電鍍/涂層工藝和使用環境的機械氫脆評定的標準試驗方法ASTM F519-17a（中文翻譯版）

ASTM F519-17a電鍍/涂層工藝和使用環境的機械氫脆評定的標準試驗方法(僅供參考)

¹本試驗方法由美國材料試驗學會航空航天和飛機委員會F07管轄，由氫脆小組委員會F07.04直接負責。

現行版本于2017年12月1日批準。2017年12月出版。最初批準于1977年。上一版于2017年批準為F519–17。DOI:10.1520/F0519-17A。

本標準以固定名稱F519發布；緊跟在名稱后面的數字表示最初采用的年份，如果是修訂，則表示最后修訂的年份。括號中的數字表示上次重新批準的年份。上標（ε）表示自上次修訂或重新批準以來的編輯性更改。

本標準經美國國防部機構批準使用。

1、范圍

1.1本試驗方法描述了機械試驗方法，并規定了可導致鋼氫脆的涂層和電鍍工藝的驗收標準。還可以評估在使用環境中遇到的化學品的后續暴露情況，例如液體、清潔處理或與鋼的電鍍/涂層或裸露表面接觸的維護化學品。

1.2本試驗方法不用于測量不同鋼的相對敏感性?？筛鶕囼灧椒?/span>F1459和試驗方法F1624評價不同材料對氫脆的相對敏感性。

1.3本試驗方法規定了根據SAE AMS 6415（以前是SAEAMS-S-5000和MIL-S-5000）使用空氣熔煉的SAE 4340鋼（A級，見7.1.1）或根據SAE AMS 6414使用替代VAR（真空電弧重熔）的SAE 4340鋼（B級，見7.1.1），并以260~280 ksi（磅/平方英寸×1000）為基準進行熱處理。這種合金和熱處理水平的結合已經使用了很多年，在航空航天工業中積累了一個龐大的數據庫，以了解其對暴露于各種維護化學品或電鍍涂層或兩者的具體反應。極限強度高于260~280 ksi的部件可能無法用基線表示。在這種情況下，認可的工程管理局應根據部件的特定材料和熱處理條件確定制造試樣的需要。應按照12.1.2的要求報告與基線的偏差。還應按照9.5的規定，確認每批試樣對氫脆的敏感性。

注1：大量試驗表明，VAR 4340鋼可作為空氣熔煉鋼的替代品，且不喪失靈敏度。²

²“最終報告—氫再脆化評估試驗方法設計WP-2152”；S. M Grendahl, H. Nguyen, F. Kellogg, S. Zhu, S. Jones；戰略環境研究與開發計劃（SERDP）；項目WP-2152；2015年7月；https://www.serdp-estcp.org/programmaries/wearms-Systems-and-Platforms/Surface-Engineering-and-structural materials/WP-2152。

注2：VAR 4340也符合AMS 6415的要求，鋼供應商可將其用作空氣熔煉鋼的替代品，因為AMS 6415未規定熔煉規程。

1.4規定了七個不同尺寸、幾何形狀和加載配置的試樣的試驗程序和驗收要求。

1.5電鍍/涂層工藝的合格/不合格要求，試樣必須在表3所示的水平上使用持續載荷試驗（SLT）達到或超過200 h。

1.5.1附錄A5規定了使用環境的載荷條件和合格/不合格要求。

1.5.2如果經認可的工程管理局批準，可使用附錄A3中規定的定量、加速（≤24 h）增量階躍荷載（ISL）試驗作為SLT的替代方法。

1.6本試驗方法分為兩部分。第一部分給出了氫脆試驗要求的一般信息。第二部分由附錄組成，其中給出了本試驗方法所涵蓋的各種載荷和試樣配置的具體要求（類型列表見9.1）以及試驗服務環境的詳細信息。

1.7英尺-磅-秒（fps）系統中以英寸-磅單位表示的值應視為標準值。括號中給出的值是對國際單位制的數學轉換，僅供參考，不被視為標準值。

1.8本標準并非旨在解決與其使用相關的所有安全問題（如有）。本標準的使用者有責任在使用前建立適當的安全和健康實踐，并確定法規限制的適用性。

1.9本國際標準是根據世界貿易組織技術性貿易壁壘委員會發布的《關于制定國際標準、指南和建議的原則的決定》中確立的國際公認標準化原則制定的。

 

2、參考文件

2.1 ASTM標準³

³有關參考的ASTM標準，請訪問ASTM網站www.astm.org，或通過Service@ASTM.org聯系ASTM客戶服務。有關ASTM標準年鑒卷信息，請參閱ASTM網站上的標準文件摘要頁。

