锆材具有优良的耐酸、碱和其他介质腐蚀的特点,在化工设备中得到了广泛应用,在反应堆及电子工业中也有不少的应用。随着锆材在工业中的作用越来越大,对于锆材的性能检测也就越发重要。
在锆材拉伸试验中拉伸速率主要对拉伸速度、断后延伸率、屈服强度有所影响,根据材料不同有所差异。在R60702锆材拉伸试验中,常用应变速率对实验进程进行控制,应变速率不同可能会得到不同的试验数据,导致材料试验数据低(高)于标准值。本次试验采用不同的应变速率,进行多个样品的试验数据采集,分析不同应变速率对R60702锆材拉伸性能测定的影响。
试验设备采用INSTRON的1185型试验机;北京纳克分析仪器有限公司的YYU-2.5/25电子引伸计;千分尺;三组Φ6的R60702锆材拉伸试样,每组5个。
第1组:应变速率0.015mm/mm/min,进行屈服强度的测定;屈服后采用0.20mm/mm/min直至样品断裂进行抗拉强度的测定。
第2组:应变速率0.007mm/mm/min,进行屈服强度的测定;屈服后采用0.05mm/mm/min直至样品断裂进行抗拉强度的测定。
第3组:应变速率0.034mm/mm/min,进行屈服强度的测定;屈服后采用0.34mm/mm/min直至样品断裂进行抗拉强度的测定。
实验结果数据
从数据上分析,我们看出在采用不同的应变速率下,随着应变速率的提高抗拉强度有所增加;在应变速率较慢时,屈服强度与抗拉强度相差比较大,应变速率越快,屈服强度与抗拉强度差值逐渐减小;应变速率提高,断后延伸率随之降低;在一定的应变速率范围内断面收缩率几乎不受影响。
依据数据分析可知,在日常進行R60702锆材拉伸试验时,采用不同的应变速率对材料的物理性能影响较大,因此必须要严格按照标准规定的应变速率进行试验,以得到准确的试验数据
在其他许多稀盐水溶液中也产生应力腐蚀破裂。而也有几种酸还会加速镁合金应力腐蚀破裂。 溶液 PH 值是影响镁合金应力腐蚀敏感性的主要因素之一。对于 MB5 合金,当 PH 值小于五 的时候, 其应力腐蚀破裂速度随之增加; 在 PH 为 5 到 12 之间的时候, 破裂速度基本不变; PH 值大于 12 的时候破裂寿命大大延长, 实际上镁合金应力腐蚀破裂是在 PH 值为 10.2 的时候突变。
镁合金在硫酸中也会发生应力腐蚀破裂。在蒸馏水中加入少量的硫酸, 使镁合金英禄腐蚀破 裂速度急剧加快,进一步提高酸浓度破裂速度趋缓,这是因为酸浓度高的时候,均匀腐蚀很 明显,这就阻滞了应力集中区的产生。因此,均匀腐蚀速度的增加,使合金产生应力腐蚀破 裂的敏感性降低。
镁合金无应力状态下的腐蚀特性对其应力腐蚀破裂有直接的影响。 应变速率和应力因素的影响镁合金的应力腐蚀破裂和其他金属材料一样, 只有在拉应力作用下才能 发生。且随着拉应力的增大,应力腐蚀破裂速度不断加快。压应力反而能提高合金抗应力腐 蚀性能, 对镁合金长期施加百分之三十到五十的屈服强度恒定应力可抑制镁合金在大气中的 应力腐蚀破裂,但是材料长期处于这种受力状态,例如,AZ61-HC4 板材在乡村大气中放置 不到 19 个月照样出现了应力腐蚀破裂(受应力仅为百分之二十三屈服强度)。
应力破裂寿命曲线上存在拐点,表明随着应力降低,破裂速度减缓。换言之,在应力腐蚀破 裂曲线上存在一个最低应力强度,低于此应力强度,长时间也不会产生破裂。词应力强度称 为应力阈值。对于 MB5 合金在大气中其阈值为 11。
但是必须注意,试验中所测定的应力强度 阈值不能左右实际应用中镁合金的最低允许应力, 要对每一个具体条件做具体的研究。 已经 知道,在材料弹性变形范围内,镁合金产生应力腐蚀破裂的应力阈值与弹性极限有关。通常 弹性极限用屈服强度(即发生百分之零点二塑性变形所需应力)来代替。压铸 AZ91 合金推 荐应在百分之三十屈服强度的应力下使用,这时候材料弹性极限等于屈服强度的三分之一。