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1、第五章 局部腐蚀的试验方法5.5 应力腐蚀开裂试验方法 5.5.2 应力腐蚀试验的试样,5.5.2 应力腐蚀试验的试样 1）光滑试样 2）带缺口试样 3）预制裂纹试样,1）光滑试样（1）弹性应变试样（2）塑性应变试样（3）残余应力试样,（1）弹性应变试样 为了控制通过变形加载所施加的表面拉伸应力，应变通常限定在试验材料的弹性范围，然后通过测量应变和弹性模量可以计算施加膨力的大小。在恒载荷加载的情况下，通常是直接测定载荷，并根据试样的几何条件和加载方法利用适当的公式计算应力。为施加载菏和监测载荷可能出现的变化，可使用测力传感器或校正弹簧。,弹性应变试样,弯梁试样 这种方法可以用于任何金属的试样，
2、外加应力应低于材料的弹性极限，其外加应力可精确计算或测定(ASTM G39)。弯梁试样通常是在恒应变条件下试验，但恒载荷条件也可用。在上述两种条件下，当裂纹发生时，试样曲率的局部变化会导致裂纹扩展过程中应力和应变的改变。因此“试验应力”是试验开始时(即发生SCC前)的最高表面拉伸应力。,弹性应变试样,C形环试样,C形环试样 C形环试样尺寸小，加载应力方法简单，可暴露于几乎仟何一种腐蚀性环境中。它可以定量测定各种合金的应力腐蚀断裂敏感性，特别适用于管材和棒材的横向试验及各种材料(如厚板)的短横向试验。最准确的加载应力方法是：把电应变片贴在周向和横向问的拉仰表面上，紧固螺栓直到应变片指示达到所需应
3、力为止。,形环试样 形环试样是一种模拟承受箍形应力的特定用途的SCC试样。,拉伸试样 当进行单向拉伸加载时，其应力图谱是简单而均匀的，而且外加应力的大小可以精确确定。试样的种类和尺寸、加载应力的方法利府力水平等都具有灵活性。小的横截面的试样得到了广泛的应用，它们对SCC的发生有较大的敏感性，能比较快地得到试验结果，试验比较方便。除了试验丝状产品，不推荐使用标距小于10mm，、直役小于3mm的试样。,拉伸试样,音叉试样 音叉试样也是一种专门用途的试样，特别适用于沿纵向或长横向取样的薄板材料的试验。,（2）塑性应变试样 许多加速SCC试验采用塑性变形的试样，因为其制造和使用既简单又经济。由于它们包
4、含大量的弹性和塑性应变，所以能提供光滑试样所能得到的最苛刻的试验条件。这种试样通常用于筛选试验，用以检测一种合金在不同环境中、在给定环境中具有不同金相条件的合金以及在相同环境中不同台金之间在耐SCC性能方面的差别。,塑性应变试样,U型弯曲试样,塑性变形试样 在室温下包括局部塑性变形的一些加工过程(如成形、调直和模锻)所造成的残余应力可能超过材料的弹性极限。塑性变形试样可以是杯突试样、偏斜挤压试样、经冷加工的管节、具有剪切边、冲压孔或钢印的板材等。这类试样通常是定性的，不能确切知道应力的大小。,残余应力试样,焊接试样 焊缝附近发展的残余应力常常是服役中的SCC的起源。在单焊缝附近的纵向应力似乎没
5、有在塑性变形的焊件中出现的应力那样大，因为焊接合属中的应力受到热合属(冷却时会收缩)屈服强度的限制。但是当两个或更多的焊件组合成个比较复杂的结构时会出现高应力。,残余应力试样,2）带缺口试样 缺口试样是模拟金属材料中宏观裂纹和各种加工缺口效应以考察材料SCC敏感性的专门试样。优点：缩短孕育期，加速SCC进程；使SCC限定于缺口区域；改善测量数据的重现性；便于测量某些参数，如裂纹扩展速率。,3）预制裂纹试样 预裂纹SCC试样是预开机械缺口并经疲劳处理产生裂纹的试样，通过SCC试验和断裂力学分析，测试结果可用于丁程设计、安全评定和寿命估计。这种基于断裂力学的预制裂纹试样，由于显著地缩短了孕育期而加
6、速SCC破坏，测试时间短；数据比较集中；便于研究裂纹扩展动力学过程。采用预裂纹试样，把线弹性断裂力学此用于SCC试验，可以确定金属材料在特定介质中的临界应力场强度因子KISCC和裂纹扩展速率da/dt，确定构件中可允许的最大缺陷尺寸。,3）预制裂纹试样恒载荷增K型试样恒位移降K型试样恒载荷恒K型试样,预制裂纹试样,恒载荷增K型试样 目前测量KISCC最简单、最常用的是悬臂梁弯曲试验。试样为悬臂梁弯曲预裂纹试样，属于恒载荷增K型。,恒载荷增K型试样,预制裂纹试样,恒位移降K型试样 最常用的是改进后的楔形张开加载(改进的WOL)试样及双悬臂梁(DCB)试样，这两种试样都是通过裂纹张开到一定位移达到加载的目的。,恒位移试样的优点由于用螺钉自行加载，因而不需要复杂设备，而且可在实际的腐蚀介质中作试验，从而可获得实际使用条件下的应力腐蚀数据；用个试样就可获得KISCC和dadt的数据；由于这类试样主要用于观察裂纹扩展和止裂，故对预制裂纹的要求可较宽。,恒位移降K型试样,预制裂纹试样,恒载荷恒K型试样 在预制裂纹的试样中还有一种恒KI试样，这种试样是在研究裂纹亚临界扩展的动力学时，为了精确测定da/dt对KI的依赖关系，随着裂纹扩展KI保持恒定的试样。,
