SU1413488A1

SU1413488A1 - Method of measuring the crack growth rate in corrosion-mechanical testing of metal structural materials

Info

Publication number: SU1413488A1
Application number: SU874199390A
Authority: SU
Inventors: Виктор Анатольевич Маричев; Сергей Александрович Шипилов
Original assignee: Институт Физической Химии Ан Ссср
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-07-30

Abstract

Изобретение относитс к способа.м коррозионных испытаний металлических конструкционных материалов, а именно испытаний на склонность к коррозионному растрескиванию и коррозионной усталости. Цель изобретени - повышение точности измерени . Образец с исходной трещиной помещают в коррозионную среду, нагружают до начала роста трещины, провод т электрохимическую пол ризацию образца и измер ют электросопротивление образца, по которому определ ют скорость роста трещины, при этом пол ризацию образца провод т путем подсоединени его к источнику пол ризующего тока в двух точках, расположенных по разные стороны трещины, посредством двух электросопротивлений, включенных параллельно. 2 ил. SSThe invention relates to a method for corrosion testing of metallic structural materials, namely tests for susceptibility to stress corrosion cracking and corrosion fatigue. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. A sample with an initial crack is placed in a corrosive environment, loaded until the crack starts to grow, the sample is electrochemically polarized, and the electrical resistance of the sample is measured, which determines the rate of crack growth, while polarizing the sample by connecting it to a polarizing current source at two points located on opposite sides of the crack, by means of two electrical resistances connected in parallel. 2 Il. SS

Description

ОдOd

00 0000 00

Изобретение относитс к способам коррозионных испытаний металлических конструкционных материалов, а именно к испытани м на склонность к коррозионномуThis invention relates to methods for the corrosion testing of metallic structural materials, and more specifically to the test for corrosion propensity.

включени (и выключени ) пол ризации при неизменной длине трещины, что выражаетс в по влении «отброса лЦидГ) на диаграммной ленте электронного потенциорастрескиванию и коррозионной усталости. метра (см. фиг. 2а), образец 1 (рабо- Цель изобретени - повышение точности чий электрод) подсоедин ли к источнику бswitching on (and switching off) polarization at a constant crack length, which is expressed in the appearance of a “reject lCydH) on the chart tape of electronic potentiation and corrosion fatigue. meter (see fig. 2a), sample 1 (working purpose of the invention is to improve the accuracy of which electrode) was connected to the source

измерени . На фиг.measurements. FIG.

пол ризующего тока (П-5848) в двух точизображена схема устройст-ках, расположенных по разные стороны ва дл реализации способа измерени ско-от трещины, посредством электросопро- рости роста трещины путем измерени элект-тивлений Ri и R2, включенных параллель- росопротивлени центральной части образ-Ю но. Образец Г с исходной трещиной ца с трещиной; на фиг. 2 схематичнопомещали в коррозионную среду, выдер- показана запись, получаема на диаграмм-живали до стабилизации значени потен- ной ленте электронного потенциометра прициала коррозии, проводили пол ризацию измерении длины растущей трещины (элект-образца на максимальную величину из росопротивлени ) и определении скорости V. исследуемого диапазона потенциалов. Зна- роста трещины как тангенса угла а наклоначени Ri и R2 подбирали таким обра- кривой 1тр (врем ) - по спосо-зом, чтобы включение электрохимической бу-прототипу (а) и по предлагаемому сп о-пол ризации не вызывало изменени элекро- собу (б). сопротивлени ненагруженного образца 1. Устройство, реализующее предлагаемыйЭто позволило в ходе экспериментов из- способ содержит образец 1, электрод 220 бавитьс от эффекта «отброса. Значени сравнени , двойной мост 3, соединенный сэлекросопротивлений Ri и R2 составл ют электронным потенциометром 4 и микро- вольтмикроамперметром 5, стабилизированный источник 6 тока, электрохимическуюpolarizing current (P-5848) in two exact diagrams of devices located on different sides of the river for implementing the method of measuring the crack rate, by electro-resistance of crack growth by measuring electrification Ri and R2 connected by parallel resistivity parts image-yu but. Sample G with the original crack with a crack; in fig. 2 schematically placed in a corrosive environment; a record was drawn; the diagrams were obtained until the value of a potential tape of an electronic corrosion initiation potentiometer was stabilized; a measurement of the length of the growing crack (electrical sample to the maximum value of resistivity) and determination of the velocity V were carried out. investigated range of potentials. The crack growth marks as the tangent of the angle a and the inclinations of Ri and R2 were selected in such a manner of 1 rp (time) in a way that the inclusion of an electrochemical bu-prototype (a) and, according to the proposed method, polarization did not cause a change (b) resistance of the unloaded sample 1. The device that implements the proposed It allowed during the experiments the i-method contains the sample 1, the electrode 220 is suppressed from the effect of "rejection. Comparison values, double bridge 3, connected by electrical resistors Ri and R2 are electronic potentiometer 4 and microvolt-microampermeter 5, stabilized current source 6, electrochemical

чейку 7, потенциостат 8, вспомогатель25cell 7, potentiostat 8, auxiliary 25

несколько Ом, при этом , так как практически невозможно обеспечить полную симметрию в расположении электродов 1, 2 и 9 относительно трещины. Прин то, что R,2 Ом и ,l Ом.several ohms, in this case, since it is almost impossible to ensure complete symmetry in the arrangement of the electrodes 1, 2 and 9 with respect to the crack. Accepted for R, 2 Ohm and, l Ohm.

