沸腾氯化镁应力腐蚀试验

金属及合金在沸腾氯化镁溶液中的应力腐蚀开裂试验方法——ASTM G36

1． 范围

1． 1 本标准描述了在沸腾氯化镁溶液中的应力腐蚀开裂试验方法。 虽然这个试验可以在不同的氯化镁浓度下进行， 但试验过程中溶液保持

恒定 155.0±1.0℃沸腾温度。 在一个大气压下不同浓度氯化镁溶液的沸点示于图 1。能够保持溶液一定浓度和温度的试验设备在标准中也给出了建议。

1． 2 沸腾氯化镁试验适用于不锈钢锻件、 铸件、焊接件及其相关合金检测。 此方法可以检验材料在组成、 热处理、 表面加工、 微观结构和应力等方面对氯化物应力腐蚀开裂的敏感性。

1． 3 这个试验主要涉及到试验溶液， 可以用于检验各种应力腐蚀试样、 表面加工试样及有不同许用应力的试样。

2. 规范性引用文件

2． 1 ASME 标准

D1193 去离子水规格

G1 腐蚀试样的制备、 清洗和评价

G15 腐蚀和腐蚀试样相关术语

G30 U 型弯曲应力腐蚀试样的制备方法

3． 术语

相关术语见 G15

4． 概述

4.1 将一定量的试剂级氯化镁和去离子水加入一个带有温度计和回流冷凝装置的试验容器中， 在一定热源上进行加热。 当氯化镁开始沸腾时， 通过滴加少量的水或盐来调整使其保持需要的浓度和沸点。

4． 2 在溶液稳定保持要求的沸点温度以后， 放入加载一定应力的试样。 根据不同的实验目的， 试样需要进行周期性的观察。 如果试验时间超过 7 天， 溶液要进行更换或建议使用类似的实验装置继续进行试验。

5 重要性和用途

5． 1 这个试验环境可以通过不同程度的应力腐蚀开裂敏感性为在含氯水环境中的不锈钢及合金提供加速试验方法。 通常在热含氯环境中具有一定抗蚀能力的材料在这个试验中会出现开裂。 这个试验与在连多酸或碱性环境中的应力腐蚀开裂无关。

5． 2 沸腾氯化镁中的抗应力腐蚀开裂在可能的情况下将与在用材料的抗蚀能力有关，但这种情况并不是一直都会出现。

5． 3 沸腾氯化镁能导致许多不锈钢发生点蚀。 这将可能导致伴随由于耐蚀净截面积减小而造成机械性能失效的应力腐蚀失效原因多样化。 当使用小截面试样、 高许用应力、长暴露周期的抗应力腐蚀合金或具有以上特点的材料时， 这种影响更大。 为了 正确评估失效原因要进行严格的测试与检验。

6． 实验装置

6． 1 使用有温度计和回流冷凝器的透明的与试验溶液不会发生反应的装置， 此装置在长期实验过程中可以通过降低水份流失和溶液浓缩来保持一定温度和一定的氯化镁溶液浓度。 氯化镁溶液中水分的流失将导致溶液沸点的上升以至试样产生应力腐蚀开裂的时间将缩短。

7． 试剂

7.1 试剂纯度： 实验中用到的化学试剂都为试剂级。 除非另有说明， 所有的试剂都必须符合美国化学会的分析纯试剂规格， 如果用到其它级别的试剂， 必须保证试剂具有足够高的纯而不会减小检验的准确性。

7.2 水纯度： 本实验用水符合 D1193 Ⅳ型

7． 3 氯化镁： 试验中氯化镁溶液沸点保持在 155.0±1.0℃。 如果试验时间超过 7 天， 需要更换质量分数为 25％的氯化镁溶液。配制约 400mL 的溶液于 1L 锥形烧瓶或其它容器中， 将 600g 氯化镁加到有 15mL水的锥形瓶中， 此装置要配有温度计。加 10－15 粒沸石将有冷凝器和温度计的装置放于一定热源上加热。当溶液沸腾的很剧烈而没有足够的冷凝水回流时， 慢慢从冷凝器上口滴加 4－5mL 水使得温度降至 155.0℃。 当往沸腾氯化镁溶液中加水时要有一定的防护措施。 冷水在氯化镁表面可以形成一层膜， 当到达容器底部时， 会发生巨沸， 所以需要用一个防护罩。

注 1： 如果加入太多的水的话， 可以通过冷凝管加入一定量的 MgCl 2 •6H 2 O， 直到溶液温度达到 155℃。

7． 4 将 53.4g MgCl 2 •6H 2 O 加入到 46.6mL 水中， 在室温下溶解配制成 25％的溶液。

8 检验试样

8.1 任何类型的应力腐蚀试样都可以用这个试验溶液来检验。 见 G1 和 G30。

8． 2 试验要有足够的厚度， 当由点蚀或均匀腐蚀而使得表面积减小时， 加载应力不会导致机械损坏。

8． 3 在可能的情况下， 一个容器中只能放置一个试样。 如果一个容器中多于一个试样，试样必须是同一种材料从而避免其它合金的腐蚀产物对另一合金造成有害的影响。

8． 4 试样要用玻璃支架支撑避免与容器直接接触。 用于给试样加载应力的金属也必须支撑在支架上。

9 实验过程

9． 1 试验前将实验仪器和试样准备好。 如果使用建议实验装置， 请参考附录 X1。

9． 2 给带有温度计和冷凝管的实验容器中加入一定量的 MgCl 2 •6H 2 O 和水配制成试验

溶液。 开始加热以后， 通过慢慢加入少量的水来调整溶液浓度直到达到恒定沸点 155

±1. 0℃。 然后将试样放入容器中。