沸騰氯化鎂溶液中的應力腐蝕開裂試驗方法—ASTM G36

金屬及合金在沸騰氯化鎂溶液中的應力腐蝕開裂試驗方法——ASTM G36

1． 范圍

1． 1 本標準描述了在沸騰氯化鎂溶液中的應力腐蝕開裂試驗方法。 雖然這個試驗可以在不同的氯化鎂濃度下進行， 但試驗過程中溶液保持

恒定 155.0±1.0℃沸騰溫度。 在一個大氣壓下不同濃度氯化鎂溶液的沸點示于圖 1。能夠保持溶液一定濃度和溫度的試驗設備在標準中也給出了建議。

1． 2 沸騰氯化鎂試驗適用于不銹鋼鍛件、 鑄件、焊接件及其相關合金檢測。 此方法可以檢驗材料在組成、 熱處理、 表面加工、 微觀結構和應力等方面對氯化物應力腐蝕開裂的敏感性。

1． 3 這個試驗主要涉及到試驗溶液， 可以用于檢驗各種應力腐蝕試樣、 表面加工試樣及有不同許用應力的試樣。

2. 規(guī)范性引用文件

2． 1 ASME 標準

D1193 去離子水規(guī)格

G1 腐蝕試樣的制備、 清洗和評價

G15 腐蝕和腐蝕試樣相關術語

G30 U 型彎曲應力腐蝕試樣的制備方法

3． 術語

相關術語見 G15

4． 概述

4.1 將一定量的試劑級氯化鎂和去離子水加入一個帶有溫度計和回流冷凝裝置的試驗容器中， 在一定熱源上進行加熱。 當氯化鎂開始沸騰時， 通過滴加少量的水或鹽來調整使其保持需要的濃度和沸點。

4． 2 在溶液穩(wěn)定保持要求的沸點溫度以后， 放入加載一定應力的試樣。 根據不同的實驗目的， 試樣需要進行周期性的觀察。 如果試驗時間超過 7 天， 溶液要進行更換或建議使用類似的實驗裝置繼續(xù)進行試驗。

5 重要性和用途

5． 1 這個試驗環(huán)境可以通過不同程度的應力腐蝕開裂敏感性為在含氯水環(huán)境中的不銹鋼及合金提供加速試驗方法。 通常在熱含氯環(huán)境中具有一定抗蝕能力的材料在這個試驗中會出現(xiàn)開裂。 這個試驗與在連多酸或堿性環(huán)境中的應力腐蝕開裂無關。

5． 2 沸騰氯化鎂中的抗應力腐蝕開裂在可能的情況下將與在用材料的抗蝕能力有關，但這種情況并不是一直都會出現(xiàn)。

5． 3 沸騰氯化鎂能導致許多不銹鋼發(fā)生點蝕。 這將可能導致伴隨由于耐蝕凈截面積減小而造成機械性能失效的應力腐蝕失效原因多樣化。 當使用小截面試樣、 高許用應力、長暴露周期的抗應力腐蝕合金或具有以上特點的材料時， 這種影響更大。 為了 正確評估失效原因要進行嚴格的測試與檢驗。

6． 實驗裝置

6． 1 使用有溫度計和回流冷凝器的透明的與試驗溶液不會發(fā)生反應的裝置， 此裝置在長期實驗過程中可以通過降低水份流失和溶液濃縮來保持一定溫度和一定的氯化鎂溶液濃度。 氯化鎂溶液中水分的流失將導致溶液沸點的上升以至試樣產生應力腐蝕開裂的時間將縮短。

7． 試劑

7.1 試劑純度： 實驗中用到的化學試劑都為試劑級。 除非另有說明， 所有的試劑都必須符合美國化學會的分析純試劑規(guī)格， 如果用到其它級別的試劑， 必須保證試劑具有足夠高的純而不會減小檢驗的準確性。

7.2 水純度： 本實驗用水符合 D1193 Ⅳ型

7． 3 氯化鎂： 試驗中氯化鎂溶液沸點保持在 155.0±1.0℃。 如果試驗時間超過 7 天， 需要更換質量分數為 25％的氯化鎂溶液。配制約 400mL 的溶液于 1L 錐形燒瓶或其它容器中， 將 600g 氯化鎂加到有 15mL水的錐形瓶中， 此裝置要配有溫度計。加 10－15 粒沸石將有冷凝器和溫度計的裝置放于一定熱源上加熱。當溶液沸騰的很劇烈而沒有足夠的冷凝水回流時， 慢慢從冷凝器上口滴加 4－5mL 水使得溫度降至 155.0℃。 當往沸騰氯化鎂溶液中加水時要有一定的防護措施。 冷水在氯化鎂表面可以形成一層膜， 當到達容器底部時， 會發(fā)生巨沸， 所以需要用一個防護罩。

注 1： 如果加入太多的水的話， 可以通過冷凝管加入一定量的 MgCl 2 •6H 2 O， 直到溶液溫度達到 155℃。

7． 4 將 53.4g MgCl 2 •6H 2 O 加入到 46.6mL 水中， 在室溫下溶解配制成 25％的溶液。

8 檢驗試樣

8.1 任何類型的應力腐蝕試樣都可以用這個試驗溶液來檢驗。 見 G1 和 G30。

8． 2 試驗要有足夠的厚度， 當由點蝕或均勻腐蝕而使得表面積減小時， 加載應力不會導致機械損壞。

8． 3 在可能的情況下， 一個容器中只能放置一個試樣。 如果一個容器中多于一個試樣，試樣必須是同一種材料從而避免其它合金的腐蝕產物對另一合金造成有害的影響。

8． 4 試樣要用玻璃支架支撐避免與容器直接接觸。 用于給試樣加載應力的金屬也必須支撐在支架上。

9 實驗過程

9． 1 試驗前將實驗儀器和試樣準備好。 如果使用建議實驗裝置， 請參考附錄 X1。

9． 2 給帶有溫度計和冷凝管的實驗容器中加入一定量的 MgCl 2 •6H 2 O 和水配制成試驗

溶液。 開始加熱以后， 通過慢慢加入少量的水來調整溶液濃度直到達到恒定沸點 155

±1. 0℃。 然后將試樣放入容器中。