GB/T 15970.1-1995 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第1部分：试验方法总则

cps;^r15970.1一1995

前言

本标肤等同采用国际标准ISO7539-1:19878金属和合金的腐蚀斤力腐蚀试验第1部分:试脸

方法总则沙

513/T15970在“金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验’，总标题下，包括以下部分

第l邻分:(GB/1'15970-1-1995)试验方法泳则

第2部分弯梁试样的制备和应用

第3部分:(GB/1'15970.3--1995)U型弯曲试样的制备和应用

第4部分:单轴加载拉伸试样的制备和应用

第5部分:C型环试样的制备和应用

第6部分:预裂纹试样的制备和应用

第了部分:慢应变速率试验

第8部分:焊接试样的制备和应用

第2,4,5、6,7,8部分标准将陆续制定

本标准由全国钢标准化技术委员会提出

木标准由冶金部信息标准研究院归口。

本标准山冶金部钢铁研究总院负责起草

本标准主要起草人张宣

cn/1'15970门1995

IS()前言

ISO(国际标准化组织)是各国标准机构(ISO成员团体)的世界性联合组织。国际标准的制订1.作

it过ISO技术委员会正规地进行、〔对某课题感兴趣的每个成员团休均有权参加为该课题建之的投术委

员会。与ISO协作的t-1际组织、政府和非政府机构也可参加_作〔

由技术委员会采用的国际标准草案经成员团体传阅赞成后由ISO委员会采纳为国际标准按照

IS()的程序，草案至少需要75的成员团体投赞成票方能通过

国际标准工SO7539-1由ISO/TC156"金属和合金的腐蚀”技术委员会制iL

使用者应注意，所有国际标准经常在进行修订，在此，对其他国际标准所做的任何引用.除非另有ifi

明均指最新版木

中华人民共和国国家标准

金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验

第1部分:试验方法总则GB%T15970.1一1995

idtIS07539-1:1987

Corrosionofmetalsandalloys--Stress

r-n,.sitesting-Partl

Generalguidanceontestingprocedures

0引言

GB/T15970的本部分给出了各种试验方法的选择、使用和含义解释的一般指孚原则这j.卜试验方

法是为评定令属和合金的耐应力腐蚀性能而制定的，在以{;的一系列附加部分户进行叙述;

第2部分:弯梁试样的制备和应用

第3部分U型弯曲试样的制备和应用

第牛部分:单袖加载拉伸试样的制备和应用

第，部分C环试样的制备和应用

第6部分预裂纹试样的制备和应用

第7部分慢应变速率试验

1范围和应用领域

当设计和进行评定金属应力腐蚀敏感性的试验时，GB/C15970.1-1995的本部分叙述了般Iv"

考虑的I项。

注:试!a1的特定方法在本文件中没有涉及细节。这些方it在GB/T15970的Ft他部分中进行叙述

定义

2门应力腐蚀由腐蚀环境和静态拉应力的同时作用而引起的金属授蚀，常导致裂纹的形成，引起金

属结构承载性能明显下降

注见应力腐蚀破裂(31)

2.2临界应力对‘应力腐蚀而言)在特定的试验条件下高于此应力，应力腐蚀裂纹萌俘和扩展

23临界应力强度因子(对应力腐蚀而言):在塑性变形高度抑制，即平面应变占优势的条件「使应力

腐蚀裂纹荫生的最低应力强度因子

2.4试验环境:供试样暴露的环境，既可以是使用环境，也可以是实验室制备的环境.它可保持恒定或

以商定的方式变化在应力腐蚀情况下，环境常常是特定的(见第6章)

