(高清版)GBT 15970.10-2021 金屬和合金的腐蝕　應(yīng)力腐蝕試驗　第10部分：反向U型彎曲試驗方法

GB/T15970.10—2021金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第10部分：反向U型彎曲試驗方法CorrosionofmetalsandalloysPart10:ReverseU-bendmethod(ISO7539-10:2013,MOD)國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T15970.10—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T15970《金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗》的第10部分，GB/T15970已經(jīng)發(fā)布——第2部分：彎梁試樣的制備和應(yīng)用； 第8部分：焊接試樣的制備和應(yīng)用：——第10部分：反向U型彎曲試驗方法；本文件使用重新起草法修改采用ISO7539-10:2013《金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第10部本文件與ISO7539-10:2013相比在結(jié)構(gòu)上有較多調(diào)整，附錄A中列出了本文件與ISO7539-10:2013的結(jié)構(gòu)調(diào)整對照一覽表。本文件與ISO7539-10:2013的技術(shù)性差異及其原因如下：●用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T15970.1—2018代替ISO7539-10:2013引用的ISO7539-1:●用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T16545—2015代替ISO7539-10:2013引用的ISO8407:本文件做了下列編輯性修改：本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：中國航發(fā)北京航空材料研究院、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司。ⅡGB/T15970.10—2021應(yīng)力腐蝕是金屬材料在拉應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的聯(lián)合作用下引起的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。通常材料的強(qiáng)度GB/T15970是為評定金屬和合金的耐應(yīng)力腐蝕性能而制定的系列方法標(biāo)準(zhǔn)，各種方法所采用的形狀的部分金屬自身反向彎曲保持U型，并保證初始拉伸應(yīng)力超過大部分內(nèi)表面的屈服強(qiáng)度值，然后將試樣暴露于腐蝕介質(zhì)中進(jìn)行試驗。與常規(guī)的U型彎曲試驗比較明顯減少了應(yīng)力松弛，用作管材、板1GB/T15970.10—2021金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第10部分：反向U型彎曲試驗方法本文件適用于利用反向U型彎曲試樣測試金屬和合金的應(yīng)力腐蝕。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T15970.1—2018金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第1部分：試驗方法總則(ISO7539-1:2012,IDT)GB/T16545—2015金屬和合金的腐蝕腐蝕試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除(ISO8407:2009,IDT)3術(shù)語和定義GB/T15970.1—2018界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4原理4.1反向U型彎曲(簡稱RUB)試驗是評價應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的特殊嚴(yán)苛試驗方法。