ный электрод 9.high electrode 9.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Образец 1 с исходной трещиной помещают в коррозионную среду, нагружают доSample 1 with the original crack is placed in a corrosive environment, loaded to

начала роста трещины, провод т электро-по способу-прототипу по вление «отбросаthe beginning of the growth of a crack, is carried out electro-according to the method of the prototype, the appearance of "rejection

химическую пол ризацию образца и изме- создает неопоеделенность в установлениchemical polarization of the sample and measurement creates a uncertainty in establishing

Из схемы на фиг. 1 видно, что при определении скорости роста трещины (Ул) в услови х электрохимической пол ризацииFrom the diagram in FIG. 1 that when determining the crack growth rate (Ul) under the conditions of electrochemical polarization

создает неопределенность в установлении наклона кривой (врем ), что не позвол ет достаточно точно определить значение или tgcc. Например, при исследовании вли ни катодной пол риза .„,. ,., „.Ции на скорость роста трещины при коррона разные стороны от тре- зионной усталости сплава ТС6 в 9%-номcreates uncertainty in establishing the slope of the curve (time), which does not allow a sufficiently accurate determination of the value or tgcc. For example, when studying the effect of cathodic polarization. At the corona growth rate at corona, the different sides from the fatigue fatigue of the TC6 alloy in the 9%

растворе РеСЬ установлено, что при пол ризации до +0,.1 В (плотность пол ри зующего тока 5 мА/см) скоростьiV« роста трещины, расчитанна по tga, составл етthe solution of PECF, it was established that at polarization up to + 0, .1 V (polarizing current density 5 mA / cm), the rate iV "of crack growth, calculated in tga, is

р ют электросопротивление образца, по которому определ ют скорость роста трещины. При этом пол ризацию образца провод т путем подсоединени его к источнику пол ризующего тока в двух точках, расположенныхThe electrical resistance of the sample is determined, from which the crack growth rate is determined. In this case, the sample is polarized by connecting it to a source of polarization current at two points located

щины, посредством двух электросопротивлений , включенных параллельно. Величины RI и R2 электросопротивлений подбирают таким образом, чтобы включение электрохимической пол ризации не вызывало изме- 40 5,3- 10 мм/цикл, а по tgai - 3,7- нени электросопротивлени ненагруженного 10 мм/цикл, т. е. известный способby means of two electrical resistances connected in parallel. The RI and R2 values of the electrical resistances are selected so that the inclusion of electrochemical polarization does not cause a change of 40 5.3–10 mm / cycle, and by tgai - 3.7 times the electrical resistance of an unloaded 10 mm / cycle, i.e.

позвол ет опреде 1ить значение Vn с точобразца , что позвол ет в .ходе эксперимента повысить точность измерени скорости роста трещины в услови х пол ризации . Одно из сопротивлений целесообразно сделать переменным.allows one to determine the value of Vn from the sample, which in the course of the experiment makes it possible to increase the accuracy of measuring the crack growth rate under polarization conditions. One of the resistances should be made variable.

Пример. Исследовали вли ни электрохимической пол ризации на скорость роста трещин при коррозионном растрескивании и коррозионной усталости высокопрочной стали А11РЗМЗФ2 в раствореExample. The effects of electrochemical polarization on the rate of crack growth during corrosion cracking and corrosion fatigue of high-strength steel A11RZMZF2 in solution were investigated.

4545

ностью 35%: V,, (4,5±0,8) 10 мм/цикл. Присоединение образца к потенциостату 8 по предлагаемому способу (в двух точках по разные стороны от трещины посредством двух параллельных сопротивлений) полностью устран ет эффект «отброса (см. фиг. 2). В результате полностью исчезает неопределенность в из.мерении скорости роста трещины в услови х пол ризаФормула изобретени 35%: V ,, (4,5 ± 0,8) 10 mm / cycle. Attaching a sample to a potentiostat 8 according to the proposed method (at two points on opposite sides of the crack by means of two parallel resistances) completely eliminates the effect of "rejection (see Fig. 2). As a result, the uncertainty in measuring the crack growth rate under polarization conditions completely disappears.