B374電鍍相關術語

B851在鍍鎳、自催化鍍鎳、鍍鉻或作為最終表面處理之前金屬制品的自動控制噴丸處理規范

D1193試劑水規范

E4試驗機力驗證規程

E8/E8M金屬材料拉伸試驗方法

E18金屬材料洛氏硬度試驗方法

E29在試驗數據中使用有效數字確定與規范一致性的實施規程

E292材料斷裂缺口拉伸試驗傳導時間的試驗方法

E691進行實驗室間研究以確定試驗方法精度的實施規程

E709磁粉檢測指南

E1417液體滲透檢測規程

E1444磁粉檢測規程

E1823疲勞和斷裂試驗相關術語

F1459測定金屬材料對氫脆化（HGE）敏感性的試驗方法

F1624用遞增階躍加載技術測量鋼中氫脆閾值的試驗方法

F2078有關氫脆試驗的術語

G5進行動電位陽極極化測量的參考試驗方法

G38制造和使用C型環應力腐蝕試樣的實施規程

2.2 SAE AMS標準⁴

⁴可向美國汽車工程師學會（SAE）索取，地址：400 Commonwealth Dr.，Warrendale，PA 15096-0001，網址：http://www.sae.org。

AMS 2430（R）自動噴丸

AMS 2759/2低合金鋼零件的熱處理最低抗拉強度為220 ksi（1517 MPa）及以上

AMS 2759/11鋼零件的應力消除

AMS 6360無縫鋼管，0.95Cr–0.20Mo（0.28–0.33C）（SAE 4130），正火或消除應力

AMS 6414鋼、棒材、鍛件和管材（SAE 4340）真空自耗電極重熔

AMS 6415鋼、棒材、鍛件和管材（SAE 4340）

AMS-QQ-P-416鍍鎘（電沉積）

 

表2 電鍍液組成及靈敏度試驗操作條件

 

^A溶液配制時可能不需要添加氫氧化鈉，因為添加1 oz/gal的氧化鎘相當于0.6 oz/gal的游離氫氧化鈉。

^B目前委員會所知的Colcad 100的唯一制造來源是俄亥俄州布倫瑞克的哥倫比亞化學公司，www.columbiachemical.com。如果您知道替代制造商，請將此信息提供給ASTM國際總部。你的意見將在負責的技術委員會會議上得到認真考慮，你可以參加會議。

^C烘烤后，應將試樣浸入任何合適的鉻酸鹽轉化涂層溶液中，浸泡時間最短，以產生AMS-QQ-P-416 II型中所述的粘附性和連續涂層。

表1 缺口試樣的批量驗收標準

 

^A如果不滿足任何取樣試樣的硬度要求，則僅應使用單獨檢查是否符合這些要求的批次試樣進行試驗。

2.3軍事和聯邦標準及商業物品描述⁵

⁵這些文件的副本可從http://assist.daps.dla.mil/quicksearch/或http://assist.daps.dla.mil獲得，或從賓夕法尼亞州費城羅賓斯大道700號4D棟標準化文件訂購處獲得，郵編19111-5094。

MIL-PRF-16173防腐蝕化合物，溶劑稀釋，冷敷

商品名稱（CID）A-A-55827三氧化鉻，技術

表3 試樣的通過/失敗加載要求

 

3、術語

3.1定義——本試驗方法中使用的術語定義見術語B374、術語E1823和術語F2078。

3.2縮略語和縮寫：

AISI=美國鋼鐵協會

a/W=缺口深寬比

d/D=缺口處的小直徑與大直徑之比

ESH=環境、安全和健康

fps=英尺-磅-秒

HRC=洛氏硬度C級

ID=內徑

ISL=增量階躍負載

kip=磅負載乘以1000

ksi=磅/平方英寸乘以1000

K_t=應力集中系數

LS=縱向短橫向

NFS=缺口斷裂強度

OD=外徑

psi=磅力/平方英寸

RMS=均方根

SAE AMS=美國汽車工程師學會航空航天材料規范

SCE=飽和甘汞電極

SLT=持續荷載試驗

T.I.R.=指示總跳動量

 

4、試驗方法概述

4.1電鍍/涂層工藝——根據工藝合格的規范，清潔、電鍍/涂層和烘烤（如適用）無應力試樣。然后將試樣置于空氣中的持續荷載下，以測量試驗期的破裂/完成時間。

......

 

5、意義和用途

5.1電鍍/涂層工藝——本試驗方法提供了一種方法，通過驗證生產操作（如表面處理、預處理和電鍍/涂層）期間的嚴格控制，在制造過程中檢測鋼零件可能的氫脆。它還將用作新電鍍/涂層工藝的鑒定試驗和電鍍/涂層工藝控制的定期檢查審核。

......

