GB T 15970.7-2000 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第7部分 慢应变速率试验.pdf

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1、GB!T 15970.7 -2000 前生一口本标准等同采用国际标准JSO7539-7，1川叫金属和合金的腐蚀附力腐蚀试验结7I部ifo慢应变速率试验儿GB!T 15970在金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验总标题节.也扫以l、部分，第l部分(GB!T 15970.1-1995)试验方;占总!JIJ第2部分弯梁试样的制备和阿用第3部分(GB!T 15970. 3-1995)U型弯曲试样的制备和应用第4部分单轴加载拉伸试样的制备和应用第5部分(GB!T 15970.5 1998)C型环试样的制备和应用第6部分(G日!T15970.6 1998)蚓裂纹试样的制备和应用第7部分(GB!T 15971J.

2、7 2000)慢成交述率试验第8部分焊接试样的制备和扣在m第2、4、8部分标准将陆续制定。本标准的附录A是标准的附录。本标准的附录B是提示的附录。本标准出国家冶金工业局提出。本际准巾冶金i，i息标准研究院归口。本标准起草单位:冶金钢铁研究总院、t悔材料研究所。本标准七要起草人:张宣吕战鹏。806 G!T 15970.7 2000 ISO前言ISO(国际标准化组织)是各国标准机构(IS0成员团体)的肚界性联合组织。国际标准的制志丁1通过ISO技术委员会止，划地进行。对某课题感兴趣的每个成员团体均有权参加为i在课题建立的技术委员会。与ISO协作的国际组织、政府和非政府机构也可参加工作。ISO在所有

3、电i标准化为由i勺闰际电r:委员会CIEC)密切合作。由技术委贝fz采用的国际标准草案经成员团体传阅赞成后，IIIISO委员会采纳为归队、村附罚按RUISO的程序，草案军少需要75%的成员团体投赞成票方能通过c国际标准ISO7;39-7出ISOT(、156金属和合金的腐蚀技术委员会制定。ISO 7039在金属和合金的腐蚀成fJ腐蚀试验总标题f，包括以下部分第1部分E试验方法总则第2部分弯梁试样的制备和应用第3部分，U型弯曲试样的制备和应用到(14部分:单辅加载拉伸试样的制备和应用第5部分C型环、民样的制备和应用第6部分预裂纹试样的制备和l应用第7部分慢应变速，京试验第8部分.焊接试样的制备和应

4、用民1);. GB/T 15970.7 - 2000 51 牛二标准是GB/T15970系列标准之。该系列标准给出设ii、制备和应用不同类型i式样ltn武收以评价金属抗应力腐蚀性能的试验程序。使用该系列标准中的任一标准，都要求阅i立GTl/T15970.1的有关条款。这有助于选择活用r特定环坡的适汗的试验程序.也有助I二给出评价实验结果重要性的指导性忌地808 中华人民共和国国家际准金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第7部分:慢应变速事试验G/T 15970. 72000 idt ISO 753H, 1989 1 范围Corrosion of metals and alloys - -Stress

5、corrosion testng -Part 7: Slow strain rate testing 1- 1 GB/T 15970.7的内容涉及慢应变速率试验程序，用于研究金属对股力腐蚀破裂和氧致开裂的敏感性。牛二标准中所用的金属词，也包括合金。1. 2 慢应变速率试验的适用范围，包括板、棒、丝、带和管及其组合件，也包括焊接件b试验既口用初始的光滑试样也可以采用缺口或预裂纹试样。1. 3 本试验的主要优点是能够快速评价特定金属与环境组合的应力腐蚀破裂敏感性。2 51用标准F列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所尽版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标

6、准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。G/T 15970. 1-1995金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第1部分试验方法总则GB/T 15970.6-1998金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第6部分预裂纹试样的制备和应用ISO 7539-4 ,1989 金属和含金的腐蚀一应力腐蚀试验一第4部分:单轴加载拉伸试样的制备和应用3 定义本标准采用下列定义和GB/T15970. 1中给出的定义。3. 1 蠕变施加初始载荷之后，试样产生随时间而变化的机械变形。3.2断后伸民率试验中试样标距的增加值相对于原标距的百分比。3. 3 最大载荷试验中试样拉伸至完全破断期间载荷达到的最大值，对于组合材料则是其中一个