該試驗主要用4.2試驗的原則是在高耐蝕的金屬上引入非常嚴(yán)苛的應(yīng)力，并且減小應(yīng)力松弛，以提高誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂的可能性。4.3試驗將截面為半圓的金屬反向彎曲、保持U型，并保證在內(nèi)表面大部分位置的初始拉伸應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度，然后將試樣暴露于腐蝕介質(zhì)中。通過引入服役條件下可能或不可能存在的復(fù)雜的雙軸應(yīng)力對試驗進(jìn)行加速。與材料的原始條件相比，試樣在成型過程中引入的不同程度的冷加工變形會影響應(yīng)力腐蝕開裂的傾向。4.5試驗的進(jìn)一步目標(biāo)是比較和評價不同材料參數(shù)的影響。4.6試驗的主要優(yōu)勢是操作簡單且能夠進(jìn)行快速篩選。如果在573K或以上的高溫溶液中，使用常規(guī)的U型彎曲試樣或C型環(huán)試樣進(jìn)行篩選試驗，會發(fā)生明顯的應(yīng)力松弛，并且評價所需的試驗時間也更長。由于RUB試樣的雙軸應(yīng)力，RUB試樣的應(yīng)力松弛要比常規(guī)的U型彎曲試樣或C型環(huán)試樣小。因此，使用RUB試樣能在相對短的時間內(nèi)完成篩選試驗。2GB/T15970.10—2021進(jìn)行重復(fù)試驗。5試樣RUB試樣從管材和其他中空圓柱產(chǎn)品沿縱向切取一半，或者從板材、棒材或其他產(chǎn)品沿軸向加工5.2.1可使用各種管徑和尺寸的試樣。在管材上切取試樣所需長度的管段，然后沿軸向剖開，形成半圓的試樣。5.2.2管形材料應(yīng)保持原始表面狀態(tài)。5.2.3在彎曲時，可使用成型夾具限制半管的變形，使其強(qiáng)制保持半圓形的截面?；蛘呖稍试S其側(cè)邊可以通過預(yù)應(yīng)變達(dá)到期望的應(yīng)力水平。5.2.5半管RUB試樣的制備實例參見附錄B。無預(yù)應(yīng)變和預(yù)應(yīng)變的標(biāo)距截面RUB試樣的制備實例參見附錄C。5.2.7可使用單級加載或雙級加載。單級加載的試樣不允許在彎曲后、施加最終應(yīng)力前回彈；雙級加5.2.8成形后用加載螺栓施加應(yīng)力時，宜小心進(jìn)行以確保變形恢復(fù)至成形操作終了時的變形程度。加載螺栓處試樣兩端的距離應(yīng)至少比成形操作完成時的距離小1mm。同一系列的所有試樣兩端最終操5.2.9螺栓材料的熱膨脹系數(shù)宜與試樣材料相同，或低于試樣材料的熱膨脹系數(shù)。推薦使用雙螺母緊5.3.1可使用各種棒材、板材和其他鍛件或軋制材料或焊接材料。這些材料在最終熱處理后應(yīng)加工成5.3.2當(dāng)進(jìn)行焊接件的試驗時，應(yīng)注意給出焊縫相對于試樣長軸方向的定位，試驗可在焊接材料本身或包含了焊接金屬和熱影響區(qū)的部分進(jìn)行。5.3.3可使用單級加載或雙級加載的方式對試樣施加應(yīng)力。單級加載的試樣不準(zhǔn)許在彎曲后、施加最5.3.4成形后用加載螺栓施加應(yīng)力時，應(yīng)小心進(jìn)行以確保變形恢復(fù)至成形操作完成時的變形程度。加載螺栓處試樣兩端的距離應(yīng)至少比成形操作完成時的距離小1mm。同一系列的所有試樣兩端最終操5.3.5螺栓材料的熱膨脹系數(shù)宜與試樣材料相同，或低于試樣材料的熱膨脹系數(shù)。推薦使用雙螺母緊3GB/T15970.10—20216.3因為在暴露于試驗環(huán)境前可能產(chǎn)生裂紋，成型后應(yīng)檢查試樣?？蓽?zhǔn)備施加了應(yīng)力但不進(jìn)行環(huán)境暴露的試樣作為后續(xù)的比對試樣。6.8試驗結(jié)束后應(yīng)用蒸餾水或乙醇漂洗試樣并干燥。如有要求，應(yīng)使用合適的清洗方法(見GB/T16545),以便于觀察可能存在的裂紋。7結(jié)果評定7.2為了確定試樣不存在任何裂紋，應(yīng)使用掃描電鏡或高倍顯微鏡進(jìn)行截面的金相觀察。(著色)滲透檢查可簡單有效地檢測小裂紋。相當(dāng)應(yīng)力下沒有進(jìn)行環(huán)境暴露的試樣進(jìn)行檢查。7.4任何觀察到的裂紋，除非有確鑿的證據(jù)證明不是由于應(yīng)力腐蝕而產(chǎn)生的，均宜考慮為應(yīng)力腐蝕失效。7.6推薦使用統(tǒng)計分析方法(例如威布爾統(tǒng)計)進(jìn)行結(jié)果表述，如繪制失效累積數(shù)量—時間曲線。