1、范围
1.1本方法涉及弯曲梁应力腐蚀试样设计、制备和使用的程序。
1.2根据产品形状(如薄板或板材)的不同,使用不同外形的试样。本方法适用于应力低于材料弹性极限的任何金属试样,因为所加应力可准确计算或测量按本方法所做应力计算并不适用于受引起塑性形变之应力的试样。
注1:这些方法的本质在于只是外加应力可以计算。用于应力腐蚀开裂是总应力的函数,所以为了充分应用和正确解释试验结果。应当采用如X射线衍射(1 ) °这样的无损检验方法来测定残余应力(施加应力之前)或总弹性应力(施加应力之后)。
1.3本方法适用于暴露在气态或液态环境中的应力腐蚀试验。
1.4弯曲粱试验最适于平板形产品,如薄板、带材、板材等。对于板材,因为必须制作更坚固的试验支架以适应这种试样,所以使用弯曲梁试验更为困难。在第10.5 节将介绍适用于较厚材料的四点加荷试样的变种双粱试样。
1.5由于其他方法,如D1141技术规范、G30、 G36、 G44 , G50和G85推荐方法,叙述了试样在腐蚀环境中的暴露问题,故本方法对此只作概述,试验人员可参考ASTM特种技术出版物。
1.6弯曲梁方法一般是恒应变(挠度)试验。裂纹一旦萌生,裂纹尖端和为开裂部分的应力状态均已改变,故本方法中讨论的已知或计算的应力或应变,仅适用于裂纹萌生以前所存在的应力状态。
1.7以国际制SI单位表示的数值视为标准值。括号里给出的英寸磅单位数值仅供参考。
1.8本标准并没有完全列举所有的安全声明,如果有必要,根据实际使用情况进行斟酌。使用本规范前,使用者有责任制定符合安全和健康要求的条例和规范,并明确该规范的使用规范。
2、试样的检查
2.1因为连续检查试样一般是不实际的,所以在预先规定的时间间隔内检查试样的开裂。这些间隔通常随试验进行而逐渐增加。这是因为如Loginow(6)和Booth等(8)所述,观测的开裂时间的对数呈正态分布。
2.2一般利用5到10倍的放大镜通过目测来确定裂纹的出现。如果试样只包含一个或几个裂纹,则弯曲形状肯可发生显著改变,主要是出现扭曲。这种情况有助于我们把开裂试样鉴别出来。但若出现了许多裂纹,则形状的改变可能不明显。还应注意,大量腐蚀产物的出现可能掩盖裂纹,因此即使仔细检查也无济于事。在这些情况下,可能需要对试样进行金相切片才可检测裂纹。
3、试验条件的选择
应力腐蚀试验的目的是小规模模拟存在于工程应用中的条件(材料、应力和环境》工程结构中的应力可分为操作(设计)应力和残余应力(由热处理和加工所产生》残余应力常常更为重要,这首先是因为现行设计方法和对操作过程的严格控制,使操作应力比所使用金属的屈服强度低得多;另一方面,残余应力的大小和方向经常是难以预计和测量的。如果约束程度太大,残余应力甚至可能超过材料原先的屈服强度。
4、意义和使用
弯曲梁试样是为测定合金薄板和板材在各种环境中的应力腐蚀行为而设计的。这种试样也是针对在低于合金弹性极限的应力水平下进行试验而设计的。对于塑性范围的试验,应当采用U形弯曲试样(见G30推荐方法)虽然可以把弯曲梁试样施加应力到塑性范围,但对于三点和四点加荷试样以及双梁试样,加应力到塑性范围则不能够计算应力水平。因此在普通情况下,并不推荐在塑性范围使用弯曲梁试样。
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