本标准包括检验金属和合金应力腐蚀敏感性用的C型环试样的设计、制备、加载、暴露及检查等方法，提供了C型环试样应力状态和分布的分析。C型环是一种用于测定各种金属应力腐蚀破裂敏感性的用途广泛而经济的试样，适用于多种产品形式包括焊件。特别适用于管、棒和板的试验。也可以使用带缺口试样。 GB/T 15970.5-1998 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第5部分:C型环试样的制备和应用 GB/T15970.5-1998 标准下载解压密码：www.bzxz.net

GB/T15970.5—1998
本标准等向采用国际标准ISO 7539-5:1989金属和合金的蚀应力腐蚀试验第5部分;C型环试样的制备和应用》。
GB/T15970在\金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验”总标题下包括以下部分：第1部分：(GB/T15970.1—1995)试验方法总则第2部分：弯梁试样的制备和应用第3部分：（GB/T15970.3—1995)U型弯曲试样的制备稚应用第 4部分：单轴加载拉伸试样的制备和应用第5部分：(GB/T15970.5—1998)C型环试样的制备和应用第6部分：(GB/T15970.6—1998)预裂纹试样的制备和应用第7部分：慢应变速率试验
第8部分：焊接试样的制备和成用第 2、4.7、名部分将陆续制定。本标准的附录 A 是标准的附录。本标准由原冶金工业部提出。
本标准由原冶金部信息标准研究院归口。本标准起草单位原冶金部钢铁研究总院、上游核工程研究设计院，原治金部信息标准研究院。本标准主要起草人：何明山、周名耀、纪晓春、柳泽，GB/T15970.5—1998
ISO前言
ISO(国际标准化组织)是各国标准机构(ISO成员团体）的世界性联合组织国际标准的制定工作通过ISO技术委员会正规地进行。对某课题感兴趣的每个或员团体均有权参加为该课题建立的技术委员会。与ISO协作的国际组织、政府和非政机构也可参加工作。ISO在所有电工标准化方面与国际电工委员会(IFEC)密切合作。
由技术委员会来用的国际标准草案经减员团体传阅赞成后，由ISO委员会来纳为国际标准。按 ISO的程序，草案至少需要75乐的成员团体投赞成票方能通过，国际标准ISO7539-5是由ISO/TC15G*余属和合金的腐蚀”技术委员会制定的。ISO 7539在\金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验”总标题下，包括以下部分：第1部分：试验方法总则
第2部分：弯梁试样的制备和应用第3部分,U型弯曲试样的制备和成用第4部分：单轴加载抢伸试样的制备和应用第5部分：C型环试样的制备和应用第6部分：预裂纹试样的制备和应用第7部分;慢应变速率试驗
第8部分：焊接试样的制备和旋用附录A构成ISO7539-5的-一个组成部分。GB/T15970.5—1998
本标泄是GB/T15970系列标准之一，该系列标准给出设计制备和应用不同类型试样进行试验，以评价金属抗应力瘤蚀的性能的试验程序。使用该系列标准中的任一标准，都要阅读GB/T15970.1的有关条款。这有助于选择适用于特定环境的适当的试验程序，也有助于给出评价试验结果重要性的指导性意见。1范围
中华人民共和国国家标准
金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第5部分：C型环试样的制备和应用Corrosion of metals and alloy---Stress corrosion testingPart 5.Preparation and use of C-ring specimensGB/T 15970.5—1998
idt Iso 7539-5:1989
1.1本标准包括检验金属和合金应力腐蚀敏感性用的（:型环试样的设计、制备,加载、暴露及检查等方法·提供厂（型环试样应力状态和分布的分析。本标准中“金属”、词也包括合金。1. 2C 型坏,昆一·种用于测定各种金属应力腐蚀破裂敏感性的用途广泛而经济的试样,适用」多种产品形式包括焊件。特别适用上管、样和板的试验(见图1)。也可以使用带缺1试群(见5.3.8)1.3可以使用简单的性载荷或恒应变装置将（型环试样加裁到预值，2引用标准
