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GB／T 15970.10-2021 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第10部分：反向U型弯曲试验方法.pdf简介：

GB/T 15970.10-2021 是中国国家标准，全称为《金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第10部分：反向U型弯曲试验方法》。这个标准详细规定了金属和合金在特定腐蚀环境和受力条件下进行反向U型弯曲试验的方法。这种方法主要用于评估材料在同时受到拉应力和腐蚀环境影响下的抗腐蚀性能。

反向U型弯曲试验是一种常见的应力腐蚀测试方法，它通过将试样弯制成U型，然后在其内侧施加拉伸应力，同时让试样暴露在特定的腐蚀介质中。这种试验可以观察在应力和腐蚀共同作用下，材料的裂纹扩展情况，从而评估其抵抗应力腐蚀的能力。

试验过程通常包括以下步骤： 1. 试样准备：选择合适的试样尺寸和形状，将其清洁并进行表面处理。 2. 应力施加：将试样弯成反向U型，施加预设的拉伸应力。 3. 腐蚀环境：将试样放入预定的腐蚀介质中，如酸、碱、盐水等。 4. 观察和记录：定期检查试样，记录裂纹的形成、扩展和材料的破坏情况。 5. 数据分析：根据观察结果分析材料的应力腐蚀抗力。

这个标准对于材料科学研究、工业生产和质量控制等领域具有重要意义，帮助用户了解材料在实际使用条件下的性能，以做出更好的材料选择和使用决策。

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GB/T15970.102021

GB/T15970.102021

应力腐蚀是金属材料在拉应力和腐蚀环境的联合作用下引起的低应力脆断现象。通常材料的强度 越高，其应力腐蚀敏感性越大。正确评价各类高强度结构材料的应力腐蚀性能、研究其应力腐蚀行为及 制，不但可为设计选材、用材提供可靠的依据《钢桥面铺装冷拌树脂沥青 JT/T1131-2017》，而且对于开发新型的抗应力腐蚀的高强度结构材料具 有重要的意义。 GB/T15970是为评定金属和合金的耐应力腐蚀性能而制定的系列方法标准，各种方法所采用的 式样形式、评价指标不同，研究分析的侧重点不同。本部分是评价应力腐蚀敏感性的特殊试验，将半圆 形状的部分金属自身反向弯曲保持U型，并保证初始拉伸应力超过大部分内表面的屈服强度值，然后 等试样暴露于腐蚀介质中进行试验。与常规的U型弯曲试验比较明显减少了应力松弛，用作管材、板 材、棒材和其他产品（包括焊接产品）应力腐蚀敏感性评价的快速筛选试验

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金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验

作和设备。标准使用者有责任识别并建立相应的安全和使 施，并在使用前确定相关标准限制的适用范围

本文件规定了反向U型弯曲试验方法的原理、试样、试验程序、结果评定和试验报告等。 本文件适用于利用反向U型弯曲试样测试金属和合金的应力腐蚀，

GB/T15970.1一2018界定的术语和定义适用于

4.1反向U型弯曲（简称RUB)试验是评价应力腐蚀开裂敏感性的特殊严苛试验方法。该试验主要用 于高耐蚀的金属，如镍基合金，与常规的U型弯曲试验比较该方法明显减少了应力松弛，用作管材、板 材、棒材和其他产品（包括焊接材料）的筛选试验。RUB试验也可作为协议双方的服役性能验收试验。 4.2试验的原则是在高耐蚀的金属上引入非常严苛的应力，并且减小应力松弛，以提高诱发应力腐蚀 开裂的可能性。 4.3试验将截面为半圆的金属反向弯曲、保持U型，并保证在内表面大部分位置的初始拉伸应力超过 屈服强度，然后将试样暴露于腐蚀介质中。通过引入服役条件下可能或不可能存在的复杂的双轴应力 对试验进行加速。与材料的原始条件相比，试样在成型过程中引入的不同程度的冷加工变形会影响应 力腐蚀开裂的倾向。 4.4试验一般在实验室进行，将试样暴露于模拟服役条件的环境中。 4.5试验的进一步目标是比较和评价不同材料参数的影响。 4.6试验的主要优势是操作简单且能够进行快速筛选。如果在573K或以上的高温溶液中，使用常规 的U型弯曲试样或C型环试样进行筛选试验，会发生明显的应力松弛，并且评价所需的试验时间也更 长。由于RUB试样的双轴应力，RUB试样的应力松弛要比常规的U型弯曲试样或C型环试样小。因 此，使用RUB试样能在相对短的时间内完成筛选试验

