MC1000力学物理物理化学和化学试验要点.docx
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MC1000力学物理物理化学和化学试验要点
MC1000
力学、物理、物理—化学和化学试验
MC1100总则
本章阐述试验条件和规定试样尺寸。
MC1110取样方法
MC1111试验材料
试样在试料中的定位和定向，由第Ⅱ卷中总条款和技术规范规定，并且应该在产品制造商或供应商提供的文件中予以注明。
MC1112焊接
试样的定位在第Ⅳ卷附录SI中作了规定。
MC1200力学性能试验
试验条件和试样尺寸应该遵循下面提到的AFNOR标准（法马通已经为RCC—M标准将AFNOR标准的题目翻译成英语）和本章中修改和补充的技术条件。
MC1210拉伸试验
拉伸试验机应按标准NFEN10002.2中的规定进行校验。
所用试验机至少应是1级。
延伸仪应按标准NFEN10002.4中的规定进行校验（所用延伸仪应是1级或更好），或按照标准ASTME.83进行校验（所用延伸仪应是B2级或更好）。
MC1211室温拉伸试验
应采用标准NFEN10002-1和NFEN895，并考虑以下说明：
A标准NFEN10002-1“拉伸试验（试验方法）”
附录C
试样直径（拉伸有效段）为10mm。
在不能取得这种直径的试样时，只有以获取试验数据为目的，或在有明确措施使其可行的情况下，才允许采用小试样。
附录D
当管道或管件的厚度允许时，应使用直径10mm的试样。
否则，应从管道或管件上截取条状试样或全截面管段进行试验。
B标准NFEN895“金属元件焊缝破坏性试验”；“横向焊缝拉伸试验”
不允许进行本节5.3注中建议的脱气处理。
MC1212高温拉伸试验
应采用标准NFEN10002-5并考虑以下说明：
——附录C，第6.2节：
试样直径（拉伸有效段）为10mm。
在不能取得这种直径的试样时，只有在有明确措施使其可行的情况下，才允许采用小试样。
——附录D，第6.2节：
当管道或管件的厚度允许时，应使用直径10mm的试样。
否则，应从管道或管件上截取条状试样或全截面管段进行试验。
——第10.3节：
屈服强度之前的应力增加速率不得超过80MPa/min。
MC1220冲击试验——从延性到脆性转变曲线的绘制
试验机应按标准NFEN10045.2中的规定进行校验。
校验间隔应该为12个月，最长不得超过18个月。
MC1221冲击试验
试样尺寸和试验条件应符合下列通用的AFNOR标准规定：
ANFEN10045.1“夏比冲击试验”
按照第Ⅱ卷和第Ⅳ卷上的技术要求，每一次试验要有2或3个试样。
如果采购技术规范有此要求，对每一个试样均应测定其塑性断口百分率和侧向膨胀值。
这些测量按照以下B、C的要求进行。
B“塑性断口百分率——按照ASTMA370的技术要求”。
C“侧向膨胀值——按照ASTMA370的技术要求”。
测微仪的读数也应得到认可，并应该预先注意以下事项：
——eL=（e—e1）mm
其中eL=侧向膨胀值；
——试样两个平分段的A和B面，必须处于精确的同一平面（P）中。
——侧向膨胀值应取3次不同测量结果的平均值。
图MC1221
MC1222从延性到脆性转变曲线的绘制
应按MC1221的要求，根据下列条件，在不少于5种温度的条件下进行试验
——0℃试验；
——在曲线的下平台温度的试验，对应的纤维断口百分率低于10%；
——在纤维断口百分率等于100%的温度下的试验；
——为尽可能精确地确定曲线的形状而选定的其它温度下的试验。
根据NFEN10045.1的规定，试样断裂时的温度，不得偏离规定的试验温度的±2℃。
按照下列要求绘制曲线：
——吸收能值作为试验温度的函数；
——塑性断口百分率作为试验温度的函数。