2.5试验的起始施加应力或试样暴露到试验环境的时刻.不论两者的施加顺序，以后吝为准

26裂纹起导时间从试验起始到用某种手段检查到一条裂纹的时间。

2.7破坏时间试验起始到破坏所消耗的时间破坏的判据是裂纹的首先出现或试样整休分离或某个

商定的巾}可条件

国家技术监督局1995一12一25批准1996-06-01实施

GB厂T15970.1一1995

2.8慢肺变速率试验通常以10-~10-'S’的应变速率进行试祥的可控拉伸或弯曲的试验共应交

既叮连续也可阶梯式增加，但不是周期性的

2.9:「均裂纹扩展速率:应力腐蚀产生的最大裂纹深度和试q-;b寸间之商

2.10取向相对十产品(用下F制备试样)的某特定方向(即板材的轧制方向，给试样施加拉伸KV力的方

向

3基本情况

3门根据应力腐蚀的定义(2.1)显然应力腐蚀破裂是应力腐蚀的个特殊情况.在某些环境浸蚀中可

能不导致裂纹的形成。虽然般认为裂纹是通常的结果.但也承认应力加速的其他表现形式如品间腐蚀

或延百叫11裂纹尽管存在这些差别.但对涉及试验方法的本文件口的而言术语"),,力腐蚀”和’应‘力腐蚀

破裂”象在通常腐蚀义献中那样能看作是同义的就本标准而言、除了液体金属的脆化和剥落腐蚀之外，

由腐蚀环境和拉仲应力同时作用IId产生的所有现象包括金属的溶解或进入金属的饭的作I阳匀属木标准

范畴。

注:由vl}伤引起的局部溶解和山氢引起的那些现象应该区分。这两仲类型的现象可以迭加但不能与直接起因厂2;

意充氮而发生的现象f田昆淆

3.2供评定金属应力腐蚀性能使用的方法是多样的在某lit情脱下，每种方法具有各自的特殊优h

3.3重要的是要了解试“验”一词在应力腐蚀或其敏感陀方面具有特别的意义。在给定情况下，应力腐

蚀过程是否发生，取决于暴露条件和材料的性能。应力腐蚀.’敏感性”一词并不表示一般应用范围中的材

料性能或质挺VIIll为给定的一套合金的优劣次序可以随着暴露条件而改变

3.4为了理想地确定在给定应用中是否发生应力腐蚀有必要在所有可能的现役暴露条件下进行模拟

试验门实际上这是困难的，即使可能也很少达到。恨据经验曾找到许多“标准试验’，它们能对给定特殊应

用{，‘可能的现役行为给予合理指导然而这些实验室标准试验”仅适合于那些有着经验关系的使用条

件。过去对另一合金有用的一个试验现在某一给定合金通过或没有通过该试验.这一结果可以是有意

义或许是没有意义如果暴露条件不同，能正确区分给定合金之问行为的某一试验未必提供可靠的指

导。使用超越经验的标准试验需要有充分的依据。

3.5庄卜列条款中应特别注意:应力腐蚀过程可能对暴露或试验条件的很小变化卜分敏感材料用户

扣负着应力腐蚀试验条件的选择也应注意本国际标准叙述的某些试验并不表示对任何给定情况下，’已

们是最合适的试验在标准中叙述这些试验的正当理由是它们使用广泛且对特殊的或普通的设备环fh

休系行之有效。然而负责解释试验结果的权利属材料用户，且其解释权决不会因本标准的存在而nli弱

36除r本国际标准特殊部份涉及最广泛的使用方法以外.尚需要一般的文件.以包括试验细节的选

择和结果的解释。在制定本部分中.采用了该主题适当更新的早期观点

4试验方法的选择

4门在做应力腐蚀试验计划前，必须决定哪一类型的试验是合适的这样的决定主要地取决于试验目

的和所需的信息某些试验对工)工程师很有价值井试图尽可能重复现役条件，Y,一些试验可设计用来

进行破断机理的研究。在前者中，例如受材料、空问、时问等一R制可采用较简单的试验步骤，相反，在别

的情池日丁则可能必需采用较复杂的试验步骤这样，裂纹扩展速度的研究可使用预裂纹试样，而当考虑

如表而粗糙度影响时、fo裂纹试样可能是不合适的。虽然许多复杂技米是有效的.但出更精细的技术小

能使用时.采用简单试验，在某些情况下证明有很大价值

42当选择通过或不通过型的试验方法时重要的是要认识到本方法不应太苛刻否则导致原适用于

特定使用条件的材料被宣告不能用;也小应太宽容，否则II可能发生快速破坏的场含却允许r该材料的

使r}7

4.3PVb腐蚀试验目的常常是提供比现役条件吏快的获得信息(川司时K能预示现役仃为达列日的

cn/T15970.1--1995

的最普通的手段之中有使用较高应力、慢的连续变形、预裂纹试样、比现役环境含更高浓度化学物质的

试验环境、增加温度和电化f加速等。然而重要的是要控制这些方法.使It破坏机理的细省不致改变

4.4如果重现精确的现役条件太困难的话，则分析应力腐蚀过程，尽可能确定不卜引价段起作用的t.要

因素将{分有用。然而，所选的应力腐蚀试验可能仪包含腐蚀机理的一个步'W'