8試驗報告試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：c)試驗環(huán)境的詳細(xì)情況；e)觀察時間和可見裂紋出現(xiàn)的時間；f)評價所用的統(tǒng)計方法的描述。4GB/T15970.10—2021(資料性)本文件與ISO7539-10:2013相比的結(jié)構(gòu)變化情況本文件與ISO7539-10:2013相比在結(jié)構(gòu)上有較多調(diào)整，具體結(jié)構(gòu)調(diào)整對照情況見表A.1。表A.1本文件與ISO7539-10:2013的結(jié)構(gòu)調(diào)整對照情況本文件章條編號ISO7539-10:2013章條編號前言前言4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4,95.2.1、5.2.2、5.2.3、5.2.4、5.2.5、5.2.6、5.2.7、5.2.8、5.2.9一5.3.1、5.3.2、5.3.3、5.3.4、5.3.5—6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.87.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6附錄A附錄B附錄A附錄C附錄B5GB/T15970.10—2021(資料性)無預(yù)應(yīng)變的半管RUB試樣的制備B.1半管被強(qiáng)制保持其原來半圓形的截面，見圖B.1。圖B.1無預(yù)應(yīng)變的半管RUB試樣彎曲設(shè)備示意圖B.2雙級加載，見圖B.2:a)切制具有兩個螺紋孔的半管；c)使用模具和拉伸試驗機(jī)將半管兩端彎曲45°,為防止彎曲過程中半圓棒摩擦污染半管內(nèi)表面，可在半管和半圓棒之間插入一層紙；e)用帶有氧化鋯絕緣墊螺釘緊固兩端。6w7w7GB/T15970.10—202155689000LL?標(biāo)引序號說明：10——反向U型彎曲試樣；圖B.2從管材或板材加工半管制備RUB試樣7GB/T15970.10—2021(資料性)標(biāo)距截面RUB試樣C.1標(biāo)距截面RUB試樣的制備標(biāo)距截面RUB試樣的制備方法如下：a)加工具有兩個螺紋孔的拉伸試樣，見圖C.1;b)用拉伸試驗機(jī)對拉伸試樣施加0%,5%,10%,15%,20%或25%的預(yù)應(yīng)變；c)使用模板和拉伸試驗機(jī)彎曲預(yù)應(yīng)變的拉伸試樣，見圖C.2和圖C.3;e)緊固兩端。為避免電偶效應(yīng)，應(yīng)使用與試樣材料相同的緊固件或與試樣絕緣的緊固件，見圖C.2和圖C.3。單位為毫米圖C.1預(yù)應(yīng)變的標(biāo)距截面RUB試樣8GB/T15970.10—2021C.2預(yù)應(yīng)變的標(biāo)距截面RUB試樣的特點預(yù)應(yīng)變的標(biāo)距截面RUB試樣的特點如下：a)標(biāo)距截面RUB試樣頂部殘余應(yīng)力的分散是非常小的；b)使用預(yù)應(yīng)變的標(biāo)距截面RUB試樣進(jìn)行應(yīng)力腐蝕試驗，無論是管材還是其他產(chǎn)品，檢測出裂紋的時間的分散也是非常小的，見表C.1。D12MdD12Ma)拉伸試樣b)反向彎曲c)無預(yù)應(yīng)變的標(biāo)據(jù)截面RUB試樣d)預(yù)應(yīng)變的標(biāo)距截面RUB試樣圖C.2無預(yù)應(yīng)變的和預(yù)應(yīng)變的標(biāo)距截面RUB試樣的制備9GB/T15970.10—2021圖C.3從管材或板材制備標(biāo)準(zhǔn)截面RUB試樣GB/T15970.10—2021LLL9圖C.3從管材或板材制備標(biāo)準(zhǔn)截面RUB試樣(續(xù))表C.1標(biāo)距截面RUB試樣應(yīng)力腐蝕試驗結(jié)果材料SCC條件試驗結(jié)果管材，外徑C%熱處理條件溫度K預(yù)應(yīng)變%應(yīng)力在檢測出裂紋前的最后檢查時間h檢測出裂紋的時間h廠內(nèi)退火熱處理050表C.1標(biāo)距截面RUB試樣應(yīng)力腐蝕試驗結(jié)果(續(xù))材料SCC條件試驗結(jié)果管材，外徑C%熱處理條件溫度K預(yù)應(yīng)變%應(yīng)力在檢測出裂紋前的最后檢查