7、组合件断裂时相应的载荷。3. 4 名义应力延伸曲线由施加的瞬时载荷和试样的初始横截面积计算出的名义应力相对于在测量载荷时标距延伸量的关系曲线。3. 5 断面收缩且在试验中试祥产生最大收缩的横截面积对初始横截面积的百分比3-6应变速率初始光滑拉伸试样标距增长的初始速率。4 原理4. 1 试验是使暴露到特定环境中的试样承受逐渐增加的应变，以便按第7章所列举的种或几种参数，确定应力腐蚀敏感性。国家质量技术监督局2000-07 -24批准2000 12 01实施809 G!T 15970.7-2000 4.2 腐蚀性环境吁以使承受应力的材料性能恶化，恶他程度要比在相同的环坡和材料组合系统巾没有遭受慢功

8、态应变时巨大.这是由裂11土萌生和扩展导致的力11道:恶化，可以根据评价应力腐蚀敏感陀的问的用不同的方式表达。4. 3 可以在初始光滑及带缺u或预裂纹试悴|进行拉伸或弯曲试验.试验最重要的特征足在裂坟萌士或扩展仄域内.产生相干叫低的应变速率，因此这类试验被称做慢应变速率试验5 试样5. 1 试样?在状和尺、l可以多种多样，最常用的儿种已在ISO539-H见附录八)乎ll/T1:;9O. G Ijl f: 了i且明。5. 2 5. 1所述文件中，关于试佯设计、市J备和!夹搏的说明.对于慢应变速率试验1日l样i直肘。E 试验程序6. 1 慢店，变速率试验设备应可选择变形j虫字，而且其功在犬量IJ足

9、以产生所需载荷b初始光滑试样通2月i使用的变形洼，手范围为10.lO 6.2 当希望将裂纹限制在某特应位匠时，例如当试验焊键热彤响区时字或者Lllj某根试样的不F(部位显ZZ出不同的力学性能，冈rM可能会尘不同的应变速率时，可以采用带缺U或刊l裂纹试样。缺现顶裂纹试忏-KEl?I用-j限制裁荷需求.在此情况F与拉仲裁荷相比.弯曲JJ载的优点更多。6. 3 对于初始光滑试样，特别是哑铃形试样，试验开始时的应变速率很容易确定c但是在该试样上，口产生了裂纹.并且扩展到某种程度时，应变可能集中在试样的裂纹尖端附近，并与初始应变法率不同q对F裂纹尖端或缺口的FE变速率，至今还没有精确的计算方法，但是此处

10、的有效向变速率口ffft大T外力IJ到光滑试样上相同的变形速率。6. 4 以验可使一个试样完全破断，并且检查其破断类型，从而确定应力腐蚀破裂敏感性，也可在某巾间阶段停止试验，然后测定裂纹萌生或扩展的程度。6. 5 经验指出，对于初始光滑拉伸试样.最初试验时，应变速率可选择10、51，在此试验中如未产tR力腐蚀破裂，并不定说明该体系能免于应力腐蚀破裂，因为己知敏感性是应变速率的函数(见附录胁。如果最初的试验没有产生向力腐蚀破裂的迹象，则还应在其他所变速率如1o-s 1和J(Y j下;，行试验。如果为了缩短在很慢!吃变i直率F试验的总试抢时间，需对试样进行预加载荷，则7.3巾的悦明是很重要的口6.

11、 6 对给定的金属和环境组合，如果试验开始时不存在应力腐蚀破裂的条件，破裂条件的产生口J能与时间有关。在此情况下，只有在应变速率足够低，在破裂所需的环境条件建立之前不产生过载破坏时.才能观察到应力腐蚀破裂u有H时才也能够在施加王刽动￥动J态应变之前，将试样预先暴露剑试验1封f以6. 7 试验环境条件的选择，取决f三试验吕的，(伺同是理想的试验条f件牛应与4余主属常用环挠相同或1荷亏f是古类(似于预期的实际工作条件o实际上为了评定材料，使用了Vf多标准环境条件，但是应用所得到的结果来预测材料在实际丁，作环境中的行为，则要取决于对系统的了解或与经验间的相关性。6. 8 尽培涟免试样的夹恃部分|司腐

12、蚀环境相接触，ff则会产生以F问题。a)如果制作夹具的材料与试验材料不同，产生的电偶效应会影响试验结果，因此需要电绝缘;h) -i夹j气和试样之间的有限空隙，会产生缝隙腐蚀，加之应力的不连续性能够在此1;0成过早产生成力腐蚀破裂;c)试样暴露出试验槽的那位，也能产生缝隙腐蚀，通过合理设计试验幢咽或在此百111豆;辰!可防护埠层，或者是增加i式样二L作段以外部位的横截面积，可以避免这些问题。6. 9 对I三只是简单地确定是否发组应力腐蚀破斜的试验建议在试样与环城相按触之后.i I对i式样施加!，i变。6. 10 :(I慢应变速革试验使试tf冗全破附的场合唱建议分别在惰性环境和rJ.j日度的腐蚀性