加载系统

5.，般It项

不管试样最初是光滑的、缺u的或预裂纹的，其加载方法能方便地分成F4l13种情况:

a)陌定总应变见‘5.2);

!))恒负荷(见5.3),

的使用慢应变速率(见5.4)

当采用预裂纹试样时，临界条件以应力强度仇K,.,确定试验也可以在恒应变3别;r条件l,进行。f

解不同方法的局限性与加载方法的选择同样垂要

52恒定总应变试验

5.2门因各种形式的弯曲试验属十此范畴.故这些弯曲试验构成f组最普及型的试P!,.'i」l_lIN,它们洁

可模拟与现役失效有关的制造应力

5.2.2薄板常Jil弯曲法进行试验，板材采用拉仲或以(环形式进行试验铃产品和l?fL}[II截iT'll,成品

也可用后者进行试验

5.2.3弯曲试验的优点为使用简单，试祥和试样固定灾具加上廉价如果真要达到任何定址的测试.这

些试V,方法存在的问题常常与应力水平的重复性较差有关，改进这种情况，曾导致了更加复杂类IV的弯

曲试验即4支点代替3支点加载试验但特别当需要超过弹队限的应变时.通常用来日算应力水平的简

单弯曲理论的局限性会导致顶期应力的误差在某些场合，用应变计测紧表面应力就卡分有用、为产生

U形弯曲.条状试样的制备会引起显著的塑性变形，从而影响破裂敏感性

5.2.4管材以c环或0环形式进行试验，前者用压n部分的张开或闭合来加力，后行用适当大于孔的

塞子使劲插入来受力。c环试验对厚的产品形式，例如短横切方向上的铝合金也特别适用

52.5有时恒定总应变拉伸试验优于弯曲试验这样可简化应力的施加和计钾然而前者需要比类似

截而的弯曲试祥更厚实的束缚框架

5.2.6采用含有山于不均匀变形产生的残余应力的内应力试样，可避免使用束缚框架。内应力试样的

残余应力可靠塑性弯曲(即靠在薄板或厚板中产生叨出部分)或幸焊接来产生，但是这样的试fl,存在

初始应力规则变化的问题，该变化一般在屈服应力区达到最大值然而在使板材凸出或使管子1分瓦扁

而引入残余应力过程中.弹性的反弹可引起问题、除了试验是模拟实际情况以外，否则焊接将使组织结

构发生变化

5.2.了有时恒总变形试样起初被安放在一台常规试验机上或类似的装置_{加载，然后用束缚框架固定

住保持它的应变条件。当试验机加载的负荷除去时，试样依vt框架束缚来保持应力，并假定束缚由试验

机转移到框架匕时试样的应变保持恒定。这就意味着试验机与框架有着相似的刚度。只有在框架比试

样厚突的条件下一上述情况才能实现。

5.2.8即使暂且不考虑初始应力水平引起的任何作用，受力框架的刚性也可影响试样的破断时间。这

样，在大多数恒定总应变试验和特别在延性材料的上述试验巾，当裂坟扩展时，试祥的初始弹性应变部

分地转换成塑性应变

5一219一几负荷开始松弛，试样之间其松弛进展程度可以不同，根据扩展中裂纹的总数目，不同的松弛

程度可影响破断时间，具有许多裂纹或点的试样能观察到明显的负荷松弛而·当只有几条裂ft存在时

仅观察到小的负荷松弛。如果仅一条裂纹扩展时，由于外加负荷保持在高值故在最后突然破坏发生之

前.烈纹不需扩展到大的尺十:相反，许多应力腐蚀裂纹的存在使负荷明显松弛这’}f奕意味若裂夕如必

cn/r159701，995

须更进步扩展，以使裂纹中的一个变得尼够大而产生较小负荷下突然破坏的应勺条件

52门0存在的裂纹数目对试1}结果的影响程度，本质卜取决于研究的应力腐蚀体系.即取决于如材利

的断裂韧性等性能和使用环11$的醚蚀性。试验结果也取决于所用束缚夹具的刚比这样，框架的刚性愈

大试样在I.uders带扩展后可能保留的弹性应变就愈小。给定初始应力卜的破断时间随休系是刚性的

还是柔性的而发生变化;在某些场合，裂纹叮以停止扩蜡，以致不会达到破断.

5.3十0负荷试验

5.31这些试验可更严密地模拟由1一外加或操作应