l:I绞。7.3 恒载荷条件F班干丁试验时，裂妓扩展快，所以开裂时间可作为试样的断裂时间c8 试验报告试验报告店包括下列内容a)试验材料的完整描述，包括材料成分相结构是件、产品类型、l:悻切取的截面厚度4b)试样的取向、类型、尺寸及其表面加T，c)加载步骤，d)试验环境和暴露时间，川枪测裂纹所用的方法，)枪削和观察的时间，裂纹萌生的时间，g)试样上裂钱的位置。、:1