13、巧、l1ri1.rlj:;no GB/T 15970.7 2000 相同的ljL变速率进行试验，这样可以通过与惰性环撞提供的基准数据比较，JKJ评价腐蚀环境的作用。对于某些材料，包括高强铝fT金和高强度钢，不能月1空气代替惰性环段进行试验。6.11 金属同腐蚀性环境相接触(由于点蚀、晶问腐蚀等原因即使在没在施加l应变的情况1了，其力学性能也会F降，建议将没有施加1亿变的试佯暴露声l与施加应变试样相同的环境中.通过与未受同变试样的行为比较来评价应变的竹用。6.12 在试验期间，特别在很低的所变速率及在高温试验期间，温度变化本身能够改变应变速率.切果这种改变，对试验结果产生显著影响，则应i蛙免。7

14、 结果的评价7. 1 在试样达到完全破坏时，是否发生应)J腐蚀破裂，通常可以通过低借显微镜中111任三次裂纹.或背通过破断表面的显嗷观察检查断裂模式的变化加以确泣。?2 应力腐蚀破断平均速率，可以从已经完全破断的试样断面t或未破断试悴截面h测得的最长裂纹长度除以破断时间来确定。显然这个参数假定裂纹是在试验开始时萌生的，而实际上并私总足如此.但是这样测得的值常常与用更精确方法测得的值相吻合，对于如i裂纹试样，口fI刊H他hi丘!监测裂纹的扩展(见GB/T15970.6)求得裂纹扩展速度。?3 可用将暴露到试验环境巾和暴露到惰性环境中的相同试样进行比较的厅法来评定jU力腐蚀破裂的敏感性。比值偏离越

15、远，则开裂敏感性越高c试样在试验环域巾待到的结果比值=试样在情J庄介质环境中得到的结果结果可用同一个初始应变速率F的一个或多个参数来表示。a)断裂时间;bl延性，用断面收缩率或断后伸长率评定;c)达到的最大载荷;d)标准向力延伸曲线所包围的面积，c)断面中，应力腐蚀破裂所占的百分数。7.4 慢应变速率试验也能够用来测定l临界应力值，超过比值，在给定的应变速韦卡，会产生口J检测到的裂纹。在某些体系中，临界债可能是应变速率的两数。因此，对于所研究的体系，试验要在一个适斗的民变速率也用内进行，以确保得到一个保守的值。采用的步骤包括对于每应变速半都要按7.4.1-7.4.4所列的程序对若干试样施加到不

16、同的l击力范围。7.4.1 第-个试祥试验到完全破断并且按7.2所述的方法测应力腐蚀破裂的干均速率。7.4.2 然后用最小裂纹长度除以平均应力腐蚀破裂j主率，i 1-算在应力超过临界值H;J.产生口J测裂纹的最短时间。最小长度的裂纹口J以容易与其他表面缺陷相区别，在soo倍的金相显微镜下容易进行准确测定，此最短时间被用作为其余试验的持续时间，以使得每个试验中应力的变化最小，这个州力范围被定义为在使用慢应变时产宅的应)范围。J. 4. 3 第;个试样，是在不产生应力腐蚀破裂的条件下咽以较快的速率加载，在至达到个适当的初始应力值，例如出第一个试样得到的抗拉强度的;)0% .然后位移保持恒定，白到随

17、时间而变的变形速度已经减低到其后所用的应变速率以下为止(这个时间可能相当长，xJf某些系统要以夭ij-算)，然后建立破裂的环质条件，并且开始慢应变，如7.4.2中给定的。在Jli当的试验时间以币，结点试验.检杏试样裂纹.为了测定千均开裂速率.最好采用轴向截而显微观察。7.4.4 用同样)J式在其他初始应力下进行进步的试验。初始应力可按GB/T15970.1给出的对、l我找方法，顺序进行，直到确定出一个临界值。外JJU力低于该值时.则不产生吓裂.高于改值时，9111-均破断速率较大用每个试验的应力范罔对平均破惭速率作图，以便确定临界值G811 GB/T 15970. 7-2000 8 试验报告试

