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GB／T 40403-2021 金属和合金的腐蚀 用四点弯曲法测定金属抗应力腐蚀开裂的方法.pdf

6.2.1母材试样经机加工制备，避免尖锐边缘。从管或板的纵向取样，除非另有

6.2.3试样宽度应是试样厚度的1.5倍～5倍。对这一要求的任何偏离，如非常厚的碳钢，需要证明试 样平面外侧的弯曲不明显。 6.2.4可对拉伸测试表面处于原始表面状态未经表面打磨处理的试样进行测试。对表面的打磨处理 通常会使近表面材料性能出现预期外的变化。否则，需征得用户同意对试样表面采用一致的、可重复的 表面处理方法，通常要求任何非焊接试样表面粗糙度Ra≤0.25um。试样在加工过程中应避免过热和

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不必要的表面冷加工。润滑剂的使用可影响试样表面化学特性，需选用适当试剂对试样除油，并采用内 酮等溶剂清洗。清洗步骤的效果应进行验证，如雾化试验。 6.2.5试样边缘的毛刺可通过手工打磨的方法去除

6.3.1焊接试样应垂直于焊缝取样，并且焊缝应位于试样中部，除非另有规定， 6.3.2典型四点弯曲焊接试样如图2b）所示。 6.3.3当试样一面为焊接状态（表面未经过打磨处理）时QSYCXS 0010-2016 北京顺鑫农业股份有限公司创新食品分公司 复合调味料，由于焊接错边的存在，只从单侧加工通常会 导致焊缝两侧厚度的差异，这种情况应注意记录。厚度的变化会导致试样不均匀形变，但对较厚试样影 响较小。可优选近全厚度的试样进行测试。 6.3.4当试样的一面为焊缝时，与外支点接触的位置应加工平整，防止因试样弧度导致陶瓷支点处存 在局部高应力集中。否则，加载辊可能断裂。 6.3.5两面均加工的焊接试样，试样宽度应是试样母材厚度的1.5倍～5倍。偏离这一要求，如非常厚 的碳钢，需要证明试样平面外侧的弯曲不明显。 6.3.6由锥度、错边、弯曲（如果是从管件加工成的焊缝）导致的试样厚度差异应进行记录。 6.3.7当测试焊缝经完整加工时，受张应力表面宜尽可能贴近原始表面，因为沿厚度方向可能会存在 硬度和组织的差异。无其应保留打底焊焊道（或盖面焊的最后一个焊道）。因此，在测试前对硬度和组 织特征进行详细表征有助于评估差异程度、指导试样准备、识别任何影响测试结果的因素。厚度方向的 残余应力也有差异。因此，相对于原始表面的受拉表面应进行标注，试样切割方式要保持一致。试样表 面按6.2.4处理。通常表面粗糙度Ra≤0.25μm。试样在加工过程中应避免过热和不必要的表面冷加 工。润滑剂的使用可影响试样表面化学特性，按6.2.4选用适当试剂对试样除油，并采用丙酮等溶剂 清洗。 6.3.8试样边缘的毛刺可通过手工打磨的方法去除。

7.1当试样加载可能导致塑性变形时，需要进行应变测量。应变测量指南见附录B。 7.2在加载应力导致塑性变形条件下对母材试样进行测试，应将应变片贴附在校准试样受拉应力面的 中心位置。 7.3对焊缝试样进行测试，应将应变片贴附在试样母材中心位置、焊缝金属对称的两侧，尽可能贴近焊 趾处但具有足够的距离，使得测得的应变值不受任何局部应力/应变集中、非均匀表面或热影响区机械 性能的直接影响。应变仪传感器距离焊趾通常是3mm～5mm，测量时应记录应变片位置。 7.4在对焊接试样进行应变测量时，应变片的贴附和移出应尽量减少对试样表面状态的影响。可在尽 可能小的区域内按6.2.4进行脱脂处理。应注意尽量减小受影响的面积，

加载应变应与要求应力相一致。

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8.2.1对母材试样，其目的是在试样受拉应力表面加载一个特定的应变值。 8.2.2所需挠度应在试样受拉应力的表面中心进行测量，挠度可配合加载夹具使用合适的位移计，如 千分尺或线性可变位移转换器（LVDT）进行测量，如图3所示，

