GB T 15970.8-2005 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第8部分;焊接试样的制备和应用.pdf

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1、ICS 77.060 H 25 道雪中华人民共和国国家标准GB/T 15970.8-2005/ISO 7539-8 :2000 金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第8部分:焊接试样的制备和应用Corrosion of metals and alloys-Stress corrosion test Part 8: Preparation and use of specimens to evaluate weldments (ISO 7539-8: 2000 , IDT) 2005-05-13发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2005-10-01实施发布GB/T 1597

2、0. 8-2005/ISO 7539-8: 2000 前言GB/T 15970在金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验总标题下包括以下部分:第1部分:CGB/T 15970. 1-1995):试验方法总则第2部分:CGB/T 15970.2-2000):弯梁试样的制备和应用第3部分:CGB/T 15970.3-1995): U型弯曲试样的制备和应用第4部分:CGB/T 15970.4-2000):单轴加载拉伸试样的制备和应用第5部分:CGB/T 15970.5-1998):C型环试样的制备和应用第6部分:CGB/T 15970.6-1998):预裂纹试样的制备和应用第7部分:CGB/T 15970.7一

3、2000):慢应变速率试验第8部分:CGB/T 15970.8一2005):焊接试样的制备和应用本部分为GB/T15970的第8部分。本部分等同采用国际标准ISO7539-8: 2000(金属和合金的腐蚀一应力腐蚀试验一第8部分:焊接试样的制备和应用。本部分作了以下编辑性修改:一一删除国际标准前言。本部分附录A为资料性附录。本部分由中国钢铁工业协会提出。本部分由冶金工业信息标准研究院归口。本部分起单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院。本部分起草人:王炜、柳泽燕、金明秀、吴增强、周晓亭、刘宝石、冯超。I GB/ T 15970. 8-2005/ 180 7539-8: 2000 1 范围2

4、 规范性引用文件的修改单(不包括勘误是否可使用这些文件GB/ T 15970. 1 GB/ T 15970. 4 CGB/ T 15970. 4- 2 GB/ T 15970. 5 GB/ T 15970.6 金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第8部分:焊接试样的制备和应用CGB/ T 15970. 6- 1998 ,i GB/ T 15970. 7 金属2000 ,idt ISO 7539-7 :1 989) IS0857-1 焊接和连接方法IEC 60050-851 国际电工用语3 术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3. 1 焊接welding 文件，其随后所有通过加热或压力，或同时加热加压

5、把材料连接起来的操作，使被连接材料保持连续性，可以使用或不使用熔化温度与母材金属一样的填充金属。注:这个定义也包含堆焊。 ISO 857-1J GB/T 15970. 8一2005/ISO7539-8:2000 3. 1. 1 熔焊fusion welding 焊接包含局部的熔化，没有使用压力，可有或无填充金属。ISO 857-1J 3. 1. 2 电弧焊arc welding 热量来自于电弧的熔焊。ISO 857-1 :IEC 60050-851J 3. 1.3 扩散焊diffusion welding 压力焊，工件保持接触，它们的连接面或整体在一定持续的压力下加热，在指定的温度下保持一定的

6、时间。3.2 注1:这种方法会有局部塑性变形，由于表面紧密接触，原子通过表面扩散，材料会保持连续性。注2，可在真空、保护气或液体中操作，特别是没有填充金属时。见图1。ISO 857-1J 3 4 1 加热元件;2一一工作室p3一工件;4 焊缝。固1扩散焊电弧电压arc voltage 穿过电弧的电压，包括阴极和阳极的电压降，尽可能在电弧的附近测量。IEC 60050-851J 见附录A。4 焊接注意事项4. 1 总则本条给出了影响焊件腐蚀性能和(或)力学性能(相对于母材金属)的影响因素，这些作用也许要求在应力腐蚀试验方法中考虑。下面所列内容与大部分一般熔焊有关，对固相(非熔焊)焊接和扩散焊接也