 

6、儀器

6.1試驗機——試驗機應在規程E4和試驗方法E292（如適用）的校準、力范圍、分辨率、彎曲應變和驗證指南范圍內。

6.1.1用于缺口圓形拉伸試樣的試驗機上的力測量應通過分析計算（如靜重或杠桿臂式吊重機）或常規經驗測量（電子輸出），如應變計稱重傳感器。不允許估算僅由荷載環撓度產生的試驗荷載，除非已知并考慮了試樣夾持接頭柔度的影響，并且在規程E4和試驗方法E8/E8M公差范圍內。應變計稱重傳感器的測量/結果可與荷載環撓度一起使用。

6.2夾持裝置——各種類型的夾持裝置可用于拉伸或彎曲，以將試驗機或自加載框架施加的荷載傳遞給試樣。

6.3系列加載——樣品可單獨或以系列倍數加載在試驗架上。加載到單個試驗框架上的所有試樣應具有相同的合格NFS±1%。如果一個或多個試樣在指定的試驗期間斷裂，則應移除斷裂的試樣，用虛擬試樣替換，并將加載鏈放回加載狀態。剩余試樣的總加載時間（即試驗持續時間）應延長至6.3.1中詳述的任何卸載時間。采購規范或認可的工程管理局可選擇將每個試驗框架的荷載限制為一個試樣。

6.3.1負載下的延長時間（ETUL）——如果總空載時間（掛鐘）超過總試驗持續時間的10%（例如，對于200 h試驗中的20 h）；然后應將負載時間延長超過10%（即超過20 h）的空載時間。采購規范或認可的工程管理局可選擇放棄該延長的負載時間（ETUL）協議。

SLT示例1

作為每月鍍液驗證的一部分，將代表單個鍍液的四個鍍鎘試樣加載到單個SLT試驗框架上。四個試樣中的一個在180小時后斷裂（加載初始時間=180小時）。發現斷裂的試樣需要8小時，用一個假連桿代替，并將其余三個試樣重新加載（卸載時間=8小時）。由于空載時間（8h）小于總試驗時間（200h的10%=20h）的10%，因此無需延長空載時間。因此，剩余試樣的總加載時間為200小時。

......

 

7、材料和試劑

7.1材料：

7.1.1鋼材應：

7.1.1.1 A級——根據SAE AMS 6415（以前的SAE AMS-S-5000和以前的MIL-S-5000）空氣熔煉的SAE 4340鋼，或

7.1.1.2 B級——根據SAE AMS 6414，VAR（真空電弧重熔）SAE 4340鋼。

7.1.1.3如果未規定等級，則應使用A級。

7.1.2氧化鋁（150目或更細）和180目碳化硅紙。

7.1.3符合AMS 2430的條件射彈。

7.2試劑：

......

 

8、危害

8.1環境、安全與健康（ESH）：

8.1.1設備、材料、溶液和排放物（如適用）應按照適用的ESH管理法規進行控制、處理、使用和處置。

 

9、試樣

9.1配置

9.1.1以下附錄中給出了兩種類型試樣的尺寸圖和公差

9.1.1.1 1型缺口試樣

1a型：缺口、圓形、張力

1a.1型-符合圖A1.1的標準尺寸 附錄A1

1a.2型-尺寸過大-如圖A1.2  附錄A1

1b型：凹口、圓形、張力自緊夾具，如圖A2.1-A2.5     附錄A2

1c型：符合圖A2.6、圖A2.7的凹口、圓形、彎曲自緊夾具     附錄A2

1d型：如圖A2.8，圖A2.9，切口，C型環，彎曲自緊夾具     附錄A2

1e型：切口、方形、彎曲，如圖A3.1         附錄A3

9.1.1.2類型2——光滑試樣

2a型：符合圖A4.1、圖A4.2要求的O形圈、彎曲自緊夾具     附錄A4

9.1.2缺口圓拉伸、圓彎曲和方彎曲試樣應沿縱向晶粒方向加載，但C型環和O型環只能沿垂直于縱向晶粒方向加載。

9.2制造

9.2.1使用有限元分析（FEA）和圖紙中的尺寸計算每種試樣類型的應力集中系數（K_t）。

注3-記錄分析的ASTM研究報告正在編制中，參考號將包含在未來的修訂版中。

 

^A根據尺寸公差的最壞情況組合計算出的最小和最大K_ts。

9.2.2如果60°切口角度不允許在切口根部進行電鍍/涂層，則只有在事先獲得認可的工程管理局批準的情況下，才可使用90°±1°的角度。

注4：有限元分析確定，將缺口角度從60°改為90°對K_t的影響可以忽略不計。因此，不需要尺寸變化來補償這種偏差。但是，應按照12.1.2的要求報告此類偏差。

9.2.3試樣的基準材料/條件為正火和回火、冷拔棒材、符合AMS 6415（A級，見7.1.1.1）的氣熔SAE 4340鋼或符合AMS 6414（B級，見7.1.1.2）的VAR SAE 4340鋼，根據試驗方法E18，按照AMS 2759/2 A級進行熱處理，拉伸強度在260~280 ksi（51~53洛氏C硬度計（HRC））之間。根據規程E29，四舍五入允許三次測量平均值的絕對硬度范圍為50.6~53.4 HRC。