8.2.3当施加应力低于弹性极限时，按公式（1)计算挠度y。

图3配有挠度测量用千分尺的加载夹具

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取自同一热处理批次且位置靠近的材料，并与四点弯曲试样具有相同取向。拉伸试样应是机加工的母 材试样，并按6.2.4打磨。 8.2.5当四点弯曲试样纵向应变值相当于轴向拉伸试验总应变（三次试验平均值）时，即可获得所需的 试样加载挠度。

注：由于四点弯曲试样的应力梯度限制了变形，所以在四点弯曲测试中蠕变可能比预期的要小。

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10.1根据第8章，确定样品所需的挠度。 10.2试验前，试样经适当的溶液脱脂，适当的溶剂清洗，如丙酮清洗。然后放在干燥皿中保存待用 10.3将试样固定在加载夹具上，并加载到所需挠度或应变值。 10.4按以下方式检查应变松弛。对弹性加载的合金，测量1h后的应变。如果松弛，调整挠度并在 h后再次测量。除此之外，每隔5min测量应变和调整挠度，直到应变恒定至少30min。如果没有改 变，可以开始试验。否则，应调整挠度以达到所需应变，并在1h后进行检查，以确保没有发生明显的松 弛。在所有情况下，初始应力松弛的程度以及对应的调整应在报告中给出。 10.5将装有试样的夹具放入试验容器并密封，确保没有泄漏。 10.6在暴露于空气的溶液中进行试验，将试验溶液加入试验容器即可。 10.7在除氧溶液中进行试验，试验过程中应避免溶液与氧气接触。在这种情况下，将试验溶液放置在 单独的储液罐中通人氮气除氧。通常，每升试验溶液以0.1L/min的流量（氮气）除氧1h可满足要求。 10.8试验容器和连接管应在溶液加注之前用特定方法进行除氧，并确保对试样不产生影响。 对于耐蚀合金，将储液罐出气口与试验容器进气口相连。由试验容器排出的气体经水封（如 Dreschel洗瓶)排出以阻止氧气进入。对于碳钢，初期气流中含氧和水会导致腐蚀，因此该方法不适用。 10.9用吹扫气体的压力将溶液压入试验容器中，向试验溶液中通人气体至饱和。试验期间，溶液中的 气体浓度应保持在要求的浓度。可以通过连续或定期补充气体来实现， 10.10对于高温试验，将试验容器/反应釜加热至试验温度，然后将气体分压增至预期的目标值。或 者，在室温下设定气体分压以获得试验温度下的预期分压。应记录特定温度下的分压计算方法， 10.11试验条件稳定后，试验开始计时（通常试验周期为30d）。 10.12实验结束后，取出试样，清水冲洗，用丙酮擦干。 10.13在去除腐蚀产物前，如用户需要则对试样进行拍照。 10.14 4如有必要，可按ISO8047的步骤去除腐蚀产物

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1.1.1试样应进行有无裂纹的评定，包括表面裂纹、亚表面/表面剥离、应力导向氢致开裂（SOHIC)和 软区开裂（SZC）。 11.1.2在没有发现表面裂纹的情况下，应该用以下方法进行更详细的检查： a 用10倍放大镜进行初步目视检查； 进行无损探伤以评估裂纹是否存在，包括磁粉检验（MPI）、加载应力面裂纹液体渗透探伤，或 超声检测： 对在a）和b)中发现有可疑特征的试样位置取样； 在无裂纹的情况下，在两个位置进行纵向切割（通常为1/3和2/3宽度处），制备金相试样，在 未浸蚀的情况下用100倍显微镜观察截面，裂缝的尺寸和位置应在浸蚀条件下进行确认。 1.1.3 所有识别的裂纹都应在报告中给出，并注明裂纹的类型和位置。 注：裂纹位置的确定很重要，因为在试样边缘上增强的应力和变形可能会导致试样边缘的开裂，也可能不开裂。类 似地，由于加载点局部的应力和应变相较于加载辑间应力区提高，裂纹可能会优先在加载点的附近发生。 11.1.4目视观察到的腐蚀坑或其他显著特征也应记录。在没有裂缝的情况下，应考虑腐蚀坑是否能 在更长试验周期内继续发展并转化为裂纹。为了评估这种可能性，应测定最大蚀坑深度（见 SO11463) 1.1.5对未加载的对照试样应按11.1.2进行裂纹评价。 注：在加工/焊接过程中可能会产生裂纹或裂纹状缺陷，可能会与试验中产生的裂纹混。