7、给出了相似的考虑。与母材相比，焊接区域更易有缺陷，如微裂纹、未焊透和气孔等，这些缺陷可能影响腐蚀和应力腐蚀行为。所以对于试样的断裂要考虑是否是预先存在的焊接缺陷而不是应力腐蚀造成的。建议在试验前对焊接的残余应力、表面状态和焊接缺陷进行说明。见第7章。2 GB/T 15970. 8-2005/ISO 7539-8: 2000 4.2 微观组织变化在熔焊中，母材金属由于受热，焊逢的附近母材金属存在热影响区(HAZ)，微观组织发生了变化。迅速冷却的焊缝在微观组织和化学成分上与母材金属不同，是典型的铸态组织。这些差别会影响焊接件的腐蚀和力学性能，同样对应力腐蚀裂纹敏感性有影响。一些合金如C-Mn钢有可

8、见的热影响区。然而，一些合金在远离热影响区的母材金属中会产生沉淀和析出。4.3 非金属夹杂除了化学成分的变化外，焊接工艺和焊接条件可导致焊缝金属中产生的非金属夹杂物的含量和分布与母材金属不同。这可能影响焊接件的腐蚀和应力腐蚀行为。4.4 应力集中效应沿着焊缝的收缩应力在焊缝的横向和纵向(和厚壁试样的截面)产生了焊缝残余应力。通常在焊缝处产生拉应力，而母材金属相应产生压应力。此外，焊缝的几何形状可进一步产生应力集中效应。5 试样类型5. 1 总则试样的设计和形状依赖于金属材料的形式和试验的目的。在GB/T15970的第2部分到第7部分中所描述的试验试样也适用于焊接试样，本部分提供了附加的注意事项

9、。此外，在5.2.1至5.2.8中给出了其他形状的试样也可使用。试样可以用焊后状态或焊后热处理状态的焊接件制备。建议进行试验的试样应与应用时的热处理状态一致。5.2 试样类型5.2. 1 平板焊接试样(见图2)这种类型的焊接可用于所有的拉伸和弯曲试样，也适用于单道次或多道次的任何焊接方法。也可用于评价焊接残余应力效果。5.2.2 环道焊接试样(见图3)用焊缝金属进行环焊。环焊可以产生焊接残余应力。只要可以机械加工成图3中推荐的尺寸，任何材料形式都可使用。5.2.3 焊棒试样(见图的在棒材完全相反的位置进行纵向熔焊，可产生焊接残余应力。因此，这种焊接可用于评价母材金属的应力腐蚀裂纹倾向。只要可以

10、加工成直径为25mm的材料都可以使用。5.2.4 直拉伸焊接试样(见图5)这种试样被单轴加载拉伸应力(见GBjT15970.4和GBjT15970.7)。有或无预裂纹的缺口可以引人到焊缝金属、母材金属或热影响区中(见GBjT15970.的。这些试样也可单独取自焊缝金属制造。5.2.5 U型弯曲焊接试样(见图6)U型弯曲试样可用任何焊接方法制造，但不能在热影响区产生机械裂纹或局部弯曲(见GBjT15970. 3)。在焊后进行弯曲操作可产生高的弹性和塑性变形，导致在单个试样上存在较宽范围的应力。由于残余应力的存在使其成为特别苛刻的试验方法。5.2.6 弯曲梁焊接试样(见图7)把焊接板材机加工成矩形

11、形状，焊接方向垂直或平行于试样的轴向(见GBjT15970.2)。可以通过3点或4点弯曲测量焊接区域的应力腐蚀倾向。5.2.7 预裂绽悬青梁焊接试样(见图的预裂纹试样可用于测量焊缝各部分的应力腐蚀开裂倾向(见GBjT15970.6)。当应力腐蚀裂纹偏GB/T 15970. 8-2005/ 1S0 7539-8 : 2000 离了预期的途径和残余应力的存在可能影响裂纹尖端的局部应力强度时，对结果的解释和使用要注意。5. 2. 8 C型环和缝隙、管焊接试样(见图9)C型环试样(见GB/T15970.5)应力从外部施加。缝隙管试样通过模块在缝隙施加应力。虽然任何材料形式都可机加工成环状，但本试验是专

12、门为管材设计。步骤:a) 去除焊缝端部;b) 按要求切取试样步骤:a) 试样尺寸b) 把试样边c) 用选定焊d) 试验后对试步骤:a) 试样尺寸:直径25mmX长度150mm; b) 在相对两边全长焊接;c) 去掉两端6mm，tJj取20mm试样:d) 检查横截面上径向开裂。图4焊棒试样4 GB/T 15970. 8-2005/ISO 7539-8: 2000 步骤:a) 直接从平板焊接试样加工直拉伸试样(见图2)。步骤:a) 直接从注:焊步骤:步骤:圄5直拉伸焊接试样 加|叨a) 直接从平板焊接试样(见图2)或K形或半K焊接试样(见图10)加工试样。图8预裂纹悬臂梁焊接试样5 GB/T 15