下列标推所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的存方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T15970，1一1995金属和合金的腐独应万腐蚀试验第1部分：试验方法总刚(B/I 15970.61998
金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第6部分：预裂纹试样的制备和应用3定义
GB/T 15970.1给出的定义，适用于本标准。A原理
4.1试验包括将试样恒载荷或恒应变加载，月的是参照第了章中的一个或儿个参数測定应力腐蚀感，
4.2腐蚀环境可能使材料受应力时产生的性能劣化超过相同环境不受应力时产生的性能劣化。这种劣化程度可用几种不同方式表示，以评价应力腐蚀敏感性，4.3由应力腐蚀引起破坏的最普通的形式包括裂纹的明生和扩。当试验进行适当的时间.其中条或几条裂纹可能最终导致试样整体破坏。4.4即使采用标称相同的试样，对给定的念属利环境所得试验结果可能有较大的差异，因此往往又需要进行重复试验。如架试样尺寸不同、取向不同，或加载方法不同，试验结果差异可能会更大4.5承受应力的试样最露于试验环境后至出现裂纹所需的时间或临界应力（低于此应力不出现裂纹）可用米评定材料在试验环境中实际使用的应力水平下的抗应力扇蚀性能。国象质量技术监督局1998-12-07批准1999-07-01实施
长截向
GB/T 15970.51998
棒和杆
短描向
各种产品的取样方法
5试样
5. 1试样设计
GB/T15970.5-1998bZxz.net
5. 1. 1 C 型环的尺 小叫在很宽的范围内变化,但不推荐外径小于 15 n1m 的 C 型环,否则会增加机加工的难度并降低加载的准确性，环的尺寸影应力状态,在 5. 2 条中对此进行讨论，图2是表示典型尺寸的C 型环T图，
5. 1. 2在对只有定间晶粒结构的厚截面材料试验时,重要的是使C 型环主应力的为间垂直1应力腐蚀破毅抗力最小的平面，否则,可能在环的中心位置以外某处产生裂纹,而此处应力未知且低于计算值（见5.3.3）。应间加工人员提供适当的加TT艺。C型环试样也可制成带缺口的或预制疲劳裂纹的试样，其应力状态分别在5.3.8和GB/T15970.6中子以考虑。19毫小！
5.2应力分析
图型环试样实例
净统还±n,05
5.2.1（型环试样受到的主要应力足周向成力此应力是沿厚度方向梯度变化的不均应力，即从某表面上的鼓人拉应力变化到树反表面上的最大压应力。应力也围绕着C型环周向变化-从每个孔处的零值变到加载螺伦对面阅弧的最
心处横跨坏体宽度的
话，应变所应该
宽度与厚
缘比中是
的最大
比值的诚
A（标准的附录）计算的成力值仅代表圆弧中型环拉应力面上测定的应变值确定的沿着坏的宽度变化，其变化程度试定于环的图3b）所示方式加载时，外表面的拉应力，近边缘比中央小
应力，即横向及周向应力。横向应力从宽度中心位置与周向应力的符号相同。一般地说，横向应力随者宽度与厚度增加而减
，型环情况下，缺1的根部附近存在者轴应力。此处，缺口根部的周向应力将大车龙够的
计此向应力处于性范围内
当用明显行在残余应力的材料加工C型坏时，或者对机加工以府的C型环进行热处理(包括济这些内应力叫能导致计算应力时的误差。为了计算管了中的残余应力必中可能存在内应力，
时环电
须在轴向切割节广的前后测量管了直径5.2.5应该考虑试样在暴露（北其是在高温下)期间存在应力松弛的间能性，如果可以得到环体和加载GR/T15970.5—1998
螺旬的辅变数帮，这种府力松弛可以估算：注：在高迟试验时，如果环体和螺栓有不同的热胀系数,施加的应力可能有明最的变化。同样，如果为避免电化学膚蚀,使用塑性绝缘体时;也应该预测其应力松弛的可能性。5.3加裁方法
5.3.1C 型环试样通常是恒位移加载,即沿环点径中史方向扭紧螺栓,环的外表面产生拉伸应力(现图3a)).
