鐵-鉻-鎳合金在高溫水中應力腐蝕試驗方法

1、范圍

本標準規(guī)定了鐵鉻-鎳合金在靜態(tài)高溫水應力腐蝕試驗的范圍、定義、試樣制備和要求、試驗儀器和設備、試驗溶液、試驗步驟、試驗結(jié)果觀察及評定和試驗報告。本標準適用于評價不銹鋼、鐵鎳基合金、鎳基合金等鐵-鉻~鎳合金在靜態(tài)高溫水應力腐蝕性能。

2、規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。.

GB/T 1266化學試劑氯化鈉

GB/T 2481.1固結(jié)磨 具用磨料粒度 組成的檢測和標記第 1部分：粗磨粒F4~F220

GB/T 15970.3金屬和合 金的腐蝕應力腐蝕試驗 第3部分：U型彎曲試樣的制備和應用

GB/T 15970.5金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第 5部分：C型環(huán)試樣的制備和應用

GB/T 16545金屬和合金的腐蝕 腐蝕試樣 上腐蝕產(chǎn)物的清除

3、定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1、應力腐蝕stress corrosion

由殘余或外加應力和腐蝕聯(lián)合作用導致的腐蝕損傷。

3.2、裂紋萌生時間crack initiation time

從試驗開始到用某種手段檢查到一條裂紋的時間。

3.3、破裂時間time to cracking

從試驗開始到破裂所消耗的時間。破裂的判據(jù)是:裂紋的首先出現(xiàn);試樣整體分離;某個商定的中間條件。

4、試樣制備和要求

4.1U型彎曲試樣

4.1.1 試樣尺寸:厚1 mm~3 mm,寬10 mm~15 mm,長75 mm,見圖1。如果試樣厚度超過3 mm,則切削其中的一面，使厚度達到3mm,將非切削面作為試驗表面。

4.1.2試樣的加工:試樣應沿軋制方向切取。采用對材質(zhì)影響少的鋸切加工等方法。在剪切的情況下，對切口斷面進行切削和磨削加工,以消除剪切的影響。加工后的試樣,根據(jù)試驗目的,可進行消除加工應力和殘余應力的熱處理。

4.1.3用GB/T2481.1中規(guī)定的水砂紙將試樣工作段依次磨到W40號(相當于500號)。然后用不含氯化物的溶劑除油、洗凈。

4.1.4如圖2所示用半徑為8 mm的壓頭在滾柱壓模上將試樣彎曲成U型并使其兩臂平行。用適當?shù)膴A具將從壓模上取出的試樣兩臂間的寬度壓縮5mm來施加應力,在緊固夾具與試樣之間墊人適當?shù)慕^緣材料,如圖3、圖4所示。然后用5倍~15倍放大鏡檢查試樣是否有表面缺陷,并用非氣化物溶劑除油待用。

4.1.5也可按GB/T15970.3規(guī)定的方法制備試樣。

4.2、C型環(huán)試樣

4.2.1試樣尺寸:外徑大于或 等于16 mm,厚度可根據(jù)試樣材料和目的在很寬范圍內(nèi)選擇。試樣形狀見圖5。外徑小于16mm的試樣,由供需雙方的協(xié)議規(guī)定。

4.2.2試樣的加工:根據(jù)材料和試驗的目的,從一定位置和按--定方向切取試樣。見附錄B.在進行機加工時，應防止試樣過熱、塑性變形或表面產(chǎn)生殘余應力。機加工后試樣表面粗糙度Ra不得大于0.8pm。加工后的試樣根據(jù)試驗目的可進行消除加工應力和殘余應力的熱處理。

4.2.3根據(jù)試樣合金成分選擇適當?shù)慕g劑,用化學或電化學浸蝕法去除氧化膜。對于可能產(chǎn)生氫脆的合金不應采用浸蝕或酸洗。也可用4.1.3規(guī)定的方法打磨.除油。

4.2.4根據(jù)所需應力大小,用附錄A中的公式計算出相應的外徑減小值。

4.2.5將適當?shù)膴A具置于環(huán)的對稱中央直徑處,在夾具與試樣之間墊入適當?shù)慕^緣材料,緊固夾具以施加應力直到使試樣外徑減少到按4. 2.4計算出的外徑減小值為止。如圖6所示。然后用5倍~15倍放大鏡檢查試樣是否有表面缺陷。并用適當?shù)牟缓然锏娜軇┏痛谩?/span>

5、試驗儀器和設備

5.1高壓釜（靜態(tài)高壓釜）

5.1.1高壓釜釜體、釜蓋應采用不銹鋼或耐蝕合金制造。釜體-般為整體,特殊情況也可允許施焊,并必須進行探傷。

5.1.2釜體與釜蓋之間及各測試孔均需具有良好的密封性能,在試驗過程中不允許有泄漏現(xiàn)象。

5.1.3高壓釜必須設有安全保護裝置,并定期檢查保護裝置的可靠性。

5.1.4至少每隔兩年對釜體、釜蓋進行無損探傷檢測,發(fā)現(xiàn)裂紋立即停止使用。

5.1.5新釜在試驗前要進行水壓試驗,試驗壓力一般是設計壓力的1.25倍。

5.1.6新釜在使用前,首先對內(nèi)表面進行除油清洗,并將去離子水加入釜中加熱升溫至300C,并保持24 h.

5.1.7試樣架采用不銹鋼、耐蝕合金或與被試金屬同種材質(zhì)制作,試樣固定在試樣架上,應保持試樣與試樣架、試樣與釜體、試樣與試樣之間均處于絕緣狀態(tài)。

5.2、加熱裝置及控溫裝置

5.2.1一般情況下加熱裝置采用電加熱方式。

5.2.2加熱裝置及控溫儀器必須具有滿足試驗要求的升溫速度,在試驗溫度下能長期保溫,并且穩(wěn)定、可靠.操作方便。

5.2.3控溫精 度:試驗溫度士2"C。.

6、試驗溶液

6.1、采用符合GB/T1266中規(guī)定的優(yōu)級純氯化鈉配制試驗溶液。

6.2、采用電導率小于2μS/cm去離子水或蒸餾水配制試驗溶液。

6.3、試驗溶液的pH值控制在5.5~6.5,pH值的測量可用酸度計,也可用精度為0.3的pH試紙。溶液的pH值可用鹽酸或氫氧化鈉調(diào)整。另有其他目的,可依要求調(diào)整pH值,且在報告中注明。

6.4、試驗前將空氣通人試驗溶液中2h~3h,以室溫飽和溶解氧量作為試驗溶液的溶解氧含量。如有其他目的,氧含量可根據(jù)要求限定,并在報告中注明具體含量或采取的措施。

7、試驗結(jié)果觀察及評定

7.1 從高壓釜中取出試樣,在流水下用硬毛刷刷去表面腐蝕產(chǎn)物,必要時可按GB/T 16545中規(guī)定的方法去除腐蝕產(chǎn)物,干燥后用5倍~15倍放大鏡觀察試樣,記錄試樣破裂狀況。

7.2、必要時可用顯微鏡觀察裂紋形態(tài),測量裂紋條數(shù)及長度,推算裂紋萌生時間,破裂時間。

7.3、根據(jù)需要也可以用掃描電子顯微鏡觀察斷口形貌。

7.4、對未發(fā)生應力腐蝕破裂的試樣,可以根據(jù)需要繼續(xù)高溫水應力腐蝕試驗，試驗按7.2條的規(guī)定重復進行。