铁-铬-镍合金在高温水中应力腐蚀试验方法

1、范围

本标准规定了铁铬-镍合金在静态高温水应力腐蚀试验的范围、定义、试样制备和要求、试验仪器和设备、试验溶液、试验步骤、试验结果观察及评定和试验报告。本标准适用于评价不锈钢、铁镍基合金、镍基合金等铁-铬~镍合金在静态高温水应力腐蚀性能。

2、规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。.

GB/T 1266化学试剂氯化钠

GB/T 2481.1固结磨 具用磨料粒度 组成的检测和标记第 1部分：粗磨粒F4~F220

GB/T 15970.3金属和合 金的腐蚀应力腐蚀试验 第3部分：U型弯曲试样的制备和应用

GB/T 15970.5金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第 5部分：C型环试样的制备和应用

GB/T 16545金属和合金的腐蚀 腐蚀试样 上腐蚀产物的清除

3、定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1、应力腐蚀stress corrosion

由残余或外加应力和腐蚀联合作用导致的腐蚀损伤。

3.2、裂纹萌生时间crack initiation time

从试验开始到用某种手段检查到一条裂纹的时间。

3.3、破裂时间time to cracking

从试验开始到破裂所消耗的时间。破裂的判据是:裂纹的首先出现;试样整体分离;某个商定的中间条件。

4、试样制备和要求

4.1U型弯曲试样

4.1.1 试样尺寸:厚1 mm~3 mm,宽10 mm~15 mm,长75 mm,见图1。如果试样厚度超过3 mm,则切削其中的一面，使厚度达到3mm,将非切削面作为试验表面。

4.1.2试样的加工:试样应沿轧制方向切取。采用对材质影响少的锯切加工等方法。在剪切的情况下，对切口断面进行切削和磨削加工,以消除剪切的影响。加工后的试样,根据试验目的,可进行消除加工应力和残余应力的热处理。

4.1.3用GB/T2481.1中规定的水砂纸将试样工作段依次磨到W40号(相当于500号)。然后用不含氯化物的溶剂除油、洗净。

4.1.4如图2所示用半径为8 mm的压头在滚柱压模上将试样弯曲成U型并使其两臂平行。用适当的夹具将从压模上取出的试样两臂间的宽度压缩5mm来施加应力,在紧固夹具与试样之间垫人适当的绝缘材料,如图3、图4所示。然后用5倍~15倍放大镜检查试样是否有表面缺陷,并用非氣化物溶剂除油待用。

4.1.5也可按GB/T15970.3规定的方法制备试样。

4.2、C型环试样

4.2.1试样尺寸:外径大于或 等于16 mm,厚度可根据试样材料和目的在很宽范围内选择。试样形状见图5。外径小于16mm的试样,由供需双方的协议规定。

4.2.2试样的加工:根据材料和试验的目的,从一定位置和按--定方向切取试样。见附录B.在进行机加工时，应防止试样过热、塑性变形或表面产生残余应力。机加工后试样表面粗糙度Ra不得大于0.8pm。加工后的试样根据试验目的可进行消除加工应力和残余应力的热处理。

4.2.3根据试样合金成分选择适当的浸蚀剂,用化学或电化学浸蚀法去除氧化膜。对于可能产生氢脆的合金不应采用浸蚀或酸洗。也可用4.1.3规定的方法打磨.除油。

4.2.4根据所需应力大小,用附录A中的公式计算出相应的外径减小值。

4.2.5将适当的夹具置于环的对称中央直径处,在夹具与试样之间垫入适当的绝缘材料,紧固夹具以施加应力直到使试样外径减少到按4. 2.4计算出的外径减小值为止。如图6所示。然后用5倍~15倍放大镜检查试样是否有表面缺陷。并用适当的不含氯化物的溶剂除油待用。

5、试验仪器和设备

5.1高压釜（静态高压釜）

5.1.1高压釜釜体、釜盖应采用不锈钢或耐蚀合金制造。釜体-般为整体,特殊情况也可允许施焊,并必须进行探伤。

5.1.2釜体与釜盖之间及各测试孔均需具有良好的密封性能,在试验过程中不允许有泄漏现象。

5.1.3高压釜必须设有安全保护装置,并定期检查保护装置的可靠性。

5.1.4至少每隔两年对釜体、釜盖进行无损探伤检测,发现裂纹立即停止使用。

5.1.5新釜在试验前要进行水压试验,试验压力一般是设计压力的1.25倍。

5.1.6新釜在使用前,首先对内表面进行除油清洗,并将去离子水加入釜中加热升温至300C,并保持24 h.

5.1.7试样架采用不锈钢、耐蚀合金或与被试金属同种材质制作,试样固定在试样架上,应保持试样与试样架、试样与釜体、试样与试样之间均处于绝缘状态。

5.2、加热装置及控温装置

5.2.1一般情况下加热装置采用电加热方式。

5.2.2加热装置及控温仪器必须具有满足试验要求的升温速度,在试验温度下能长期保温,并且稳定、可靠.操作方便。

5.2.3控温精 度:试验温度士2"C。.

6、试验溶液

6.1、采用符合GB/T1266中规定的优级纯氯化钠配制试验溶液。

6.2、采用电导率小于2μS/cm去离子水或蒸馏水配制试验溶液。

6.3、试验溶液的pH值控制在5.5~6.5,pH值的测量可用酸度计,也可用精度为0.3的pH试纸。溶液的pH值可用盐酸或氢氧化钠调整。另有其他目的,可依要求调整pH值,且在报告中注明。

6.4、试验前将空气通人试验溶液中2h~3h,以室温饱和溶解氧量作为试验溶液的溶解氧含量。如有其他目的,氧含量可根据要求限定,并在报告中注明具体含量或采取的措施。

7、试验结果观察及评定

7.1 从高压釜中取出试样,在流水下用硬毛刷刷去表面腐蚀产物,必要时可按GB/T 16545中规定的方法去除腐蚀产物,干燥后用5倍~15倍放大镜观察试样,记录试样破裂状况。

7.2、必要时可用显微镜观察裂纹形态,测量裂纹条数及长度,推算裂纹萌生时间,破裂时间。

7.3、根据需要也可以用扫描电子显微镜观察断口形貌。

7.4、对未发生应力腐蚀破裂的试样,可以根据需要继续高温水应力腐蚀试验，试验按7.2条的规定重复进行。