11.1.1试样应进行有无裂纹的评定，包括表面裂纹、亚表面/表面剥离、应力导向氢致开裂（SOHIC)和 软区开裂（SZC）。 11.1.2在没有发现表面裂纹的情况下，应该用以下方法进行更详细的检查： a 用10倍放大镜进行初步目视检查； b） 进行无损探伤以评估裂纹是否存在，包括磁粉检验（MPI）、加载应力面裂纹液体渗透探伤，或 超声检测； 对在a）和b)中发现有可疑特征的试样位置取样； d 在无裂纹的情况下，在两个位置进行纵向切割（通常为1/3和2/3宽度处），制备金相试样，在 未浸蚀的情况下用100倍显微镜观察截面，裂缝的尺寸和位置应在浸蚀条件下进行确认。 11.1.3 所有识别的裂纹都应在报告中给出，并注明裂纹的类型和位置。 注：裂纹位置的确定很重要，因为在试样边缘上增强的应力和变形可能会导致试样边缘的开裂，也可能不开裂。类 似地，由于加载点局部的应力和应变相较于加载辑间应力区提高，裂纹可能会优先在加载点的附近发生。 11.1.4目视观察到的腐蚀坑或其他显著特征也应记录。在没有裂缝的情况下，应考虑腐蚀坑是否能 在更长试验周期内继续发展并转化为裂纹。为了评估这种可能性，应测定最大蚀坑深度（见 ISO11463）。 11.1.5对未加载的对照试样应按11.1.2进行裂纹评价。 加工提 2

11.1.3所有识别的裂纹都应在报告中给

1.2.1用10倍以上的低倍显微镜检查试样，应记录任何裂纹的图像证据。 注：裂纹位置的确定很重要，因为在试样边缘上增强的应力和变形可能会导致试样边缘的开裂，也可能不开裂。类 似地，与加载辊间应力区相比由于加载点局部的应力和应变提高，裂纹可能会优先在加载点的附近发生 11.2.2目视/低倍显微检查可辅以着色探伤（DPE)或荧光着色探伤（FDPE）。 1.2.3目视观察到的腐蚀坑或其他显著特征也应记录。在没有裂纹的情况下，应考虑腐蚀坑是否能在更 长试验周期内继续发展并转化为裂纹。为了评估这种可能性，应测定最大蚀坑深度（见ISO11463）。 1.2.4在无表面裂纹的情况下，在两个位置进行纵向切割（通常为1/3和2/3宽度处），制备金相试样 用100倍显微镜观察截面 1.2.5对未加载的对照试样应按11.2.2和11.2.3进行裂纹评价。 注：在加工/焊接过程中可能会产生裂纹或裂纹状缺陷，可能会与试验中产生的裂纹混淆

11.2.1用10倍以上的低倍显微镜检查试样，应记录任何裂纹的图像证据。 注：裂纹位置的确定很重要，因为在试样边缘上增强的应力和变形可能会导致试样边缘的开裂，也可能不开裂。类 似地，与加载辊间应力区相比由于加载点局部的应力和应变提高，裂纹可能会优先在加载点的附近发生 11.2.2目视/低倍显微检查可辅以着色探伤（DPE)或荧光着色探伤（FDPE）。 1.2.3目视观察到的腐蚀坑或其他显著特征也应记录。在没有裂纹的情况下，应考虑腐蚀坑是否能在更 长试验周期内继续发展并转化为裂纹。为了评估这种可能性，应测定最大蚀坑深度（见ISO11463）。 1.2.4在无表面裂纹的情况下，在两个位置进行纵向切割（通常为1/3和2/3宽度处），制备金相试样 用100倍显微镜观察截面 1.2.5对未加载的对照试样应按11.2.2和11.2.3进行裂纹评价。 注：在加工/焊接过程中可能会产生裂纹或裂纹状缺陷，可能会与试验中产生的裂纹混淆