9.2.3.1只有經認可的工程管理局同意，才可替換其他鋼材或最終硬度。應按照12.1.2的要求報告與基線的偏差。

9.2.4所需的毛坯。

9.2.5根據AMS 2759/2 A級或B級，作為成品零件進行熱處理，強度等級為260~280 ksi，如下所示：

9.2.5.1在1500–1550℉的保護氣氛中奧氏體化，然后在油中淬火。

9.2.5.2在425–490℉溫度下，兩次回火，每次2小時。

9.2.6根據試驗方法E8/E8M和表1，通過拉動4個試樣來驗證熱處理響應。

9.2.7精加工縮小的截面和切口結構。

9.2.7.1整個缺口應磨平至合適的尺寸。

9.2.7.2不允許對缺口進行單點加工。

9.2.7.3不允許打磨切口。

9.2.7.4不允許在試樣制造期間對缺口進行噴丸/噴砂/機械清理。

9.2.8磨削后，所有試樣應按照AMS 2759/11在375±25℉（190±14℃）溫度下進行4-5小時的應力消除烘烤。應力消除烘烤期間，應使用適當的保護措施防止因表面氧化而變色。

9.2.9禁止酸性或陰極電解清洗。

9.2.10最終熱處理后禁止矯直。

9.3儲存

9.3.1應力消除烘烤后，所有試樣在貯存期間應加以保護，以防腐蝕。一種可行的保護方法是用符合MIL-PRF-16173 2級要求的防腐化合物覆蓋試樣。

9.4檢查

9.4.1一批應包括從同一方向的同一爐鋼上切下、在同一爐負荷下一起熱處理、一起淬火和回火、一起經受相同制造工藝的試樣。

9.4.2如果該批次樣品的檢驗結果符合表1和9.5的要求，則該批次中的所有缺口試樣應適合試驗目的。

9.5靈敏度試驗

9.5.1按照第9節的要求制造和檢驗后，應將六個試樣暴露在兩個不同的脆化環境中，以證明每批試樣對氫脆的敏感性。

9.5.1.1三個試樣應在光亮氰化鎘溶液中通過處理A（表2）產生的高脆化條件下電鍍，其余三個試樣應在處理B（表2）的低脆化條件下電鍍。只有經認可的工程管理局批準，才可使用等效的電鍍/涂層或施加電位，前提是證明其靈敏度與表2中的靈敏度相同。

9.5.2使用SLT方法，只有在施加表3中規定的持續荷載后24小時內所有三個經處理A鍍層的試樣和200小時內未經處理B鍍層的三個試樣均為斷裂時，每批試樣才應具有適當的靈敏度。

......

9.6認證

9.6.1制造和銷售的每批樣品應以書面形式證明其符合本節規定的條件，包括以下信息：

9.6.1.1試樣批制造商。

9.6.1.2鋼材供應商、爐號、化學成分和熱處理響應證書。

9.6.1.3試樣批熱處理工藝認證。

9.6.1.4表1和9.6中要求的試驗結果，包括相應的平均斷裂荷載，單位為X.XX kips（1 kip=1000磅荷載）。

 

10、程序

10.1電鍍/涂層工藝

10.1.1試樣數量——每次試驗至少應使用四個試樣。

10.1.2重復使用——根據本試驗方法制備和試驗的試樣只能使用一次。禁止剝離和重復使用試樣。

10.1.3鍍層/涂層覆蓋——整個試樣（夾持區域除外）應通過目視檢查確定鍍層/涂層覆蓋。

10.1.4試樣夾持區域的遮蓋——試樣的夾持區域可以遮蓋，以防止電鍍/涂層沉積，當需要時，以避免干擾試驗夾具。如果夾持區域被遮蓋，則應報告此事實。

10.1.5提供氫逸出路徑的遮蔽——無孔電鍍/涂層（如鎳或光亮鎘）可抑制氫的向外擴散。因此，當用這些類型的鍍層/涂層鍍制試樣時，有必要使試樣的一部分未鍍/涂層，以使氫能夠被烘烤出來。以下指南適用于用硬質、無孔涂層覆蓋的遮蔽試樣：

10.1.5.1所有槽口類型（1a.1、1a.2、1b、1c、1d和1e）——整個槽口和槽口任一側0.5 in.應鍍/涂。

10.1.5.2 2a型光滑環——只能遮蓋邊緣。整個內徑和外徑應鍍/涂。

10.1.6應力計算——應使用裸金屬試樣的尺寸。

10.1.7 SLT法

10.1.7.1荷載——承受的載荷試樣應按照表3的規定進行加載。

10.1.7.2持續時間——荷載應至少保持200 h。實際斷裂時間可通過繼電器開關系統進行電子監控。

......

 

11、結果的解釋

11.1無斷裂——對于SLT方法，如果在表3中規定的加載后200 h內無電鍍/涂層試樣斷裂，則應將電鍍/涂層工藝視為無脆化?？赡苄枰鶕幊?/span>E1444使用磁粉或根據規程E1417使用液體滲透劑對自加載試樣類型（1b、1c、1d和2a）進行檢查，以確定裂紋是否因荷載松弛而引發但未擴展。

11.2四個試樣中的一個試樣斷裂——如果四個試樣中的至少一個在200-h持續載荷暴露時間內斷裂，則剩余三個試樣可在200-h持續載荷完成后，每隔2 h以5%的增量分步加載至90%的NFS。如果剩余的三個試樣均維持90%的NFS 2 h，則應將電鍍/涂層工藝視為不脆化。

11.3兩個或多個斷裂——如果兩個或多個試樣在持續載荷暴露時間內斷裂，則應將電鍍/涂層工藝視為脆化。

11.4更換試驗——只有在確定任何故障的根本原因為異常后，才能進行更換試驗。

11.4.1根本原因確定——如果確定試樣的電鍍/涂層過程中出現錯誤，或斷裂試樣的冶金檢查表明試樣制造中存在某些缺陷，則可判定為異常故障。

......

