(高清版)GBT 15970.10-2021 金属和合金的腐蚀　应力腐蚀试验　第10部分：反向U型弯曲试验方法

GB/T15970.10—2021金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第10部分：反向U型弯曲试验方法CorrosionofmetalsandalloysPart10:ReverseU-bendmethod(ISO7539-10:2013,MOD)国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T15970.10—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T15970《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》的第10部分，GB/T15970已经发布——第2部分：弯梁试样的制备和应用； 第8部分：焊接试样的制备和应用：——第10部分：反向U型弯曲试验方法；本文件使用重新起草法修改采用ISO7539-10:2013《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第10部本文件与ISO7539-10:2013相比在结构上有较多调整，附录A中列出了本文件与ISO7539-10:2013的结构调整对照一览表。本文件与ISO7539-10:2013的技术性差异及其原因如下：●用等同采用国际标准的GB/T15970.1—2018代替ISO7539-10:2013引用的ISO7539-1:●用等同采用国际标准的GB/T16545—2015代替ISO7539-10:2013引用的ISO8407:本文件做了下列编辑性修改：本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。本文件起草单位：中国航发北京航空材料研究院、冶金工业信息标准研究院、中车青岛四方机车车辆股份有限公司。ⅡGB/T15970.10—2021应力腐蚀是金属材料在拉应力和腐蚀环境的联合作用下引起的低应力脆断现象。通常材料的强度GB/T15970是为评定金属和合金的耐应力腐蚀性能而制定的系列方法标准，各种方法所采用的形状的部分金属自身反向弯曲保持U型，并保证初始拉伸应力超过大部分内表面的屈服强度值，然后将试样暴露于腐蚀介质中进行试验。与常规的U型弯曲试验比较明显减少了应力松弛，用作管材、板1GB/T15970.10—2021金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第10部分：反向U型弯曲试验方法本文件适用于利用反向U型弯曲试样测试金属和合金的应力腐蚀。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T15970.1—2018金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第1部分：试验方法总则(ISO7539-1:2012,IDT)GB/T16545—2015金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除(ISO8407:2009,IDT)3术语和定义GB/T15970.1—2018界定的术语和定义适用于本文件。4原理4.1反向U型弯曲(简称RUB)试验是评价应力腐蚀开裂敏感性的特殊严苛试验方法。该试验主要用4.2试验的原则是在高耐蚀的金属上引入非常严苛的应力，并且减小应力松弛，以提高诱发应力腐蚀开裂的可能性。4.3试验将截面为半圆的金属反向弯曲、保持U型，并保证在内表面大部分位置的初始拉伸应力超过屈服强度，然后将试样暴露于腐蚀介质中。通过引入服役条件下可能或不可能存在的复杂的双轴应力对试验进行加速。与材料的原始条件相比，试样在成型过程中引入的不同程度的冷加工变形会影响应力腐蚀开裂的倾向。4.5试验的进一步目标是比较和评价不同材料参数的影响。4.6试验的主要优势是操作简单且能够进行快速筛选。如果在573K或以上的高温溶液中，使用常规的U型弯曲试样或C型环试样进行筛选试验，会发生明显的应力松弛，并且评价所需的试验时间也更长。由于RUB试样的双轴应力，RUB试样的应力松弛要比常规的U型弯曲试样或C型环试样小。因此，使用RUB试样能在相对短的时间内完成筛选试验。2GB/T15970.10—2021进行重复试验。5试样RUB试样从管材和其他中空圆柱产品沿纵向切取一半，或者从板材、棒材或其他产品沿轴向加工5.2.1可使用各种管径和尺寸的试样。在管材上切取试样所需长度的管段，然后沿轴向剖开，形成半圆的试样。5.2.2管形材料应保持原始表面状态。5.2.3在弯曲时，可使用成型夹具限制半管的变形，使其强制保持半圆形的截面。或者可允许其侧边可以通过预应变达到期望的应力水平。