18、验报告包括以下内容:a)详细描述试验材料，包拍材料的化学成分以及组织状态，产品形式和截而厚反zM试样的取向、类型和尺寸.以及它的表面处理情况;c)应变程序包括光滑试样的初始速率和l预裂纹或缺11试样的挠度或(丁o口的速度$d)试验环境包括电极电位和电流密度、幅度、压力等;的确定试验结果所采用的方法(完全破断的时间，裂纹的数日和iL 吁，平均破断速率，剩余世l芷白l延性，应力腐蚀破裂以占破断表面的百分数B12 GB/T 15970. 7 2000 附录A(际准的附录)引用ISO7539-4，1989有关部分的译文5 试样5. 1 械要5. 1. 1 l8.截面的试佯可以是圆、方、长h形、.Iif

19、状的，特殊情况下可其他形式R5. ,. 2 细至rI某种标准长度的试样可用于获得初始应力范围5. 1. 3 包含机加工槽的拉伸试样或者已经开始机械顶开裂的试样也可以使用b在开槽试样的情况|槽附近存在二向应力状态。此外，在槽根部的轴向应力将大于用最小截面积导出的槽根部的标你应力。对于这种情况，槽上的最大应力可以从标称应力和应力集中因子KT的乘积来估算。在GB/T15日70.6 中将单独论述预开裂试样c5. 1. 4 经过有关人员协商同意，成品叮以在生产条件下试验。5. 1. 5 用于1伸试验的机加工试样的匀称性般地说在应力腐蚀试验中是不太重要的，但是为比较.见，要求使JfjGB/T 228中为拉

20、伸试验所规定的试祥。5. .6 为f减少可能促使裂纹始发的应力集中，如呆试样被夹端和中间部位具有不同的尺寸，机加工试样用巧在者之间有一个过渡?包围的意义至少不可v.r在拉伸试验巾它的重要性，而日除非另外指定.过渡范围应当遵循国际标准要求。具有诸如方形或长厅形断丽的试样，如果尖锐的拐角不能适当地圆滑.尖角处是裂纹易于始发的部位。5. ,. 7 为了与试验机支架相配合，被央末端可能是任何形状的。这样有可能发生问题，除非把试样的被夹部分与腐蚀环境隔离开来(见6.3)。5. 1. 8 试样的尺寸范围可能很宽，主要取决于被试验产品的尺寸。因为腐蚀试验所得结果明报地受试悖断面面积的影响，这个因素应当结合研

21、究目的仔细地考虑。5. ,. 9通过试样试验链可以减少恒载荷试验机的数目，这些试样可以通过加载连杆联系在起们bll载运忏是为避免试样破断时蚓载而设计的。5. 1. 10 时以使用小断而试样，因为它们a)直接相应于产品的形式，b)在试验中使用更方便;c)通常能较快地给出试验结果;d)对存在微小的应力腐蚀裂纹通常具街更高的灵敏度。另-方面，小断面试样加工更困难，并且它们的性能更可能受外加应力集中的影响，这些同力集中来源于11轴向负荷，以及般腐蚀所引起的腐蚀坑或其他形式的腐蚀。在机加工试样的情况下.建议试样尺、f的标准长度大于10mm，截面最大民度尺寸大于3.0mmo 6.3 推荐不论被夹部分在何处

22、，都应当排除在与腐蚀相关的环境之外，如果不能这样.时能发生的问题包括如1、:a)如果夹头与试验件的材料不同，电偶效应会影响结果，因此需要电绝缘，bl缝隙腐蚀可能出现在限制夹头和l试验件之间的边界上，并且应力的突变可能导致该K域内过节的应力腐蚀破裂，c)缝隙问题也会出现在试验件露出试验槽的地方，通过电解槽的适当设计以改在这部分使用机LLTM层戎汗扩大试轮件俨行部位以外部分的惭面面积，这个问题I但当得到进免。e13 GB/T 15970.7-2000 附录B(提示的附录)应变速率(见6.S) 在纷走介质巾促进I主力腐蚀的最快防变这率取决于应力腐蚀破断率。一般说来，应力腐蚀破断速度越低，促进开裂所帘的初始应变速率就越低.表Bl州出了在某路系统中促j生开裂的初始应变速率u表Bl刁.、!ft 初始速率S I 铝合生在氯化物溶破中1 () 铜古生在氨的1熔液中10 铁素体在碳酸盐，氢氧化物或硝酸溶液中10司镶含金在铝酸盐和氧化轴J溶被中10 镇基合生在高温水中 0 . 不锈钢在氯化物洛掖中10 不锈钢在纯水中10 G ?一一.一一一一铁合金也二氧化物溶液中0也8H