GB/T 15970.10=2021

4.7试验的缺点是应力状态复杂，很难精确定量， 4.8对给定的金属和环境，即便使用标称尺寸相同的试样进行试验，试验结果也可能变化很大，有必要 进行重复试验

RUB试样从管材和其他中空圆柱产品沿纵向切取 半，或者从板材、棒材或其他产品沿轴向加工 成半圆形状。在这种情况下，宜在试样成型后、进行反向U型弯曲前进行热处理，以释放残余应力

5.2.1可使用各种管径和尺寸的试样。在管材上切取试样所需长度的管段，然后沿轴向剖开，形成半 圆的试样。

5.2.2管形材料应保持原始表面状态

5.2.3在弯曲时，可使用成型夹具限制半管的变形，使其强制保持半圆形的截面。或者可允许其侧边 自由变形，在这种情况下，两端可趋于变平。两种方法均可使用。后者应力较低，优点是可以避免边缘 裂纹。在本文件中，前一类型的试样命名为“半管RUB试样”，后一类型的试样命名为“标距截面RUB 试样”。 5.2.4当使用“标距截面RUB试样”进行试验时，因为减少了约束，反向弯曲过程中产生的应力较低， 可以通过预应变达到期望的应力水平。 5.2.5半管RUB试样的制备实例参见附录B。无预应变和预应变的标距截面RUB试样的制备实例 参见附录C。 5.2.6如进行热处理，最终热处理应在反向弯曲前（如施加预应力，应在施加应力前）进行。 5.2.7可使用单级加载或双级加载。单级加载的试样不允许在弯曲后、施加最终应力前回弹；双级加 载的试样允许在弯曲后、重新施加最终应力前回弹。 5.2.8成形后用加载螺栓施加应力时，宜小心进行以确保变形恢复至成形操作终了时的变形程度。加 载螺栓处试样两端的距离应至少比成形操作完成时的距离小1mm。同一系列的所有试样两端最终操 作宜相同，宜避免过载。为保持一致，宜使用千分尺测量。 5.2.9螺栓材料的热膨胀系数宜与试样材料相同，或低于试样材料的热膨胀系数。推荐使用双螺母紧 固，以减小螺栓松动的可能性

5.3.1可使用各种棒材、板材和其他锻件或轧制材料或焊接材料。这些材料在最终热处理后应加工成 板，并使用内、外模具成型压制成半圆形状。用板材制备试样的过程参见附录B和附录C。 5.3.2当进行焊接件的试验时，应注意给出焊缝相对于试样长轴方向的定位，试验可在焊接材料本身 或包含了焊接金属和热影响区的部分进行。 5.3.3可使用单级加载或双级加载的方式对试样施加应力。单级加载的试样不准许在弯曲后、施加最 终应力前回弹；双级加载的试样允许在弯曲后、重新施加最终应力前回弹。 5.3.4成形后用加载螺栓施加应力时，应小心进行以确保变形恢复至成形操作完成时的变形程度。加 载螺栓处试样两端的距离应至少比成形操作完成时的距离小1mm。同一系列的所有试样两端最终操 作宜相同，宜避免过载。为保持一致，宜使用千分尺测量。

固，以减小螺栓松动的可能性

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6.1若试验系统中有多种金属，根据试验环境，应对试样进行绝缘，以避免电偶效应。当使用绝缘材料 时，在试验过程中绝缘材料不应变形。陶瓷绝缘材料因与试验环境兼容，适合用在此处。 6.2试验前试样应脱脂，随后小心处理。 6.3因为在暴露于试验环境前可能产生裂纹，成型后应检查试样。可准备施加了应力但不进行环境暴 露的试样作为后续的比对试样。 6.4为了区分试样，有必要对试样做标记，标记方法宜按照GB/T15970.1。 6.5脱脂、加载和检查后的试样宜尽早开始试验， 6.6为了表征损伤随时间的变化，通常可进行一系列不同暴露时间的试验。 6.7为统计评价每个暴露时间的试验结果，可对足够多数量的试样进行测试。 6.8试验结束后应用蒸馏水或乙醇漂洗试样并干燥。如有要求，应使用合适的清洗方法（见 GB/T16545），以便于观察可能存在的裂纹