转变温度TK50%是塑性断口百分率为50%时的温度。
MC1230Pellini落锤试验（TNDT温度的确定）
试样制备及试验条件应符合ASTME280标准规定的要求。
在进行每组试验前应确保重锤是从正确的高度（在+10%到—0%的误差范围内）自由坠落的。
所用重锤的重量也是已知的。
采用P3型试样，其尺寸如图MC1230.1所示。
如果技术规范中规定的RTNDT≤0℃，则按表MC1230.1所列温度进行试验；
如果技术规范中规定的RTNDT≤16℃，则按表MC1230.2所列温度进行试验。
图MC1230.1
P3型试样的尺寸
表MC1230.1
开始试验的温度
两个试样均未冲断
至少有一个试样冲断
2PELLINI
落锤试验
试验温度
表MC1230.2
两个试样均未冲断
至少有一个试样冲断
开始试验
的温度
试验温度
MC1240基准无延性转变温度的确定
RTNDT的温度应通过Pellini落锤试验和KV冲击试验两者确定。
Pellini落锤试验应按MC1230的规定进行。
和KV冲击试验应按MC1221A的规定进行。
试验温度应根据TNDT温度确定（见MC1230）。
试验应按下列方法进行（关于KV试样）：
a）以3个试样为1组，其中每一个试样在给定的温度下同时满足下列要求，则认为试验有效：
——断裂吸收能量≥68J
——侧向膨胀值≥0.9mm。
b）第一组试样冲击的温度为：
TCV1=TNDT+33℃
如果满足上述a）的条件，则：
RTNDT=TNDT
如果结果不能满足上述a）的条件，则第二组试验按照下列c）的规定进行试验。
c）如果进行第二组试验，第二组试样的试验温度规定如下：
TCV2=TCV1+5℃
如果满足上述a）的条件，则：
RTNDT=TCV—33℃
d）如果c）条规定温度下的试验，结果不能满足上述a）的条件，则另外一些试验应在5℃的间隔温度下进行试验。
直到求得满足上述a）的条件的温度TCV。
则认为：
RTNDT=TCV—33℃
MC1250焊接热影响区特殊韧性试验
MC1251Pellini落锤试验
试验条件应按照MC1230的规定。
MC1252冲击试验
KV冲击试验应按照MC1221A进行。
MC1260弯曲试验
试样尺寸和试验条件应该符合以下AFNOR标准的有关章节和本章的修正或附加的技术条件。
MC1261钢制产品的弯曲试验
试验按照AFNOR标准NFA03-157执行该标准也适合于镍基合金。
MC1262厚度大于0.5mm并小于3mm的钢板和钢带的单向弯曲试验
试验按照AFNOR标准NFA03-158执行。
MC1263焊缝弯曲试验
试验按照以下标准执行：
——NFEN910“金属元件焊缝破坏性试验”；“弯曲试验”
对于上述标准已经添加了如下技术要求和修正：
对于取自表面的试样，在进行纵向、横向或侧向弯曲试验时应使焊缝正面表面经受拉应力。
对于不是取自表面的试样，在进行纵向或侧向弯曲试验时可选任意面受拉。
——将一直径为d的芯棒置于试样焊缝的轴线上，试样支撑在彼此相距为l的两个支撑辊上，向芯棒施压，使试样弯曲。
D和l的数值取决于母材的最小抗拉强度Rm和试样的厚度a，具体要求由下表给出：
对于异种材料焊缝，取决D和l的最小抗拉强度Rm由母材中最大的抗拉强度值决定。
Rm（MPa）
d
l
Rm≤440
2a
4.2a
440＜Rm≤540
3a
5.2a
Rm＞540
4a
6.2a
——试样应弯曲到两端平行为止（α=180°），不再对材料施加任何进一步的压力。
注意：
对于弯曲性能不太好的材料，弯曲角度应限制到与其弯曲相适应的数值，这可在试样拉伸面上进行网络标志予以检验。
MC1264堆焊层弯曲试验
试验应按照MC1263（标准NFEN910“金属元件焊缝破坏性试验”；“横向焊接拉伸试验”；“弯曲试验”）执行。
