ASTM F1624 Водородное охрупчивание высокопрочных металлических материалов
В стандарте ASTM F1624 приведено описание ускоренного метода испытания для определения склонности высокопрочных металлических материалов к замедленному разрушению вследствие водородного охрупчивания.
Цель и область применения Принцип испытания Типы образцов Подходящие испытательные системы Интересные проекты заказчиков
ASTM F1624, обзор
В стандарте ASTM F1624 приводится описание ускоренного метода испытания (нагружение растяжения или изгиба) для определения склонности стали к замедленному разрушению, как это бывает под воздействием водорода. Это происходит посредством определения момента начала докритического роста трещины (англ.: subcritical crack growth, SCG). Испытание длится, как правило, меньше, чем по стандарту ASTM F519. Испытание проводится либо в воздушной среде для определения того, имеется ли в стали остаточный водород по причине обработки (англ.: Internal Hydrogen Embrittlement, IHE), либо в контролируемом окружении для измерения воздействия водорода, поступающего из внешнего источника (англ.: Environmental Hydrogen Embrittlement, EHE).
- Количественно измеряет параметры напряжения, используемые при анализе конструкции или ошибки, с учетом влияния окружающей среды, в том числе возникающие в процессе обработки (например, плакирование).
- Для процессов плакирования привлекается значение δth-IHE, чтобы точно определить рабочее напряжение.
- Для крепежных элементов (англ.: Fasteners) привлекается значение δth-IHE, чтобы точно определить максимальное нагружение во время инсталляции и в процессе эксплуатации для предотвращения преждевременного отказа.
Принцип испытания согласно ASTM F1624
Для определения порогового напряжения для начала докритического роста трещины необходимо минимум три образца.
На первом образце проводится испытание на растяжение по ASTM E8 для определения прочности при растяжении (англ.: Fast Fracture Strength, FFS).
Затем проводятся минимум два последующих испытания со ступенчатым нагружением, включая время выдержки (=испытание с ростом нагрузки) – профиль нагружения зависит от твердости образца. Нагружение увеличивается через определенные интервалы времени вплоть до разрушения образца. Скорость нагружения между ступенями нагрузки составляет от 10-5 s-1 до 10-8 s-1.
Выдержка на соответствующих ступенях осуществляется с регулированием по положению. Дополнительно к специфическим профилям нагрузки последующее значение Pmax для каждого профиля нагрузки регламентируется равным 1,1-кратному пороговому значению нагрузки (Pth-n) предыдущего испытания. Высота ступеней нагрузки зависит от нагрузки разрушения в процессе испытания на растяжение (по ASTM E8) или нагрузки разрушения полученного ранее порогового значения. Пороговое значение нагрузки Pth-n - это та нагрузка, которая возникает на последней ступени нагрузки перед началом роста трещины. Испытание считается завершенным, если разница между двумя последовательными значениями пороговой нагрузки составляет ≤ 5% от PFFS.
Типы образцов по ASTM F1624
В стандарте ASTM F1624 предусмотрены следующие типы образцов для определения водородного охрупчивания:
- Образцы с надрезом (например, по ASTM F519)
- Образцы CT (например, по ASTM E399)
Образцы с надрезом
Для проведения испытаний по ASTM F1624 используют образцы с надрезом типа 1, как и в стандарте ASTM F519:
- Тип 1a: с надрезом, круглые, растягивающее нагружение
- Тип 1a.1: стандартный размер
- Тип 1a. 2: размер превышен
- Тип 1b: с надрезом, круглые, растяжение, „self loading fixture“