试验报告应至少包括本文件编号和以下信息（如适用）： 试验材料的详细描述，包括炉号、热处理批次、机械性能、化学成分和结构条件、产品类型、焊 参数（如已知）； D 目标应力和施加挠度； 取样位置、取样方向、曲率（如有）、尺寸（包括任何不均匀的厚度）、焊根轮廊说明（焊接态 样）、表面状态、照片（如要求）； d）四点弯曲试验装置数据：

试验报告应至少包括本文件编号和以下信息（如适用）： a 试验材料的详细描述，包括炉号、热处理批次、机械性能、化学成分和结构条件、产品类型、焊接 参数（如已知）； b）目标应力和施加挠度； 取样位置、取样方向、曲率（如有）、尺寸（包括任何不均匀的厚度）、焊根轮廊说明（焊接态试 样）、表面状态、照片（如要求）； d）四点弯曲试验装置数据：

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应变测量步骤； 加载步骤； g） 环境条件，包括初始和最终pH值、pH值的任何调整、气体组成、试验温度和暴露时间； h） 裂纹检验的方法； 试样上存在的裂纹和位置、观察到的裂纹深度和取向（如确定）、开裂的照片（如有）； 试样上存在的蚀坑和位置、蚀坑照片（如有）、测量的最大蚀坑深度

应变测量步骤； 加载步骤； g 环境条件，包括初始和最终pH值、pH值的任何调整、气体组成、试验温度和暴露时间； h） 裂纹检验的方法； 试样上存在的裂纹和位置、观察到的裂纹深度和取向（如确定）、开裂的照片（如有）； 试样上存在的蚀坑和位置、蚀坑照片（如有）、测量的最大蚀坑深度

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实验至试验的作用是双重的，既形成可重 的和可重现的数据，文为相天应用提供数据。在以任的 案例中，标准中通常规定的平均表面粗糙度Ra为0.2μum～0.8μm。但在服役环境模拟中，表面状态为 了反映特定应用环境，因材料、构件/产品的性质和环境的侵蚀性而差异巨大。表面准备对试样近表面 特性的影响也缺乏普遍的认识，这些特性包括表面粗糙度、物理缺陷、残余应力、近表面组织（包括冷加 工相变）、力学性能、氧化物（焊接导致）

表面准备的基本目标是所采用的准备过程应以循序渐进的方式进行，使得打磨或加工的每个阶段 都可去除任何先前存留的近表面影响。否则，试样即使达到了表面粗糙度要求，仍可能残留亚表面变 形。应在对照试样上使用电子背散射衍射（EBSD)对截面金相检验以评估亚表面变形程度和所用步骤 的合理性。图A.1举例说明了一个Ra值是0.2μm的“交错打磨”表面，非常明显的滑移线说明了前期 变形过程的逐步去除是不充分的

注：图中底部标尺为50um

注：图中底部标尺为50um

图A.1UNSS30403不锈钢横截面EBSD图像

EBSD的取向图。在图中滑移线不明显，并且在处理 星中纳米晶层显然已被有效去除。表面处理越精细表面变形深度越小，但与Ra值无关，纳米晶层在 Ra值是0.2um的试样表层也可存在

主：两个黄色水平线之间的纳米晶层大约2m厚（这个区域内和上方的小紫点大部分是十 （黄圈内）。

UNSS30403不锈钢横截面表层试样EBSD取尚

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DB22T 2241-2015 电动汽车充电站建设规范B/T40403—2021/ISO16540:2015

A.5热瞬变形成的氧化物

由打磨形成的表面缺陷

耐蚀合金焊接过程中热瞬变会改变氧化物的特性（氧化着色），有氧化着色特征的材料对点蚀和 离蚀开裂可能更为敏感。因此，在对焊接试样测试时，应判断在焊接态还是在酸洗后（有或无钝化） 式验。有必要与最终用户协商评估适用于服役情况的实验室步骤

B.1用于确定四点弯曲试验总应变的轴向拉伸试验对照试样的准备

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B.2在试验温度下轴向对照试样试验

GB/T 38160-2019 不锈钢厨房设备GB/T40403—2021/ISO16540:2015

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