应力腐蚀讲义课件.ppt

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1、应力腐蚀及环境氢脆测试方法一、应力腐蚀及环境氢脆敏感性的判据1、开裂时间tc及断裂时间Tf金属材料在不同的应力状态下和不同的介质环境中的开裂或断裂时间；或者在一定应力状态下和一定的介质环境中，可以用应力腐蚀及环境氢脆断裂或开裂的时间来表示某种金属的应力腐蚀及环境氢脆的敏感性。一般来说，断裂或开裂时间越短，应力腐蚀破裂及环境氢脆的敏感性越大。在125℃沸腾的MgCl2和CaCl2中，pH值对0Cr18Ni10钢应力腐蚀破裂时间的影响2、临界应力SCE金属材料在特定的腐蚀环境中，应力水平越高，破裂时间越短；应力水平越低，破裂时间越长。原则上

2、说，当应力水平低于某一数值时，不会发生应力腐蚀破裂。该应力为临界应力，它是评定应力腐蚀破裂敏感性的重要指标。各种工业用不锈钢在MgCl2介质中对应力腐蚀破裂的敏感性3.破裂深度hf应力腐蚀破裂的敏感性，还可以用应力腐蚀裂纹的深度，或平均裂纹深度，或是最大裂纹深度来表示。在一定条件下，应力腐蚀裂纹深度越大，应力腐蚀破裂的敏感性也越大。4、试样破裂百分比用应力腐蚀试样在特定条件下发生破裂和未发生破裂的百分数来表示敏感性。水中Cl-浓度对0Cr18Ni10钢SCC敏感性的影响5、应力腐蚀破裂敏感系数在特定条件下，把应力腐蚀破裂时间的倒数，称为破

3、裂敏感系数。当破裂敏感系数越大时，材料的应力腐蚀敏感性也越大。Ni对18％Cr钢和合金的SCC倾向影响示意图1－穿晶破裂2－晶间破裂6、应力腐蚀破裂临界应力强度因子KISCCKISCC系指在应力腐蚀破裂条件下的临界应力强度因子。KISCC的实用价值在于它可以预示材料在特定环境中抗应力腐蚀破裂的能力和使用寿命以及是否处于安全使用状态。KISCC可以实测得到，也可以通过计算方法求得。一般，通过理论方法求得KISCC十分麻烦，工程上多通过实测得到。7、裂纹扩展速率da/dt及裂纹扩展速度v应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt，是评定金属材料应力腐蚀破

4、裂敏感性的重要指标。一般来说，da/dt越大，材料的应力腐蚀敏感性也越大。已经产生应力腐蚀裂纹的典型的da/dt－K曲线如下图。从图中看出，它分为三个阶段：（1）K值超过KISCC达到某一门坎值KTH，裂纹随K值的增加迅速扩展，da/dt与K基本呈线性关系；(2)当K增加到某一数值时，这时的裂纹扩展速度达到某一稳定值，裂纹扩展速率基本是一个常数，da/dt与K几乎无关；（3）当K继续增加到某一数值时，随着K增加，da/dt迅速增加，当K增加到KIC，材料发生机械失稳断裂。典型的da/dt－K曲线（K为应力强度因子）8、破裂电位范围和临界破

5、裂电位大量的例子表明，对于某一特定体系应力腐蚀破裂只发生于一定的电位以上，低于这个电位则不会发生，这个电位值称为应力腐蚀破裂临界电位。在沸腾的42％MgCl2溶液中，18－8Ti不锈钢的电位－断裂时间关系二、试样及测试方法的类型1、试样类型光滑试样缺口试样缺口预制裂纹试样2、测试方法分类恒载荷法－－试验过程中载荷不变；恒应变法－－试验过程中加一恒定的应变；KISCC及da/dt测定法；慢应变法；恒应力法，或称恒K1法。3、应力腐蚀破裂试验中的困难应力腐蚀试验的试验周期一般较长，要保持试验介质的浓度、温度等试验条件不变，是比较困难的，而这些

6、都将影响试验结果，同时如何缩短试验周期，加速应力腐蚀破裂过程，也是需要解决的问题。应力腐蚀试验的试样是浸在腐蚀介质中的，因此对于裂纹扩展情况的观察和测量都受到限制。应力腐蚀试验的微区电化学过程的测试，还存在技术上的困难，如微区的电极电位，微区的极化曲线等等的测量，目前还相当困难。应力腐蚀试验的影响因素很多，往往试验结果数据很分散，而且重现性较差，因此处理很困难。三、应力腐蚀及环境氢脆敏感性常用测试方法简介1、拉伸试验a、恒载荷拉伸试样拉伸试验加载机构示意图弹簧加载拉伸试验1、应力传感器；2、试样；1、弹簧；2、腐蚀锅；3、腐蚀锅；4、砝码

7、3、试样b、恒变形拉伸试样2、弯曲试验a、二支点弯曲试样二支点弯曲试样及试样架H可调试样架(b)及应变测量装置（a）b、三点弯曲试样恒应变三点弯曲恒载荷三点弯曲试验试样及试验装置1－棒；2－试样；3－荷重C、四点弯曲试样恒应变四点弯曲试样及试样架恒应变四点弯曲试样及试样架1－棒；2－试样；3－荷重d、双弯梁3、U形弯曲试样U形试样弯曲过程常用的U形试样1－焊接或缚紧；2－焊接；3－夹紧前；4－受力试样4、C形环试验C形环试样取样的方法(a)－管材(b)－棒材(c)－板材C形环试样受力方法5、O形环试验O形环试样及加力塞子(a)O形环试样；

8、(b)加载塞子6、叉形试验调音叉试样7、薄板预变形试验预变形薄板试样8、焊接接头应力腐蚀试验a、焊接弯梁试样焊接弯梁试样组合件1－焊接拉伸面；2－焊接压缩面；3－焊接根部b、焊接圆盘试样9、管