2C型环也可以通过开环体反方向加载，使内表面产生拉应力(如图 3c))，或最好使用楔形张5. 3. 2
开技术，使C型环的两臂向外位移如图4所示。这里所需要的位移尽通过插入一个精加工的换了实现的，该换了应采用与C型坏相同的材料以避免电偶效应，图4显示出一种适用的形加载卡具：5. 3. 3 型环试验可以改进为用一种放置在加载螺钉上经适当校准的弹簧，使之戒为近似恒载荷条件下的试验（现图3b）），
）恒应变
b）恒嫩荷
图3C型环试样的加载戴方法
）恒成变
5.3.4最精确的加载力法是在受拉应力的表面贴上周向利横向电阻应变片，然后扭紧螺栓直到应变测量值达到需要的周向应力为止。周向应力{。和横向应力，只要在弹性范围内，则可按下式计算：E
式中：E-
弹性模量,Pa；
泊松比！
周向席变：
横向应变。
(e + er)
当在薄型环上使用电阻应变片时,对应变片在环表面的位移将允许修正。在暴露试验的必须从型环上除去应变片和粘合剂的全部痕迹。当计算高于弹性极限的应力时，可以在弹-塑性分析的基础上进行，5.3.5当对几个相同合金和相向尺寸的C型环加载时，为了避免测定每个环的麻烦，可测定周向应力对环挽度的标定曲线。
5.3.6在（型环.1.只产生弹性应变所需要的压缩基和弹性应变的程度，在理论上能够计算。因此，C型坏可以按附录A所示的修正的弯梁公式代人每个坏的尺小，然后根据计算出的生预定弹性应力所需的挠度进行加载。经验证明，用此法计算的应力和用在试样上贴应变片测定的应力符合得很好。GB/T15970.5—1998
5.3.7另外，要计算在不同外加位移情况下，整个C型环试样1的应力-应变分布，可以用有限元应力分析法进行计算。这种分析应使用已编制的有限元程序，由完全熟悉有元歧术的人员进行。对于儿何形状和加载方式较复杂的试样，不能用简单的理论分析进行计算，通常使用这种有限元应力分析方法进行计藓。
5. 3. 8对」梵缺口试样(见 5. 2. 3),名义应力用在缺口根部测量环的外径进行计筛,然后根据名义应力和特定缺口的应力集中系数Kt 的乘积计算缺口处的最大应力。5.4机功工和表面处理
5. 4. 1 除要求检验管材或棒材的原始表面外,腐蚀试验总是希望试样有高质量的机加工表面。当用实心坏料加T 心型环试样时,应该防止操作中发生过热,塑性变形或在金属表面产生残余应力。机加工应该分阶段进行，最后一道切削加工后的主要表面籽糙度的均方根俏等于或小于1 Hm。应该避免能使金属产生塑性流变的研磨机械抛光和其他类似的操作。5. 4. 2 暴露试验前 试样的衣面应进行除洲处理。 可以用化学和电化学方法去除氧化膜或机加工过程中金属,表面产牛的薄的畸变层。如果使用这两种方法,则必须保证处理条件不使金属产生选择性相侵蚀或表面阐有不希望有的残渣沉积。对于多造或氢致损伤的材料，绝对不能采用那些能在试样表面产生氧的处用方法。
5.4.3除了加载区域可以最后除油外，其余部分的表面处理均应在C型环加载之前完成，5.4. 4在最后的表面处理完单后，要处处小心,以避免印上指纹或任何损伤表面粗糙度的粗鲁操作。慢村整
C型环
图4安放楔形张开插人物的卡具
5.5试祥标志
5. 5. 1试样导可以刻在C型环切口的--个端部附近,在两螺栓孔之间再要的加载段不应作任何种类的标记。可以利用一个辅助螺母将非金属标牌固定在加载螺栓上。5.5.2锲形张开加载试样号可以刻在渐载楔附近的坏的外表面1：6试验步骤
6.1C型环达样因其尺小小和加载方法简单，几乎可以暴露于任何种类的魔蚀环境中·支承试样时应做到，试样关键加载部位除接触腐蚀介质外，不接触其他任何物体。6.2必须注意避免型环、载螺栓、螺母或加载樊及暴露架之问的电偶效应。可以用绝缘套（图5a）和b)）或用涂层（如图5r:）)加以防护，还必须防止缝隙腐蚀，因为缝隙腐蚀会在环体与加载装置之问产GB/T 15970.5—1998
