應力腐蝕試驗方法是多種多樣的,實驗室快速試驗方法是根據不同目的來確定的,對方法 的基木要求必須與實際發生的應力腐蝕有相同的破裂機制,也就是說試驗方法要能反映出在 實際使用條件下應力腐蝕破裂的傾向性。試驗方法的目的有:
(1)在一定腐蝕介質中比較各種金屬材料的應力腐蝕破裂的敏感性,進行選材試驗;
(2)評定在特定的腐蝕介質中合金的成分、組織或熱處理等對應力腐蝕破裂的敏感性,發展新的合金材料;
(3)應力腐蝕機理的研究;
(4)評定在一定的腐蝕介質中防護措施(緩蝕劑、涂層、電化學保護等)的有效性。
常用的應力腐蝕的試驗方法有以下幾種:
(1)恒應變法。采用的試樣有U型彎曲淺筍、彎梁試樣、C型環試樣等,應力來自加工變 形產生的殘余應力,這類試樣如U型彎曲樣的應力不能定量,一般應力大于屈服強度.因為生 產設備的殘余應力也常達到或超過屈服強度,這類試樣最符合實際悄況,適用于工程選材試驗。
它的主要缺點是各平行試樣的應力值往往不能一致,當裂紋產生后還會引起應力松弛,使 裂紋提高替惕緩慢或中止。彎梁試樣和C型環試樣的應力能預先定量。
(2)恒載荷法。在恒載荷下進行拉伸試驗。此法的應力腐蝕破裂判定標準是破裂時間, 還可求得應力腐蝕破裂的臨界應力值,這點對材料的評價很關鍵。
(3)慢應變速率法(SSRT法又稱恒應變速率法)。將拉伸試樣放在裝有試驗溶液的容器 中,裝入特制的慢應變速率試驗機中,用固定的緩慢的應變速率拉伸試樣,直至于拉斷。
此法可使試樣在短期產生應力腐蝕破裂。此法通過斷口形貌和韌性指標 判斷試樣的應力腐蝕破裂的敏感性,韌性指標不顯著時也可用載荷一延伸率曲線下的面積來判定。
此法通常用作試驗室內的選材試驗以及比較環境因家等的影響。但用此法時.當材料 產生應力腐蝕破裂時,并不說明在實際環境中也必然會迅速產生應力腐蝕破裂。
Bernhardsson 等認為SSRT法對雙相不銹鋼并不是一個很可靠的試驗方法,實際環境中不會遇到這樣的塑 性形變程度,這樣的塑性變形使雙相不銹鋼發揮不出α與γ相的有效協同作用,嚴重的形變 使α相也變形了,在很短的時間就會產生裂紋。
(4)斷裂力學法。用缺口或預制裂縫試樣進行試臉,可得應力水平(以應力強度因子K表 示)與裂縫擴展速率的關系,也可找出KISCC值(應力腐蝕破裂臨界強度因子),這對于設計中 避免突發性應力腐蝕事故是有價值的。現實材料通常含有徽裂紋等缺陷,預制裂縫試樣符合 實際情況,特別是可求得裂縫長度和K的關系,計算出許可的表面缺陷深度,有助于安全設計。
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斷裂力學試驗法一般用于高強度鋼,雙相不銹鋼采用的不多。 Bemhardsson采用恒載荷法對系列雙相不銹鋼在高壓釜中進行了試驗,總壓力為10MPa, 氧含量約為8mg/L,外加載荷等于鋼的屈服強度,溫度最高到300℃, Clˉ含量從lmg/L到1% 質量分數,試驗時間為1000h;試驗結果與實際情況很好吻合的原因可能與含氯化物的水環垅相近。
如熱交換器的介質條件.同時施加的應力水平也與實際的鋼中殘余應力水平相當。雙相 不銹鋼高的應力腐蝕抗力與這種類型材料的應力腐蝕機制有關。
在相當于屈服強度的應力水平下,鋼中的鐵素體對奧氏體起陰極保護作用,阻止裂紋發生。 對于含氛或不含氯的脫氣水溶液,100-350℃,通常采用斷裂力學的試驗方法。
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