 

12、報告

12.1試驗完成后，應編制試驗記錄或報告，其中應包含12.1.1至12.1.7中規定的最低信息。

12.1.1根據表1和9.5的要求提供的批次驗收和靈敏度認證記錄或報告，該記錄或報告清楚地標識了被測樣品批次的缺口斷裂強度（NFS）。

注5：批量驗收和靈敏度記錄或報告可由樣品制造商提供。

12.1.2測試樣本的類型和數量，包括與基線幾何、材料、回火、K_t或掩蔽實踐的偏差。

12.1.3電鍍/涂層工藝和試驗環境（濃度、溫度等）的說明（環境空氣除外）。

12.1.4施加的持續或臨界荷載，或未鍍試樣的NFS或缺口彎曲強度的百分比，或試驗試樣類型的適當位移。

12.1.5試驗框架上的試樣數量；經認證的NFS；任何試樣斷裂的細節以及相關的卸載時間；以及任何延長的負載時間（ETUL）。

......

 

13、精度和偏差

13.1精度——9.5中的靈敏度試驗要求和第11節中的驗收和拒收標準是對精度的判斷，并可能隨施加應力和試樣幾何形狀的精度而變化。

13.2偏差——可能存在與原材料或試樣制造有關的試樣性能的隨機逐批偏差。

 

14、關鍵詞

14.1清潔劑；涂層；延遲失效；液體；氫脆；維護化學品；電鍍/涂層；鋼；應力開裂；閾值

 

附錄

（強制性信息）

A1、缺口圓形拉伸試樣試驗的特殊要求

A1.1 1a型——缺口圓形拉伸試樣有兩種尺寸。如果試樣的幾何結構不明確，則應使用1a.1型標準切口圓形試樣，并進行荷載控制。

A1.1.1 1a.1型標準——持續荷載試驗（SLT）用標準尺寸試樣的尺寸如圖A1.1所示。試驗機的最小負載能力應為10 kips，以根據表1測量NFS。相應地，根據表3，要求最小負載能力為7.5 kips的試驗機保持75%的NFS持續負載。

A1.1.2 1a.2型——SLT超大試樣的尺寸如圖A1.2所示。根據表1，測試機器必須具有16 kips的最小容量來測量NFS。相應地，根據表3，至少需要12 kip測試機來維持75%的NFS的持續負載。

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.005

注1：試樣制備必須符合9.2。

注2：缺口的表面光潔度應為32 RMS或更好，所有其他表面應為63 RMS或更好。

注3：只要任何外螺紋端的小直徑大于0.25 in.，則試樣端部的配置是可選的。

注4：根部半徑、縮徑截面和缺口根部半徑必須與試樣中心線在0.002 T.I.R.范圍內同心（所示總跳動量）。

圖A1.1 1a.1型試樣的尺寸要求

 

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.05

X.XXX±0.007

注1：試樣制備必須符合9.2。

注2：缺口的表面光潔度應為32 RMS或更好，所有其他表面應為63 RMS或更好。

注3：只要任何外螺紋端的小直徑大于0.35 in.，則試樣端部的配置是可選的。

注4：根部半徑、縮徑截面和缺口根部半徑必須與0.002 T.I.R.范圍內的試樣中心線同心。

圖A1.2 1a.2型試樣的尺寸要求

 

A2、自加載夾具中缺口試樣試驗的特殊要求

A2.1 1b型——缺口拉伸試樣1b型是一個小尺寸試樣，其中缺口處的小直徑與大直徑之比（d/D）=0.0895/0.188。試樣在恒定位移下加載，需要一個特殊的持續加載裝置加載到75%的NFS。根據表1測定NFS的試驗機容量必須超過2.5 kips。還應考慮試驗方法E8/E8M–04，注5，圖8中有關使用沉降試樣的內容。

A2.1.1拉伸時彈簧加載凹口圓形試樣的方法使用圖A2.1-A2.5中詳述的預校準環。當承受相當于將試樣應力至75%NFS所需的荷載時，環制造商通過測定環直徑的變化來校準每個環。

A2.1.2用于在應力環中加載試樣的機構必須能夠將試樣保持在施加在試樣上的最大荷載90%的應力水平。允許在高達75% NFS的應力水平下加載和鎖定試樣的方法如下所述。