生腐蚀产物，使C型环的应力值产生变化。图所示的涂层保护法也适用于防正缝隙腐蚀。选用的涂层或绝缘物应该既不河染腐蚀介质也不被腐蚀介质破坏。1需离绝缘套
b）球形范缘弃
图5防止缝随腐蚀及电偶腐蚀方法c）涂层
6.3试样作加载后应立即暴露于试验环境中或者储荐起来,以避免试样在暴露前妥污染或损坏。7试验结果的评定
7.1加载试样暴露于试验环境以后出现裂纹所需的时间或出现裂纹的临界应力（低于该应力不出现裂教可用来评定材料在该试验环境中及使用应力水平下的抗应力癫蚀的性能。7.2用对应人腐钠敏感的合金制成的（型坏试样，承受高成力时破裂通常是明显的。7. 3承受低应打的C 型环试样或白耐蚀合企制成的C 型环试样,尤其是归裂纹被腐蚀产物遮蔽的情说下，破裂可能是很不胡显的。7.4如果（型环没有断裂·必须根据叮辩认的被婴程度,采川某“合迈的破断判据进行评定。裂纹·般是用肉眼或放大镜检查.7.5如果用「.述检查方法观察到了裂纹现象,但不能明确地断定是杀裂纹时,研究者应该选择下面两条中的仟意·一条求判定：
）记下怀疑是第一条裂纹的时间和日期，继续选行暴露试验、观察裂纹进“步扩展情况，以证实把怀疑的第条裂纹出现的时间作为破被裂时间是否正确；t）停止暴解试验，并对述疑裂纹的概断面作金相检查以确定是否存在裂纹。7.6对断裂或破裂C型环的金相检查也有功丁确定破坏是由应力离蚀破裂还是由其他形式的腐蚀引起的
8试验报告
8.1除报当破裂的试样数和每个试样的破裂时间外，还应报告下列有关试验内容：）加载方然
b）外加应力的天小；
c）试样的取间;
d）试样尺寸和表面制备情况
e）试验介质；
f）试验持矮时间：
宫）破裂的判据。
8.2有关试验金属的全部料包括下列内穿也应报告：a）金属牌号或技术条件号：
b）试验材料的成分；
C? 制作过程:
d）热处理制度：
e）力学性能：
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时录A
（标准的附求）
亡型环试样的应力的计算公式
使用下列公式能够计党出需要给山期望成力的（型环最终外径DD - D + AD
AL) = oRd/E2
型环加载前的外径，mm：
中·
（型环加载后的外径（外径的测方而与道过最人应力点的中心线垂直）Mm；希的应力（在比例极限范围之内）,MP=；产生所需应力的变化量，mMm;
平均径{）.mm
壁厚，m；
性模量.MPa：
弯梁的校正系数(见图A1]。
对于给定的C型环尺寸进行多次试验研究时，为了避免重复计算，可制成象表A1那样的表，在本方法中的误差主要来题于 C 型环的尺寸视最,如果以外径为 19 ㎡m 和壁厚为 1. 5 mm 的典型C型环为例，测量精度可达0.03mm,则计算值的码然误烂不超过3以.而对」较长和较厚的环这个误差会更小，然而在测量环加载前和如载后的外径时出现的.03m㎡误差将刘实际产牛的应汀有若不同的影响，影响的程度随所需应力和环外径的大小而变。对卜上述尺寸的坏，的百分误差，当一350 MPa吋，是- 3%.而 a=5 Ma 时:则是±30%。衣 A1 为公称外径为 1 mm,壁序为1. 5 II,性模量为 1C0 000 MPa 的合金加载 500 MPa 的型环挠度AL)
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表A先）
个特定的C型环,为了确定产生预定应力{所需的挑度,可在表中查出该环外径及壁厚相应的数字，对下
再乘以即可
对于具有不同弹模量E的合金，可计算外张表或者从上表中查的D值除以E×10-2
图A上
弯粱校正系数
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