13、970. 8-2005/ISO 7539-8: 2000 注:也可堆焊环形焊缝。步骤:a) 用合适尺寸的板、棒、管机加工成C型环试样;b) 在开缝隙前沿整个长度进行焊接，在60。的槽中焊可100%焊透或仅在表面上堆焊。把板材或棒机加工成管后进行开缝隙zc) 两端各去除6.4rnrn，取25rnrn长的试验试样;d) 对于缝隙管试样，在正对焊缝的部位机加工出一缝隙。把模块或塞子放入缝隙施加应力。圄9C型环和缝隙管焊接试样6 焊接试样的制备6. 1 为了确保试验结果的重现性，每组中所有焊接试样必须在同样的焊接条件和焊接方法下制备。例如对于电弧焊，应当提供以下信息:一一焊缝类型;一一一母材金属状态和

14、厚度;一一焊接准备情况(坡口角度、焊缝根部宽度、焊缝根部面积); 一一焊材类型、成分、直径和干燥办法;一一保护气体、成分和流速;一一-母材金属类型、制造商和熔炼炉号;一一焊接方法(如，埋弧焊、气体保护电弧焊CGSAW)、鹊极惰性气体保护焊CGTAW)等); 一一试验试样的准备包括焊接条件;一一焊道数量;一一弧压;一一焊接电流;一一极性(焊条为正极或负极); 一一-焊接速度;焊接道次;一一弧能量或热输出计算值;一一最小和/或最大预热温度CC);一一最小和/或最大层间温度CC);一一层间延时;一一模式和脉冲形式(金属焊条惰性气体焊MIG);-一一焊后热处理(PWHT)条件;一一焊剂类型和干燥方法。

15、6.2 除非在焊前的试验条件中特别说明，试样都应在焊后清理干净，除去残余的焊接氧化物或熔撞。试样的表面准备应具有重现性，关键的部分尽可能相近。可通过轻微喷砂、磨料刷洗或酸洗进行表面清洁。在使用喷砂进行清洁表面时，建议使用干净的砂子，还应尽量减少表面压应力的形成。在使用磨料6 GB/T 15970. 8-2005/ISO 7539-8: 2000 刷洗时，应避免表面被污染。在使用酸洗时，建议做初步的试验，减小对无氧化皮区域的侵蚀。而且需采取措施避免可能存在氢渗入问题，如高强钢。在所有情况下都应脱脂。6.3 可用机械方法把焊缝根部和顶部变平，与母材处在一个平面上。这有利于试样间有好的重现性，并且可

16、以更准确确定外部的应力条件，如弯曲梁焊接试样。在进行机械加工时应避免引入额外的表面应力。对于预裂纹试样或慢应变速率试样，刻槽在指定的焊缝区域，不要求对焊缝根部和顶部进行机械加工。6.4 通过对焊缝长度切割或机械加工，焊接残余应力会降低。然而，降低程度依赖于试样的尺寸和形状，焊接残余应力始终影响试验数据。例如，在拉伸试样中，残余应力可影响应力强度临界值和裂纹成长速度，同样影响裂纹尖端的形状。小试样和大构件的残余应力会有所不同，把小试样获得的结果和大构件相联系时要注意。6.5 可通过焊后热处理有效降低焊接残余应力。然而，焊后热处理可引起微观组织变化，从而影响腐蚀行为。通常焊后热处理的应力腐蚀试验试

17、样是为了评估在焊后热处理条件下使用的焊接件，但对实际应用来说，带来了额外的负担。6.6 尽管仅由焊缝金属构成的试样很容易制备，但应力腐蚀试验试样的评价一般涉及到母材金属、热影响区和焊缝金属区域。为了单独研究热影响区的耐应力腐蚀开裂倾向性，可选择厚板多道次焊接获得平面热影响区试样。这样的热影响区试样可通过半-K或K接头制备(见图10)。然后刻槽和/或预裂纹进行试验。6. 7 另外一个制备热影响区应力腐蚀试验试样的方法是使用经过热处理的试样，在微观组织上与热影响区类似。这便于用更适宜形状的试样进行试验，特别是单轴加载试样或弯曲梁试样。尽管这样的热模拟不能准确地体现焊缝热影响区的外观状态，但它对研究