试样为厚度10mm，和宽度30mm。
MC1265杯突试验
试样尺寸和试验条件应符合AFNOR标准NFA03-652“试样边缘夹紧的杯突试验”规定的要求。
MC1270扩口试验和压扁试验
MC1271钢管的扩口试验
试验应符合标准NFEN10234规定的要求。
试样为一管段，其两端面垂直于钢管轴线。
两端面应该使用机械方法锯下或切下，禁止使用热切割。
1）奥氏体不锈钢和镍基合金钢管
用一个顶角为60°的锥形芯棒进行阔口试验，直到钢管的内径增量达到如下规定：
热交换器管道
35%
其它用途管道
30%
镍基合金蒸发器管道
30%
2）碳钢钢管
试验条件按照下列表格要求的标准规定：
TU42C—TU48C
NFA49-213
TSE235A—TSE250A
NFA49-142
MC1272钢管的压扁试验
试验应按照标准NFEN10233规定的要求进行。
试样为一管段，其两端面垂直于钢管轴线。
两端面应该使用机械方法锯下或切下，禁止使用热切割。
管段长度应为壁厚的1.5倍，但不得短于10mm，也不要超过50mm。
1）奥氏体不锈钢钢管
试验分为两阶段：
——第一阶段将钢管压扁到两个平行板之间距离达到一个规定的数值Z为止。
Z值按以下公式计算：
Z=[（1+K）a]/[K+（a/D）]
Z——压板之间距离；mm
a——钢管的名义壁厚；mm
D——钢管的名义外径；mm
K——按照钢管外径D确定的系数，见下表：
用于热交换器管道
K=0.15
对于所有“D”和“a”
其它管道
K=0.13（当D≤114.3）
K=0.11（当D＞114.3）
——第二阶段，继续压扁，直到试样破裂或钢管两内壁相互接触为止。
卷焊钢管压扁时，焊缝应放置在压机上下压板的中间，并平行于上下压板。
2）碳钢钢管
试验条件按照下列表格要求的标准规定：
TU42C—TU48C
NFA49-213
TSE235A—TSE250A
NFA49-142
MC1280硬度试验
试验机和标准试块应按相关AFNOR标准进行校验。
建议试验机每年校验一次，时间间隔不得超过12个月。
——NFEN10003-2“布氏硬度试验——布氏硬度试验机的校验”；
——NFEN10109-2“硬度试验——洛氏硬度试验机（A，B，C，D，E，F，G，H，K，N和T的范围）的校验”；
——NFA03-504“钢铁产品——维氏硬度试验机的校验，使用的试验负荷在4.9到98daN（5到100kgf）之间”；
——NFEN10003-3“布氏硬度试验——布氏硬度试验所用对比试块的标定”；
——NFEN10109-3“硬度试验——洛氏硬度试验机（A，B，C，D，E，F，G，H，K，N和T的范围）所用对比试块的标定”；
——NFA03-507“钢铁产品——维氏硬度试验——所用硬度对比试块的标定”。
试验条件按照现行AFNOR标准以及本规范MC1281，MC1282，MC1283和MC1284的规定执行。
这些标准也适合于镍基合金。
MC1281钢的布氏硬度试验——试验方法
试验按照NFEN10003-1标准的规定执行。
MC1282洛氏硬度试验
试验按照NFEN10109-1标准“洛氏硬度试验，洛氏试验（A，B，C，D，E，F，G，H，K范围）和洛氏超级试验（15N，30N，45N，15T，30T，45T范围）”的规定执行。
MC1283维氏硬度试验（HV5——HV100）
试验按照NFA03-154标准的规定执行。
MC1284焊接试料的硬度试验
试验按照NFEN1043-1标准中以下要求执行：
——硬度试验类型：
HV10；
——在任何方向上，相邻两点中心之间的最小距离不得小于最近显示点对角线平均长度的2.5倍。
MC1290铁素体含量的测定
当技术规范中要求测定奥氏体——铁素体铸件中铁素体含量时，应按照下列方法之一进行：
