應力腐蝕是指在拉應力作用下,金屬在腐蝕介質中引起的破壞。這種腐蝕一般均穿過晶粒,即所謂穿晶腐蝕。它是由殘余應力或外加應力與腐蝕環境共同作用造成的,會導致材料發生脆性斷裂,即使在應力遠低于材料屈服強度的情況下也會發生。應力腐蝕裂紋(SCC)是應力腐蝕的主要特征,具有突發性、隱蔽性和破壞性強的特點,因此,了解和掌握應力腐蝕試驗方法至關重要。應力腐蝕試驗的方法多種多樣,根據試樣的形式可分為光滑試樣、缺口試樣和預裂紋試樣。光滑試樣是在傳統力學試驗中常用的試樣類型,也是應力腐蝕試驗中用得較多的試樣類型。缺口試樣則是模擬金屬材料中的宏觀裂紋和各種加工缺口效應,以考察材料的應力腐蝕敏感性。預裂紋試樣則是預開機械缺口并經疲勞處理產生裂紋的試樣,用于評估材料在裂紋存在情況下的應力腐蝕行為。嚴謹的腐蝕試驗中,將試樣置于鹽霧箱,歷經規定時長后觀察其表面銹蝕程度,以此判定抗鹽霧能力。南京腐蝕試驗測試團隊
主要試驗方法分類:根據應力施加方式和試樣類型,常見的金屬應力腐蝕試驗方法可分為以下幾類:恒載荷試驗(ConstantLoadTest):原理:通過砝碼、彈簧或液壓裝置對試樣施加恒定的拉伸載荷,使其承受持續拉應力,同時暴露于腐蝕介質中。試樣類型:多采用光滑試樣或帶缺口試樣(缺口可模擬實際構件中的應力集中部位)。評價指標:斷裂時間(試樣從加載到斷裂的時間);臨界應力(導致試樣在規定時間內斷裂的較小應力);裂紋擴展速率(通過測量不同時間的裂紋長度計算)。特點:操作相對簡單,能模擬實際構件的受力狀態,但難以精確控制應力大小(尤其試樣變形后應力會變化)。晶間腐蝕試驗注意事項腐蝕試驗對核廢料儲存容器材料進行嚴格測試,保障核廢料長期安全儲存。
應力腐蝕簡介:由拉伸應力和腐蝕介質協同作用導致材料或構件過早開裂的現象。擴展速率:一般為10-9~10-6m·s-1,比一般均勻腐蝕的速率要快106倍。特點:引發構件失效的主要原因之一,且無明顯征兆,往往給工程帶來災難性損失。現有應力腐蝕評價標準:國際公認標準是BSENISO7539CorrosionofMetalsandAlloys-StressCorrosionTesting合訂本,我國GB/T15970《金屬和合金的腐蝕-應力腐蝕試驗》等同采用ISO標準。標準中給出了多種應力腐蝕評價方法,歸納起來:有3種試樣類型,即光滑試樣、帶缺口試樣和預制裂紋試樣;加載形式也有3種,即恒位移、恒載荷和慢應變速率。
影響:應力腐蝕過程試驗研究表明:當金屬加上陽極電流時可以加劇應力腐蝕,而加上陰極電流時則能停止應力腐蝕。一般認為壓應力對應力腐蝕的影響不大。一般存在拉應力,但實驗發現壓應力有時也會產生應力腐蝕。對于裂紋擴展速率,應力腐蝕存在臨界KISCC,即臨界應力強度因子要大于KISCC,裂紋才會擴展。一般應力腐蝕都屬于脆性斷裂。應力腐蝕的裂紋擴展速率一般為10-6至10-3mm/min,而且存在孕育期,擴展區和瞬斷區三部分。容易發生應力腐蝕的設備:發生這種腐蝕的主要設備有熱交換器、冷卻器、蒸汽發生器、送風機、干燥機和鍋爐。腐蝕試驗里,利用掃描電子顯微鏡觀察腐蝕后金屬表面的微觀形貌,深入探究腐蝕過程。
在實際應用中,應力腐蝕試驗需要根據具體材料和腐蝕環境選擇合適的試驗方法。例如,對于不同材料加工成U型管的應力腐蝕性能研究,可以采用GB/T17898《不銹鋼在沸騰氯化鎂溶液中的應力腐蝕試驗方法》,采用其中的U型彎曲試驗條件。試驗材料可以包括鈦(TA2)、SAF2205、304、316L等換熱管,規格為Φ25mm×2mm。試樣選用U型試樣,兩種彎曲半徑(R1=67.5mm、R2=52.5mm),L=120mm。根據不同材料,不銹鋼材料分未固溶處理和固溶處理(1050℃×3min)兩種狀態;TA2換熱管分消應力熱處理(540℃×15min)和未消應力兩種狀態,SAF2205材料分未固溶處理和固溶處理(1050℃×3min)兩種狀態。試驗條件參照GB/T17898使用濃度約為42%的氯化鎂水溶液,沸點(143±1)℃;試驗過程保證溶液處于微沸狀態,溫度約(143±1)℃;試驗采用恒位移法,通過夾具將U型換熱管開口端固定;試驗容器為帶有冷卻能力的回流冷卻器,防止試驗溶液濃縮;加熱采用電爐。腐蝕試驗需要關注試樣邊緣和表面的腐蝕優先現象。安徽應力腐蝕試驗項目
腐蝕試驗可以比較不同金屬材料在相同環境下的耐蝕性能。南京腐蝕試驗測試團隊
腐蝕/老化暴露循環如下:1小時在25℃(或室溫條件下)鹽霧噴淋;1小時在35℃干燥(通過給測試箱通新鮮空氣來干燥樣品,45分鐘后;樣品上的所有可見液滴都被吹干);重復一周,然后人工操作把樣品移動到QUV加速老化實驗裝置且在下列循環中暴露:4小時UV紫外光照,UVA-340燈管,60℃;4小時冷凝(純水),50℃;重復一周;人工操作把樣品移動到CCT試驗箱且重復整個程序。汽車CCT暴露:汽車工業的循環腐蝕性測試方法技術先進。因此,大部分CCT測試都應用在汽車測試方面。南京腐蝕試驗測試團隊
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