18、焊接对母材的影响提供了一种有用的技术。在一定的冷热循环和时间下进行热模拟，把合适的定位热电偶焊在全焊缝接头上来确定温度。6.8 对于焊接试样的慢应变速率试验，当沿焊接方向的横向进行试验时，可能产生不均匀的应变。由于这个原因，在焊缝的特定区域刻槽是合适的。对于热影响区，建议使用半-K或K接头，可加工出合适的平面区域。6.9 对于单轴加载拉伸试样，试样经常被加载到母材金属屈服点的选定百分比。应当认识到，对于沿焊缝方向横向加工的试样，用不同百分比的屈服载荷对焊缝金属或热影响区进行加载。AJU ZUa b) iT c) d) 步骤2a) 对焊接K形坡口制备;b) 填充金属对焊的垂直面Ec) 填充金属多

19、道次焊接的焊接接头;d) 按要求加工和开切口。圄10K形焊接试样制备7 GB/T 15970. 8一2005/ISO7539-8:2000 7 试验方法7.1 环境要求7. 1. 1 因为金属/环境相互影响的特殊性，在与实际应用直接相关的环境条件下进行试验是十分必要的。7. 1. 2 除了环境的化学组分、电导率和pH值，温度、压力和流速也应与实际应用环境相似。7. 1. 3 如果在含水环境下进行试验，应控制充气程度，因为这可能影响金属的电极电位，从而影响应力腐蚀性能。一种方法是控制电极电位在合适的水平(见GB/T15970. 1)。7.2 试验7.2.1 在试验前，检查试样是否7.2.2把试样

20、安装在加载拼明7.2.3 7. 2.4 在加载前，考时在试验环境中应7.2.5 试验-8 评价8.2 X才相评价对焊接建议检验a) 在给b) d) 9 试验报告状态和强度;b) 焊接方法说明(、从母d) 试验开始前，试样上裂汹地缺陷的情况;的金属或使用绝缘体。间监控环境条件。然而，有一样的。然而，金学成分、热处理、微观组织e ) 监控环境条件时，包括起始溶液组分、p口恒、充气程度(或其他相关气体的浓度)、流动状况、祖度和电极电位。根据大致经过试样的层流速度，对由循环速度决定的流速进行说明:8 一一使用参比电极和标准电极(标准氢电极或饱和甘隶电极250C)确定电位;一一试验开始时的状况，如起始电

21、极电位的任何变化;试验期间环境或加载(包括试验中断)的瞬间变化，记录自然变化和持续时间;f) 使用的载荷、位移或起始应变速率是否合适(基于试样类型)、断裂时间和判断断裂的标准;g ) 检查裂纹的方法;h) 试样上裂纹的位置(焊缝金属、熔合线、热影响区或母材金属)。GB/T 15970. 8-2005/ISO 7539-8: 2000 附录A(资料性附录)定义和术语(国际上未统一)本部分信息被单独列出来，没有放在标准的定义中，是为了方便不熟悉焊接领域的腐蚀专业人士。为了和标准定义一致，如果必要，在将来标准修订时可对这些定义进行修正。A.1 A.2 A.3 A.4 A.5 焊接weld 把两片金属

22、通过焊接连接起来。母材金属基体金属通过焊接、奸焊接焊接区焊缝weld 包含焊接金图A.1典型焊缝根部、熔融穿透区、焊接熔合线和焊接区热影晌区heat-affected zone (HAZ) 由于焊接受热或热切割，母材金属上发生冶金影响但没有熔化的部位。焊接工艺welding procedure 焊接中特定的操作方法，包括一系列材料和必要的使用工具。9 G/T 15970. 8-2005/ISO 7539帽8:2000A.6 A.7 A.8 A.9 道次pass 用焊枪或焊炬把一根焊条沿一条通道熔化或熔敷。残余焊接应力residual welding stresses 由于焊接导致的金属部件或结