——根据已知化学成分，使用SCHAEFFLER方法确定铬、镍当量，在图MC1290.1上标出相应的铁素体含量的代表点。
——从已知化学成分，计算出铬、镍当量：
Creq=%Cr+%Mo+1.5%Si+0.5%Nb
Nieq=%Ni+30%C+0.5%Mn
然后，使用下列两个方程式，计算出当量SCHAEFFLER的铁素体含量：
R=（Creq—4.75）/（Nieq+2.64）
Fe%=（119.11R3—550.34R2+701.94R—297.25）R
注意：
此计算法对于铁素体含量在10到25%范围内有效。
MC1300物理和物理化学试验
MC131018—10型铬镍奥氏体不锈钢的加速晶间腐蚀试验
MC1311总则
本试验的目的是检验产品是否具有良好的抗晶间腐蚀性能，足以承受其在加工和使用过程中的腐蚀条件。
根据如下加工方式和使用要求确定晶间腐蚀试验条件：
——加工：
热成型，焊接（各种方式）；
——使用：
温度，环境。
下列方法适合于所有材料的各种严格的试验条件，和确定试验的严格程度。
MC1312试验说明
将特别制备并经晶间腐蚀敏化处理的试样浸泡在定量的试剂中并经过一段规定的时间。
该试剂为沸腾的硫酸铜硫酸溶液。
浸泡后用适当的方式评定试样是否发生了晶间腐蚀。
MC1312.1取样
按照附录SI中的技术规范和MC1315补充要求取样：
——在收到的产品上取样；
——或在加工的某些中间阶段取样。
——或在炼钢厂，在为取样而特别铸造的并经锻造成合适尺寸的样坯上取样。
注意：
厚度过薄的试样（小于3mm），试验结果难以评定。
MC1312.2试样的制备※
试样应从试料上截取。
试样的取向，确切位置和尺寸均应按MC1315和如下规定执行：
——从样坯上截取的试样，通常应是厚度3到4mm的，宽度为10mm左右，长度为60到70mm。
试样的轴线应平行于主锻造方向。
——板材或带材的试样应从产品本身上截取，加工到厚度为4mm并保留一个轧制面。
——管材试样可以从实际管道上截取。
当试验的目的是确定厚度小于3mm的不再进行热处理的板材或带材产品的可焊性时，其晶间腐蚀试验可以在按照MC1312.3的C法处理制备的焊接平板试样上进行。
MC1312.3试验前试样的处理※※
实际腐蚀试验前，试样应经下列一种“敏化”处理：
——A法处理
在实验室加热炉中，将试样加热至采购技术规范规定的温度“T”。
温度“T”：
对不含钼的18—10型钢为650℃；
对含钼的18—10型钢为675℃。
加热时间不超过5分钟，在温度偏差不超过±10℃下，保持10分钟。
然后，将试样浸入水中冷却。
本处理在试样加工到最终厚度3到4mm之前进行。
——B法处理
在实验室加热炉中，将试样加热至采购技术规范规定的温度“T”。
温度“T”：
对不含钼的18—10型钢为700℃；
对含钼的18—10型钢为725℃。
加热时间不超过5分钟，在温度偏差不超过±10℃下，保持30分钟。
试样在炉内以每小时60±5℃的速率缓慢冷却到500℃，然后在空气中冷却。
为确保冷却均匀，加热炉应是恒温控制的并有调定的热循环。
※见MC1315
※※见MC1315
本处理在试样加工到最终厚度3到4mm之前进行。
——C法处理
厚度小于3mm的板材或带材产品A法敏化处理可以用如下焊接件代替：
将两块50×100mm的矩形钢板或钢带，采用焊接件上将采用的同样焊接工艺，取平焊位置焊在一起。
此外，按图MC1312.1所示，横穿试样，熔敷一条焊道。
此焊道采用两块试料对焊时所用最大直径的焊条，并应在第一条焊缝完成后最迟30秒内进行焊接。
焊接试样的表面不得有焊渣或氧化物。
表面异物可以用磨削或者旋转钢丝刷打磨除去。
所用钢丝刷必须是不锈钢的。
如果采用机械清除方法，则必须避免发生过热。
试样轴线应于焊缝轴线重合。