5.2.5半管RUB试样的制备实例参见附录B。无预应变和预应变的标距截面RUB试样的制备实例参见附录C。5.2.7可使用单级加载或双级加载。单级加载的试样不允许在弯曲后、施加最终应力前回弹；双级加5.2.8成形后用加载螺栓施加应力时，宜小心进行以确保变形恢复至成形操作终了时的变形程度。加载螺栓处试样两端的距离应至少比成形操作完成时的距离小1mm。同一系列的所有试样两端最终操5.2.9螺栓材料的热膨胀系数宜与试样材料相同，或低于试样材料的热膨胀系数。推荐使用双螺母紧5.3.1可使用各种棒材、板材和其他锻件或轧制材料或焊接材料。这些材料在最终热处理后应加工成5.3.2当进行焊接件的试验时，应注意给出焊缝相对于试样长轴方向的定位，试验可在焊接材料本身或包含了焊接金属和热影响区的部分进行。5.3.3可使用单级加载或双级加载的方式对试样施加应力。单级加载的试样不准许在弯曲后、施加最5.3.4成形后用加载螺栓施加应力时，应小心进行以确保变形恢复至成形操作完成时的变形程度。加载螺栓处试样两端的距离应至少比成形操作完成时的距离小1mm。同一系列的所有试样两端最终操5.3.5螺栓材料的热膨胀系数宜与试样材料相同，或低于试样材料的热膨胀系数。推荐使用双螺母紧3GB/T15970.10—20216.3因为在暴露于试验环境前可能产生裂纹，成型后应检查试样。可准备施加了应力但不进行环境暴露的试样作为后续的比对试样。6.8试验结束后应用蒸馏水或乙醇漂洗试样并干燥。如有要求，应使用合适的清洗方法(见GB/T16545),以便于观察可能存在的裂纹。7结果评定7.2为了确定试样不存在任何裂纹，应使用扫描电镜或高倍显微镜进行截面的金相观察。(着色)渗透检查可简单有效地检测小裂纹。相当应力下没有进行环境暴露的试样进行检查。7.4任何观察到的裂纹，除非有确凿的证据证明不是由于应力腐蚀而产生的，均宜考虑为应力腐蚀失效。7.6推荐使用统计分析方法(例如威布尔统计)进行结果表述，如绘制失效累积数量—时间曲线。8试验报告试验报告应包括以下内容：c)试验环境的详细情况；e)观察时间和可见裂纹出现的时间；f)评价所用的统计方法的描述。4GB/T15970.10—2021(资料性)本文件与ISO7539-10:2013相比的结构变化情况本文件与ISO7539-10:2013相比在结构上有较多调整，具体结构调整对照情况见表A.1。表A.1本文件与ISO7539-10:2013的结构调整对照情况本文件章条编号ISO7539-10:2013章条编号前言前言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附录A附录B附录A附录C附录B5GB/T15970.10—2021(资料性)无预应变的半管RUB试样的制备B.1半管被强制保持其原来半圆形的截面，见图B.1。图B.1无预应变的半管RUB试样弯曲设备示意图B.2双级加载，见图B.2:a)切制具有两个螺纹孔的半管；c)使用模具和拉伸试验机将半管两端弯曲45°,为防止弯曲过程中半圆棒摩擦污染半管内表面，可在半管和半圆棒之间插入一层纸；e)用带有氧化锆绝缘垫螺钉紧固两端。6w7w7GB/T15970.10—202155689000LL₆标引序号说明：10——反向U型弯曲试样；图B.2从管材或板材加工半管制备RUB试样7GB/T15970.10—2021(资料性)标距截面RUB试样C.1标距截面RUB试样的制备标距截面RUB试样的制备方法如下：a)加工具有两个螺纹孔的拉伸试样，见图C.1;b)用拉伸试验机对拉伸试样施加0%,5%,10%,15%,20%或25%的预应变；c)使用模板和拉伸试验机弯曲预应变的拉伸试样，见图C.2和图C.3;e)紧固两端。为避免电偶效应，应使用与试样材料相同的紧固件或与试样绝缘的紧固件，见图C.2和图C.3。单位为毫米图C.1预应变的标距截面RUB试样8GB/T15970.10—2021C.2预应变的标距截面RUB试样的特点预应变的标距截面RUB试样的特点如下：a)标距截面RUB试样顶部残余应力的分散是非常小的；b)使用预应变的标距截面RUB试样进行应力腐蚀试验，无论是管材还是其他产品，检测出裂纹的时间的分散也是非常小的，见表C.1。D¹2MdD¹2Ma)拉伸试样b)反向弯曲c)无预应变的标据截面RUB试样d)预应变的标距截面RUB试样图C.2无预应变的和预应变的标距截面RUB试样的制备9GB/T15970.10—2021图C.3从管材或板材制备标准截面RUB试样GB/T15970.10—2021LLL9图C.3从管材或板材制备标准截面RUB试样(续)表C.1标距截面RUB试样应力腐蚀试验结果材料SCC条件试验结果管材，外径C%热处理条件温度K预应变%应力在检测出裂纹前的最后检查时间h检测出裂纹的时间h厂内退火热处理050表C.1标距截面RUB试样应力腐蚀试验结果(续)材料SCC条件试验结果管材，外径C%热处理条件温度K预应变%应力在检测出裂纹前的最后检查