23、构内的残余应力。焊缝制备weld preparation 接头制备joint preparation 通过合适准备和安装，用焊接或奸焊把单独部件连接起来。坡口角度angle of bevel 为了便于焊接，在部件的边缘制备的角。见图A.201一一坡口;2一一-倾斜角$3一一缝隙$4一一焊根面。固A.2典型焊缝的缝隙、焊根、坡口、倾斜角A.10 虚焊lack of fusion 焊缝中未焊透处:a) 焊缝金属与母材金属之间pb) 母材金属与母材金属之间;c) 焊缝金属与焊缝金属之间。A.11 孔隙porosity 气孔群。A.12 固相焊接solid恤phasewelding 压力焊接press

24、ure welding 通过使用足够的压力在表面产生塑性流变的焊接，可加热或不加热。A.13 闰隙gap 空气隙air gap 根部间隙root gap 10 GB/T 15970. 8-2005/180 7539-8: 2000 在熔焊中，在横截面上要连接的边缘、侧面或表面的最小距离。A.14 焊根root of weld 离焊接者最远，第一道焊缝一侧区域。见图A.l。A.15 焊罐根部面rt face 根部熔化面的一部分，没有斜角或坡口。见图A.2。A.16 熔舍钱weld junction 焊接界面weld interface 熔化区和热影响区的边界。A.17 焊接金属weld meta

25、l 在焊接时，所有留在焊缝中熔化的金属。见图A.l。A.18 焊接方法welding process 特定的焊接方法，包括冶金、电、物理、化学或力学的应用。A.19 裂棋crack 微裂纹micro-cracking 由开裂产生的线性不连续。注:裂纹在形式上可能是纵向、横向、边缘线性、火山口型、旋转型，位置上可能在熔化区、焊道下、焊缝金属或母材金属。LW KM。m料材川Nm有川所-吨的M掉啊用所耗中消接接焊0焊在呵丘A A.21 焊接速度travel speed 完成单位长度的单层焊缝或熔化流所需时间。A.22 焊接电流welding current 在使工件达到并维持在焊接温度的电流(除了预

26、热电流)。A.23 气体保护gas shield 为了便于焊缝制备，用层流气体包围焊接区域。A.24 焊剂f1ux 为了清洁接头表面化学物质，阻止空气氧化和减少杂质，在焊接、铜轩焊或奸焊接时所使用材料。注z在弧焊中，可添加许多其他有特殊作用的物质。A.25 正摄电焊条electrode positive 使用直流电弧焊时，焊条与电源的正极相连。11 GB/T 15970. 8-2005/150 7539-8: 2000 注:有时在英国习惯称为正极性，在美国习惯称为反极性，因为这个原因，这些术语己被删除。A.26 负极电焊条electrode negative 使用直流电弧焊时，焊条与电源的负极

27、相连。注:有时在英国习惯称为反极性，在美国习惯称为正极性，因为这个原因，这些术语已被删除。A.27 可见热影晌区visible HAZ 可硬化的C-Mn钢发生组织转变的区域，经抛光和浸蚀后会全部或部分宏观显示出来。注:非硬化的钢，如奥氏体不锈钢，没有可辨认品-=r= _ hA k1 A.28 焊接方向welding direction 焊缝制备方向。注:在使用时，焊缝制备的实A.29 焊缝几何形状焊缝的轮廓。A. 30 无处理焊缝焊接后焊缝没有A.31 半-K或Khal 字母代表在焊接注，V焊缝更易A.32 焊后热处理对无处理焊缝组A.33 弧能量arc energy 代表焊接时所消耗的式中:

28、I一一电流，单位为安培(A); U一一一电压，单位为伏特(V); V一一焊接速度，单位为毫米每分钟(mm/mA.34 层间延迟时间interpass delay 在多道次焊接中，连续焊接道次之间的持续时间。A.35 焊缝顶部weld cap 距离焊接者最近的区域，通常是最后的焊接道次。12 GB/T 15970. 8-2005/ISO 7539-8: 2000 参考文献lJ Bs499-1:1991，焊接术语和符号第1部分焊接、奸焊和热切割术语。13 OOON ，。肉的h。的同的OON|-ohmmF 同阁。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8部分:焊接试样的制备和应用GB/T 15970.8 2005/ISO 7539-8: 2000 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张1.25 字数26千字2005年9月第一版2005年9月第一次印刷陪书号:155066. 1-26125 定价13.00元GB/T 15970.8-2005 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533