A2.1.3將試樣插入校準環中。用不銹鋼扣環安裝延伸穿過環的試樣端部，并將其插入液壓加載裝置的鉗口中。當施加荷載時，套環被擠到試樣的軸上。加載過程中不得引入扭轉荷載。從液壓加載裝置上拆卸后環直徑的變化表明獲得的實際應力水平（試驗載荷），這必須至少是初始加載期間環直徑變化的90%。如果試樣在試驗期結束前未失效，則測量的環直徑必須在0.001 in.以內。在開始測試后測得的。

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.001

注1：試樣制備必須符合9.2。

注2：缺口的表面光潔度應為32 RMS或更好，所有其他表面應為63 RMS或更好。

注3：根部半徑、縮徑截面和缺口根部半徑必須與0.002 T.I.R.范圍內的試樣中心線同心。

圖A2.1 1b型試樣的尺寸要求

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.005

注1：11號直徑孔位于直徑0.005 in.（0.127-mm）內的真實位置，并在0.003 in（0.076 mm）內平行于“A”面鉆孔。

注2：材質為根據AMS 2759/2 A級熱處理的AISI 4130鋼（符合AMS 6360或同等標準），拉伸強度介于200到220 ksi（1380~1520 MPa）之間。

注3：當用于流體試驗時，參見附錄A5中的電流隔離要求。

圖A2.2 1b型應力環尺寸要求

 

圖A2.3 1b型拉伸試樣與1b型應力環和型鍛扣環的裝配

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.010

注1-撓性軸環（英寸外徑，壁厚1?4英寸）在加載到要求的應力水平后，在試樣和應力環上插入。

圖A2.4 1b型試樣和應力環上的保護環安裝

 

A2.1.4警告：為防止因加載試樣失效而造成的可能傷害，加載后立即在試樣和環上安裝保護環，如圖A2.4和圖A2.5所示。

A2.2 1c型缺口圓形彎曲試樣試樣尺寸如圖A2.6所示。圖A2.7所示為一種自加載裝置，可用于使切口圓形試樣承受模擬純彎曲載荷。圖A2.7所示裝置通過計算斷裂試樣所需的加載螺栓圈數進行校準。從首先擰緊加載螺栓以消除機構中所有松弛處開始計數。除了加載螺栓的圈數外，還應在每端測量加載桿之間的距離，以確保試樣和加載螺栓的正確入位。

注A2.1：用戶應注意，在接受試樣時，碎屑可能會積聚在加載螺栓凹槽的底部。如果不移除，這可能會潛在地改變應力值。使用者還應注意，當施加荷載時，試樣可能會偏離位置，并應采取措施防止這種移動。然后，應力水平表示為校準過程中導致斷裂所需的平均圈數的百分比。

A2.3 1d型切口C型環彎曲——切口彎曲C型環試樣的尺寸如圖A2.8所示。缺口彎曲C型環試樣由1 in.長的截面組成，該截面由直徑2 in.或更大的SAE 4340 A級或B級鋼棒料加工而成（見7.1.1）。對于自加載裝置，使用加載螺栓將試樣加載。如圖A2.8所示，螺栓應穿過與缺口相對的試樣直徑。使用圖A2.9中的加載裝置，用未暴露的試樣（見表1）測定斷裂時切口C型環的平均直徑。應力水平與試樣斷裂所需的直徑變化百分比有關。

 

沖模過程中的尺寸‘S’     in.

沖模程序后的最終“S”尺寸     in.

圖A2.5 1b型信息卡，顯示了達到所需極限百分比所需的應力環撓度

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.005

注1：試樣制備必須符合9.2。

注2：缺口的表面光潔度應為32 RMS或更好，所有其他表面應為63 RMS或更好。

注3：根部半徑、縮徑截面和缺口根部半徑必須與0.002 T.I.R.范圍內的試樣中心線同心。

圖A2.6 1c型試樣的尺寸要求

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.01

X.XXX±0.002

注1：承重棒應由不銹鋼（>35 HRC）5?8 in.方棒制成。

注2：當用于流體試驗時，有關電流隔離要求，見附錄A5。

圖A2.7 1c型自加載彎曲夾具

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.001

注1：試樣制備必須符合9.2。

注2：缺口的表面光潔度應為32 RMS或更好，所有其他表面應為63 RMS或更好。

注3：當用于流體試驗時，參見附錄A5中的電流隔離要求。

圖A2.8帶加載螺栓的1d型試樣的尺寸要求

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.010

圖A2.9 1d型試件受力時撓度測量裝置

 

A3、用ISL試驗方法對試樣進行試驗的特殊要求

A3.1試樣——所有試驗方法F519試樣類型可根據試驗方法F1624的加速ISL試驗協議進行拉伸或彎曲試驗。然而，根據試驗方法F1624規定的特定ISL和保持時間協議僅適用于由SAE 4340 A級或B級鋼（見7.1.1）制成、熱處理至......