试样长度应与无焊缝试样相同：
即为60到70mm；宽度应为45mm。
试样边缘应加工光洁。
图MC1312.1
MC1312.4腐蚀试验
试样应在沸腾试剂中浸泡72小时※，该试剂的成分如下（重量百分比）：
10%结晶硫酸铜（CuSO4，5H2O）；
10%硫酸（CuSO4），比重为1.83；
80%蒸馏水。
每块试块均应完全浸泡在一个单独的装有250cm3试剂的锥形或圆形玻璃烧瓶中对由两块板材焊接而成的试样，则需要500cm3试剂。
整个试验过程中，试剂必须一直保持沸腾（建议采用电加热砂床温度浴池，为避免试
※如果试剂中加入铜屑，浸泡时间可以缩短到24小时。
剂产生过分旋涡，必要时可在玻璃烧瓶中加入几粒玻璃珠子。
如果烧瓶是平底的，应采取措施，避免试样表面与瓶底的接触）。
整个试验过程中，试剂浓度应保持不变。
为此，应在容器顶部安装回流冷凝装置。
新鲜试剂只能用来进行一次试验。
腐蚀处理后，试样应用水彻底冲洗并吹干。
表面腐蚀产物应清除掉。
MC1312.5腐蚀后的检验
腐蚀处理后，试样应经历一系列检验，以确定是否有晶间腐蚀的迹象。
这些检验包括：
a）声响试验：
使试样掉落到金属表面上；
b）弯曲试验：
围绕芯棒慢慢将试样弯曲到90°角度，芯棒直径不大于试样腐蚀试验前厚度的两倍。
当试样是由两块板材或带材焊接而成时，芯棒应沿焊缝轴线放置，因此焊缝表面构成弯曲试样的凸面（见图MC1312.1）。
当试样是整段管材时，将该管段压扁，直到压扁间距等于管壁厚度4倍为止。
如管子有纵向焊缝，则必须沿焊缝轴线弯折。
c）显微镜检验（可选择的补充试验）
MC1313要求达到的结果
a）经腐蚀试验的试样，在撞击钢表面时，应发出清脆的金属声音。
为了便于鉴别试验结果，可将每个试样与另一个对照试样进行比较，对照试样与被检试样同时取自产品，并且经过全部同样处理，只是未进行腐蚀试验。
试样越薄，鉴别其声响质量越难。
通常不用厚度小于3mm的试样。
b）对弯曲成90°角度或压扁的试样，其张力表面应无裂口或裂纹。
如果出现这种现象，应继续试验到试样断裂。
在部分或全部断裂处，断裂面上应无晶间腐蚀迹象。
与声响试验相同，为了鉴别弯曲和压扁试验的结果，也可将被检试样与经历相同处理的对照试样进行对比。
c）仅在解释上述两种鉴别试验结果产生疑问时，才采用显微镜检验。
MC1314评述
这些试验的严格程序，主要取决于对试样进行的“敏化”处理的类型。
“B”法处理通常用于检验产品的抗高温晶间腐蚀性能。
对于产品可能受焊接影响的那些区域，在相对低的温度环境中，验证其对晶间腐蚀的敏感性时：
——产品的厚度不超过3mm：
一般采用A法处理，但对于厚度小于3mm的板材、带材或管材，也可采用C法处理。
——所有其它产品采用B法处理。
对各种类型18—10不锈钢均应进行以下相应的处理：
a）低碳18—10不锈钢（C≤0.06%）
作为一般规则，由这种钢制造的厚度小于3mm的产品，在经过一道或多道焊接后，仍然能够经受晶间腐蚀。
因此试验要求的处理是：
——A法处理，在温度650℃下保温10分钟（在此温度下保温处理过久，不是增加了这种低碳不锈钢的腐蚀敏感性，而是实际降低了它们的敏感性）。
——或C法处理。
b）超低碳18—10不锈钢（C≤0.03%）
一般说，这种不锈钢在任何环境下均能抗晶间腐蚀。
通常采用在700℃下的B法处理。
c）含钛或铌稳定的18—10不锈钢
与超低碳18—10不锈钢的处理方法相同。
d）含钼低碳18—10不锈钢（C≤0.07%）
试验与评述与超低碳18—10不锈钢相同。
A法处理，温度“T”为675℃。
e）含钼超低碳18—10不锈钢（C≤0.03%）
试验与评述与超低碳18—10不锈钢相同。
B法处理，温度“T”为725℃。
f）钛或铌稳定的含钼18—10不锈钢