时，在试验过程中绝缘材料不应变形。陶瓷绝缘材料因与试验环境兼容，适合用在此处， 6.2试验前试样应脱脂，随后小心处理。 6.3因为在暴露于试验环境前可能产生裂纹，成型后应检查试样。可准备施加了应力但不进行环境暴 露的试样作为后续的比对试样。 6.4为了区分试样，有必要对试样做标记，标记方法宜按照GB/T15970.1。 6.5脱脂、加载和检查后的试样宜尽早开始试验， 6.6为了表征损伤随时间的变化，通常可进行一系列不同暴露时间的试验。 6.7为统计评价每个暴露时间的试验结果，可对足够多数量的试样进行测试。 6.8试验结束后应用蒸馏水或乙醇漂洗试样并干燥。如有要求，应使用合适的清洗方法（见 GB/T16545），以便于观察可能存在的裂纹

7.1在检查试样前，应先查看加载螺栓是否失效或松动，确认试验是否有效。一般目视或使用光学显 镜对试样进行初步检查，观察试样是否存在裂纹。实验室试验常使用重复试样，进行周期检查，以确 定首次观察到裂纹时的暴露时间。 7.2为了确定试样不存在任何裂纹，应使用扫描电镜或高倍显微镜进行截面的金相观察。（着色）渗透 验查可简单有效地检测小裂纹， 7.3由于一些裂纹原本就可能存在，而不是应力腐蚀产生的。因此，如果检测到裂纹，为了比较，应对 当应力下没有进行环境暴露的试样进行检查。 7.4任何观察到的裂纹，除非有确凿的证据证明不是由于应力腐蚀而产生的，均宜考虑为应力腐蚀 失效。 7.5试验一般为“通过”或“不通过”的试验，试验的微小差异（如首次出现裂纹的时间或裂纹的大小）被 认为是不重要的。 7.6推荐使用统计分析方法（例如威布尔统计）进行结果表述，如绘制失效累积数量一时间曲线

试验报告应包括以下内容： a 试验材料的详细情况，包括化学成分、热处理和微观组织状态； b) 管材尺寸、试样大小和预应变、弯曲和施加应力过程； 试验环境的详细情况； d) 检查程序，包括显微镜的型号和放大倍数； e) 观察时间和可见裂纹出现的时间； f) 评价所用的统计方法的描述

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3.1半管被强制保持其原来半圆形的截面，见图

管被强制保持其原来半圆形的截面，见图B.1

C.1_机械设备安装.pdfB.2双级加载.则图B.2

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无预应变的半管RUB试样的制备

图B.1无预应变的半管RUB试样弯曲设备示意图

双级加载，见图B.2： a） 切制具有两个螺纹孔的半管： b） 切制一个碳钢半圆棒，用于弯曲操作时保持半管的半圆形截面； 使用模具和拉伸试验机将半管两端弯曲45°，为防止弯曲过程中半圆棒摩擦污染半管内表 可在半管和半圆棒之间插人一层纸； d） 去掉碳钢半圆棒，用钳子将半管两端弯曲至平行； e）用带有氧化绝缘垫螺钉紧固两端

双级加载，见图B.2： a） 切制具有两个螺纹孔的半管： b） 切制一个碳钢半圆棒，用于弯曲操作时保持半管的半圆形截面； 使用模具和拉伸试验机将半管两端弯曲45°，为防止弯曲过程中半圆棒摩擦污染半管内表面， 可在半管和半圆棒之间插人一层纸； d）去掉碳钢半圆棒，用钳子将半管两端弯曲至平行； e 用带有氧化锆绝缘垫螺钉紧固两端

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C.1标距截面RUB试样的制备

T／CSTE 0005-2020 焦炉煤气制氢技术规范GB/T15970.102021