A3.1.1 1e型——切口方形彎曲試樣——試樣尺寸如圖A3.1所示。該試樣應在位移控制下用適當的四點彎曲適配器進行試驗。

A3.2制造——試樣應采用方鋼制造，方鋼粗加工尺寸稍大，以便從熱處理中去除任何脫碳。應檢查一個橫截面的微觀結構，以確保如果存在任何定向效應，則根據術語E1823，缺口將處于LS定向。然后，應將試樣研磨至最終尺寸，以消除側面脫碳。

A3.3加載協議

A3.3.1 ISL試驗方法是氫脆的持續荷載和緩慢應變率組合試驗，使用增量荷載和位移控制下的保持時間來檢測亞臨界裂紋擴展的開始，作為用于量化試樣中殘余氫量的閾值應力的測量。

A3.3.2本試驗方法的推薦加載協議包括15個步驟，每小時5% NFS或（15/5/1）高達75% NFS，然后在5% NFS下進行2小時直到破裂。

A3.3.3對于使用ISL協議的串行加載操作，請參考測試方法F1624。

......

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.01

X.XXX±0.001

注1：試樣制備必須符合9.2。

注2：根據術語E1823，槽口必須位于LS方向。

注3：缺口的表面光潔度應為32 RMS或更好，所有其他表面應為63 RMS或更好。

注4：在試樣公差范圍內，凈截面厚度W–a=0.26應保持不變。

圖A3.1 1e型試樣的尺寸要求

 

A3.5 SLT和ISL之間的等效性

A3.5.1 SLT和ISL試驗方法之間的等效性尚未根據規程E691確定。然而，已經證明，使用ISL方法在空氣中測試的未鍍試樣在90% NFS下會斷裂。由于這代表了名義上的無氫狀態，因此可以合理地假設維持90% NFS 2 h的電鍍/涂層試樣可以被視為非脆化。

A3.6結果解釋

A3.6.1對于使用（15/5/1+5/5/2）步驟協議滿足或超過90% ISL NFS 2小時或更長時間的試樣，電鍍/涂層工藝被視為不脆化。

......

A4、帶恒定位移應力棒的光滑O型環試樣的特殊要求

A4.1試樣：

A4.1.1 2a型試樣的尺寸如圖A4.1所示。試樣加載配置包括將超大應力桿插入O型環，同時O型環在虎鉗中壓縮。應力鋼筋按圖A4.2制作?；Q鉗口應采用非磨損材料，如鋁或橡膠，硬度為60邵爾硬度計的硬度A。

A4.2制造

A4.2.1 2a型試樣由正火和應力消除的管材或棒材加工成尺寸。

A4.2.1.1試樣應在熱處理前用碳化硅紙手工去毛刺。

A4.2.1.2試樣應在51-53 HRC范圍內進行熱處理。應根據AMS 2759/2 A級對每批試樣進行顯微結構檢查，以確定無脫碳跡象。

A4.2.1.3最終熱處理后和噴丸處理后，用150目或更細的氧化鋁輕輕噴砂清理所有表面。使用0.375至0.5 in.噴嘴，30至50 psi壓力，距離零件表面約10 in.，并連續移動。

A4.2.1.4試樣的所有表面應根據AMS 2430使用條件噴丸進行噴丸處理。根據規范B851，噴丸強度應為Almen “A” 0.006~0.010 in.。

......

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.002

注1：試樣制備必須符合9.2。

注2：噴丸前，表面光潔度為63RMS或更好。

注3：在熱處理和噴丸處理前后，環的橢圓度必須在公差范圍內。

注4：環的橢圓度通過在三個相距60°的位置測量環的直徑來確定。

圖A4.1 2a型試樣的尺寸要求

 

除非另有規定，否則公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.010

注1：鋼筋應由普通碳鋼或低合金鋼制成。應力鋼筋和O型環試樣均應涂上評估氫脆的鍍層/涂層；但對于表1所示的靈敏度試驗，鋼筋在使用前必須按照AMS-QQ-P-416（以前的QQ-P-416）的規定，按照處理A電鍍光亮鎘。

注2：長度“L”為2.415±0.003 in.，以便將2a型試樣加載至屈服強度的80%。

注3：長度“L”應為2.525±0.002 in.，以便將2a型試樣加載至極限強度的92%。

注4：用于流體試驗時，電流隔離要求見附錄A5。

圖A4.2 2a型應力鋼筋的尺寸要求

表A4.1 2a型試樣的驗收標準

 

^A只有符合所列標準的試樣才可進行試驗。

 

A5、服務環境中測試的詳細信息

A5.1服務環境——本節的使用涉及特定于應用程序的過程和商用現貨（COTS）產品的評估。本附錄提供了建議的指南，用于評估已經使用的特定應用程序和COTS。然而，對特定應用的徹底評估通常需要利用相關暴露參數（預加載暴露、濃度、時間、溫度等）進行額外的測試。這些參數隨應用而變化，必須經認可的工程管理局（CEA）批準。此類測試應按照任何適用的測試規范進行。應根據12.1.2至12.1.6報告與此處參數或試驗條件的任何偏差。

A5.1.1表面光潔度——試樣應按照采購機構的規定進行電鍍/涂層或裸露。除非另有規定，否則試樣應按照本規范（或同等規范）的處理B進行鍍鎘和轉化涂層。應根據第11節確定電鍍/涂層工藝為非脆化工藝。裸試樣還應滿足本標準9.1.1中的表面光潔度要求。應記錄試樣的光潔度。

注A5.1：發現對電鍍/涂層試樣不脆化的使用環境可能對裸試樣高度脆化，反之亦然。因此，強烈建議對兩種表面光潔度的使用環境進行測試。

A5.1.2數量-——每次試驗至少應使用四個試樣。

A5.1.3重復使用——根據本規范生產和測試的試樣只能使用一次。禁止剝離和重復使用樣品。

......