试验与评述与含钼超低碳18—10不锈钢相同。
MC1315备注
1）上述晶间腐蚀试验也适用于奥氏体—铁素体不锈钢。
2）多数情况下，试料和试样应符合以下要求：
试料的尺寸应能提供全部试验和复试的足够数量的试样。
对每一晶间腐蚀试验，至少要加工两个试样，一个用作对比试样。
腐蚀试样的通常尺寸为70×10×4mm。
A锻件和轧制产品的取样
A1浇包取样
取自锻造比≥3的锻坯的试棒，在最终产品固溶热处理温度下，保温1小时后进行淬火完成固溶热处理。
试样轴线应与锻造延伸方向平行。
试样表面至少在锻坯表面以下3mm。
A2半成品取样
应在半成品的形状和厚度足以截取70×10×4mm试样的加工阶段，截取半成品试料。
试料应按成品同样的方式进行固溶热处理。
试样轴线应平行于主锻造延伸方向。
试样的表面应是半成品表面。
A3成品取样
试样就取自交货状态的成品。
——板材、薄板材和带材的试样中心线应平行于主锻造（轧制）延伸方向。
——厚度大于4mm的产品，应仅从一面加工到4mm厚试样。
试样必须包含将来与腐蚀性环境相接触的成品表面。
对于厚度小于4mm的产品，试样的厚度应与产品的厚度相同。
——直径≤30mm的管材，可取长度为30mm的完整管段作为试样。
对于直径＞30mm的管子，可按板材或带材同样的方法取试样。
——对于锻件，试样应取自代表一批零件的一个零件，或取自专为取样而提供的延长或延伸部分。
试样的轴线应平行于锻造延伸方向。
若制造零件时表面不进行机械加工，则试样表面应由零件表面本身构成；如果进行机械加工，考虑到制造中加工的允许平均厚度裕量，试样表面应位于代表成品零件表面的深度。
以上所考虑的表面，是指在使用中与流体接触的表面。
B铸件的取样
从本身取自有代表性的铸锭或从经固溶热处理的铸件延伸部分切取试料，再由该试料制取试样。
在任何情况下，试料应与铸件同时进行固溶热处理。
试样表面应制造中机械加工的允许平均厚度裕量，试样表面应位于代表成品零件表面的深度。
以上所考虑的表面，是指在使用中与流体接触的表面。
3）在按MC1312的规定，对试样进行截取和粗加工后，和对试样进行敏化处理之前，试样的表面和边缘应使用粒度为50到120目的无铁磨料进行抛光。
然后，用丙酮或酒精仔细清除试样表面的油污。
如果试样的一个面代表成品的表面，则不得对该面进行抛光或洗刷，只能用丙酮或酒精清除试样表面的油污。
4）敏化处理后，实际腐蚀试验之前，试样的每个表面应进行最大深度为0.2mm的精加工，并用粒度为150到180目的无铁磨料进行抛光。
抛光时不得使试样过热。
抛光应沿纵向，不得彼此交叉。
然后，用丙酮或酒精仔细清除试样表面的油污。
MC1320金相组织检验
金相检验应按MC1321，MC1322和MC1323各节中提到的AFNOR标准进行。
MC1321金属强无机酸浸蚀宏观组织检验
试验应符合标准NFA05-152规定的要求。
MC1322微观检验
试验应符合标准NFA05-150规定的要求。
这种检验的放大倍数之一是200倍。
MC1323纤维素薄膜复制微观检验
试样表面应使用一种适合于任何钢种的清洁剂仔细清除油污。
然后，从逐个方向进行机械抛光。
特别强调，应防止过热和变形硬化。
每次抛光后，表面均应清洗。
最后应进行电解抛光。
电解抛光后，表面应先用水，后用丙酮仔细清洗并吹干。
然后用合适的试剂浸蚀并最后清洗吹干，以便涂敷纤维素薄膜。
MC1330晶粒度
晶粒度测定应按照MC1331中提及的通用AFNOR标准的规定要求进行。
MC1331钢中铁素体和奥氏体晶粒度的测定
镍基合金应使用适当试剂进行浸蚀，并按NFA04-102标准进行显微照相比较，评定晶粒度。
M
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