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ASTM F1624标准高强度金属材料的氢脆

ASTM F1624标准描述了一种加速试验方法,用于测定高强度金属材料对因氢脆引起的延时失效的敏感性。

目标及应用 试验原理 试样类型 合适的测试系统 感兴趣的用户项目

ASTM F1624标准总览

ASTM F1624标准描述了一种加速试验方法(施加拉伸或弯曲载荷),用于测定钢对延时失效(如氢气引起的失效)的敏感性。这可通过测定亚临界裂纹扩展(SCG)开始的时间来完成。该试验的持续时间通常比ASTM F519标准规定的时间短。该试验可以在空气中进行,以测量钢中是否有因加工过程而残留的氢气(内部氢脆,IHE);也可以在受控环境中进行,以测量来自外部氢气源中的氢气的影响(环境氢脆,EHE)。

  • 定量测量用于设计或误差分析的应力参数,同时需要考虑到环境影响的作用,包括在加工过程中发生的影响(如电镀)。
  • 对于电镀工艺,δth-IHE用于指定最大操作应力。
  • 对于紧固件,δth-IHE用于指定安装和操作期间的最大载荷,以避免提前失效。

符合ASTM F1624标准的试验原理

至少需要三个试样才能测定亚临界裂纹扩展起始时的阈值应力。

第一个试样用来按照ASTM E8标准进行拉伸试验,以测定快速断裂强度(FFS)

接下来至少还要进行两个增量载荷(包括保持时间)试验(=载荷增加试验)- 载荷分布取决于试样硬度。在规定的时间间隔后增加载荷,直到试样断裂。载荷步之间的加载速率为10-5 s-1至10-8 s-1

各步保持的类型由位置控制。除了规定的载荷分布外,每个载荷分布的后续Pmax都设置为先前试验阈值载荷(Pth-n)的1.1倍。载荷步的级别基于拉伸试验(符合ASTM E8标准)中的失效载荷或先前相应测定阈值的失效载荷。阈值载荷Pth-n是指裂纹扩展开始前的最后一个载荷步中发生的载荷。当两个连续阈值载荷之间的差值≤ PFFS的5%时,试验完成。

符合ASTM F1624标准的试样类型

ASTM F1624标准提供了以下用于氢脆评估的试样类型:

  • 缺口试样,例如ASTM F519标准中的试样
  • CT试样,例如符合ASTM E399标准的试样

缺口试样

试样类型1缺口试样用于按照ASTM F1624标准进行试验,也如ASTM F519标准中所述:

  • 类型1a:缺口、圆棒、拉伸载荷
    • 类型1a.1:标准尺寸
    • 类型1a.2:超大型
  • 类型1b:缺口、圆棒、拉伸、自加载工装

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