A5.2化學品分類——定義：

A5.2.1工藝或服務化學品應分為被動或侵蝕性。

A5.2.1.1被動化學品通常不會對A級或B級鍍/涂或裸SAE 4340鋼造成任何可測量的腐蝕性侵蝕（見7.1.1）。大多數清潔劑和脫漆劑都是被動化學品的例子。

A5.2.1.2腐蝕性化學品與鍍/涂或裸的SAE 4340 A級或B級鋼有可測量的腐蝕反應（見7.1.1）。為了限制有害反應，有意限制腐蝕性化學品與鍍/涂或裸SAE 4340鋼零件或試件的接觸時間。用于回火蝕刻的硝酸是一種腐蝕性化學物質的例子。

A5.3服務化學品測試程序

A5.3.1被動化學品——按照表A5.1的規定施加應力時，試樣應在整個試驗期間（150 h）浸入被動化學品中。試驗完成后，用壓縮空氣沖洗和干燥試樣和夾具。

A5.3.2侵蝕性化學品——試樣應浸沒在表A5.1中規定的預加載應力下，并應限制在制造商建議的最大暴露時間的1.5倍內，以適用于最大推薦溫度。（曝光時間可能是一分鐘的一小部分）。應記錄并報告暴露時間。在規定的預負荷下暴露后，應將試樣和夾具中和（根據制造商的建議，如果沒有適用的管理規范），用壓縮空氣沖洗和干燥。然后，應將試樣的荷載增加至表3中規定的水平，累計時間為200 h（包括預加載暴露時間）。

A5.4試驗條件

A5.4.1環境/容器——試驗應在空氣或任何其他受控環境中進行，使用對使用環境不起作用的適當容器。

A5.4.2試樣電隔離——應采取試樣電隔離預防措施，以確保試樣與容器和試驗夾具適當電隔離，或進行補償，以防止電耦合相互作用。

注A5.2：使用自加載型試樣（1b、1c、1d和2a型）時，這一點尤其值得關注。將這些類型的試樣與其自加載框架隔離的可接受實踐的一個例子可以在實踐G38，段落12.2，圖5和注釋5和6中找到。另一個合適的做法是使用“隔離杯”，限制試驗流體接觸試樣以外的任何表面。

A5.4.3作為液體供應的材料的濃度——在濃縮（收到）條件下作為液體供應的試驗材料，并在制造商建議的最低濃度下，以確定暴露的全部脆化效應范圍。除非另有規定，否則用規范D1193 IV型水稀釋。

A5.4.4以固體形式供應的材料濃度——在飽和條件下以固體形式供應的試驗材料，以及在制造商建議的最低濃度下，以確定暴露的全部脆化效應范圍。除非另有規定，否則將材料溶解在規范D1193第四類水中。

......

A5.4.6溫度——在68至86℉（20至30℃）或維護化學品的工作使用溫度下進行所有試驗。應記錄使用的溫度。

注A5.3：當特定應用需要進行高溫試驗時，溫度應至少低于以下較低值50℉（27.8℃）：

?試樣材料的回火溫度。

?任何涂層的熔點/升華點。

A5.5加載協議——將試樣安裝到加載框架中。施加表A5.1中規定的荷載。任何安全殼室應在試樣的切口部分周圍隔離。如果整個加載框架浸入化學品中，加載框架的設計應避免與試樣發生任何電偶反應。應記錄暴露于環境和施加荷載的順序。

A5.6結果解釋——除以下內容外，見第11節：

A5.6.1無斷裂：

A5.6.1.1被動化學品——如果在表A5.1中規定的載荷下150 h內未按照A5.3.1的要求浸泡和測試任何試樣，則應將被動化學品視為不脆化。如果小于150小時，記錄故障時間。

......

A5.6.2一處或多處斷裂：

A5.6.2.1四個試樣中的一個試樣如果在暴露時間內（被動的150小時或侵蝕性化學品的200小時）僅有一個試樣出現斷裂，則其余三個試樣可以分步加載，每2小時以5%的增量加載至90%的NFS。如果剩余的三個試樣均維持90%的NFS 2小時，則應將使用環境視為不脆化。

注A5.4：在分步加載過程中，被動化學品不必與試樣接觸。

A5.6.2.2兩個或多個斷裂——如果兩個或多個試樣在暴露時間內斷裂，則應將使用環境視為脆化。

A5.7更換試驗：A5.7參考第11節。

表A5.1 評估被動服務環境的負載要求

 

 

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