0,05 М NaNOs и титанового сплавации: Vn tgoc2. В рассматриваемом примеТСб в 9%-ном растворе FeCls. Дл про-ре ,0- 10 мм/цикл.0.05 M NaNOs and titanium alloying: Vn tgoc2. In this example, in a 9% solution of FeCls. For about 0-10 mm / cycle.

ведени испытаний использовали установку,testing conducted setup

состо щую из двух электрических схем:consisting of two electrical circuits:

схемы дл пол ризации образца от потенциостата 8 и схемы измерени электро- 5circuits for polarizing the sample from the potentiostat 8 and the circuit for measuring the electrical

сопротивлени образца с трещиной. Дл sample resistance with crack. For

устранени взаимных паразитных наводок,eliminating mutual parasitic interference,

следствием которых вл етс изменениеthe consequence of which is a change

электросопротивлени образца в моментelectrical resistance of the sample at the time

Способ измерени скорости роста трещины при коррозионно-механических испытани х металлических конструкционных материалов , по которому образец с исходной трещиной помещают в коррозионнуюA method for measuring the rate of crack growth during corrosion-mechanical tests of metallic structural materials, according to which a sample with an initial crack is placed in a corrosion

включени (и выключени ) пол ризации при неизменной длине трещины, что выражаетс в по влении «отброса лЦидГ) на диаграммной ленте электронного потенцио метра (см. фиг. 2а), образец 1 (рабо- чий электрод) подсоедин ли к источнику бswitching on (and switching off) polarization with a constant crack length, which is expressed in the appearance of a “reject lCydH) on the chart tape of an electronic potentiometer (see fig. 2a), sample 1 (working electrode) was connected to source b

ках, расположенных по разные стороны от трещины, посредством электросопро- тивлений Ri и R2, включенных параллель- но. Образец Г с исходной трещиной помещали в коррозионную среду, выдер- живали до стабилизации значени потен- циала коррозии, проводили пол ризацию образца на максимальную величину из исследуемого диапазона потенциалов. Зна- чени Ri и R2 подбирали таким обра- зом, чтобы включение электрохимической пол ризации не вызывало изменени элекро- сопротивлени ненагруженного образца 1. Это позволило в ходе экспериментов из- бавитьс от эффекта «отброса. Значени элекросопротивлений Ri и R2 составл ют kakh located on opposite sides of the crack, by means of electrical resistances Ri and R2, connected in parallel. Sample G with the initial crack was placed in a corrosive environment, maintained until the corrosion potential value stabilized, and the sample was polarized to the maximum value from the potential range under study. The values of Ri and R2 were selected in such a way that the inclusion of electrochemical polarization did not cause a change in the electrical resistance of the unloaded sample 1. This made it possible in the course of the experiments to get rid of the effect of "rejection." The electrical resistances Ri and R2 are

позвол ет опреде 1ить значение Vn с точ5allows you to determine the value of Vn with exactly 5

ностью 35%: V,, (4,5±0,8) 10 мм/цикл. Присоединение образца к потенциостату 8 по предлагаемому способу (в двух точках по разные стороны от трещины посредством двух параллельных сопротивлений) полностью устран ет эффект «отброса (см. фиг. 2). В результате полностью исчезает неопределенность в из.мерении скорости роста трещины в услови х пол ризации: Vn tgoc2. В рассматриваемом примеФормула изобретени 35%: V ,, (4,5 ± 0,8) 10 mm / cycle. Attaching a sample to a potentiostat 8 according to the proposed method (at two points on opposite sides of the crack by means of two parallel resistances) completely eliminates the effect of "rejection (see Fig. 2). As a result, the uncertainty in measuring the crack growth rate under polarization conditions: Vn tgoc2 completely disappears. In this example, the invention formula

среду, нагружают до начала роста трещины , провод т электрохимическую пол ризацию образца и измер ют электросопротивление образца, по которому определ ют скорость роста трещины, отличающийс тем, что, с целью повышени точностиthe medium is loaded before the start of crack growth, the sample is electrochemically polarized, and the electrical resistance of the sample is measured, which determines the crack growth rate, characterized in that, in order to improve the accuracy

измерени , пол ризацию образца провод т путем присоединени его к источнику пол ризующего тока в двух точках, расположенных по разные стороны от трещины, посредством двух электросопротивлений, включенных параллельно.the measurements, the polarization of the sample is carried out by connecting it to a source of polarizing current at two points located on opposite sides of the crack, by means of two electrical resistances connected in parallel.

frp frp

//

XX

Claims

Claim

A method for measuring the crack growth rate during corrosion-mechanical tests of metal structural materials, according to which a sample with an initial crack is placed in a corrosive medium, loaded before crack growth begins, the sample is electrochemically polarized, and the sample's electrical resistance is measured, which determines the crack growth rate, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the polarization of the sample is carried out by attaching it to a source of polarizing current at two points, located x on different sides of the crack, by means of two electrical resistors connected in parallel.

fi, d.1 o - The moment of polarization inclusion.

x _ the moment of turning off the polarization of FIG. 2