ICS77.040 CCSH20 团体标准 T/CNS78—2022 金属材料液态铅铋控氧环境中 慢拉伸试验方法 Testmethodforslowstrainratetensileinliquidlead-bismuthenvironmentwith controlledoxygenconcentrationformetallicmaterials 2022-12-16发布 2023-04-01实施 中国核学会  发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CNS78—2022 I目次 前言.................................................................................III 1范围................................................................................1 2规范性引用文件......................................................................1 3术语和定义..........................................................................1 4总体要求............................................................................1 5试验仪器和设备......................................................................1 6试样制备和要求......................................................................2 7试验条件和步骤......................................................................2 8试验结果观察及评定..................................................................3 9试验报告............................................................................3 附录A（资料性）高温液态铅铋慢拉伸试验装置示意图......................................4 附录B（资料性）电极电位、温度与溶解氧浓度的关系......................................6 参考文献...............................................................................7 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CNS78—2022 III前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由中国核学会提出。 本文件由核工业标准化研究所归口。 本文件起草单位：广东腐蚀科学与技术创新研究院、中国科学院金属研究所、中广核研究院有限公 司、中国核动力研究设计院、生态环境部核与辐射安全中心、核工业标准化研究所。 本文件主要起草人：谭季波、吴欣强、张强、韩恩厚、邓平、高军、孙海涛、郭彦辉。 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CNS78—2022 1金属材料液态铅铋控氧环境中 慢拉伸试验方法 1范围 本文件规定了金属材料液态铅铋控氧环境中慢拉伸试验的总体要求、试验仪器和设备、试样制备和 要求、试验条件和步骤、试验结果表征及数据处理、试验报告等内容。 本文件适用于金属材料在液态铅铋环境中的拉伸力学性能与液态金属脆化行为的评价。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T10123金属和合金的腐蚀基本术语和定义 GB/T15970.1金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第1部分：试验方法总则 GB/T15970.4金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第4部分：单轴加载拉伸试样的制备和应用 GB/T15970.7金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第7部分：慢应变速率试验 YB/T5344铁-铬-镍合金在高温水中应力腐蚀试验方法 3术语和定义 GB/T10123、GB/T15970.1、GB/T15970.7和YB/T5344界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 液态金属致脆liquildmetalembrittlement 材料与液态金属接触发生腐蚀，塑性降低乃至低应力脆断的现象。 4总体要求 本文件所规定的试验涉及高温液态铅铋特殊工况，试验人员应具备相关高温液态铅铋反应釜的基 本操作技能及高温氧化和力学专业背景知识。 应定期对试验系统中的位移传感器、载荷传感器、热电偶和溶解氧电极进行检测或计量标定，保 证相关试验参数和结果的可信度。 铅铋蒸汽对人体有害，需保证试验环境通风，试验人员应佩戴防毒面具进行试验操作。 5试验仪器和设备 反应釜 5.1.1反应釜釜体、釜盖应采用不锈钢或耐蚀合金制造，设计温度一般不低于600℃，压力为常压。 釜体一般为整体锻造成型，特殊情况下也可为焊接结构，但应进行无损检测。 5.1.2釜体与釜盖之间及釜上引出的各测试孔均需具有良好的密封性能。 5.1.3反应釜应设有安全保护装置，并定期检查安全保护装置的可靠性。 5.1.4釜内试样支架和加载轴等可采用耐高温耐腐蚀材料加工制作，如采用奥氏体不锈钢、铁铬铝合 金等材料制成。 5.1.5反应釜应配备相应的冷却水系统，以保护密封圈、外部传感器及其它不耐高温试验装置。 5.1.6图A.1和图A.2给出了推荐的高温液态铅铋慢拉伸试验装置示意图。 全国团体标准信息平台 T/CNS78—2022 2 加热及控温装置 5.2.1宜采用电加热方式。 5.2.2加热装置及控温仪器应满足试验要求的升、降温速率，并保持反应釜内温度均匀，温度偏差不 大于±5℃。 5.2.3控温精度：±3℃。 加载装置 5.3.1反应釜需配备慢应变速率拉伸加载系统。慢应变速率拉伸加载系统在高温液态铅铋环境下能够 精确实现应力控制、位移控制或者应变控制。 5.3.2加载轴上需配备位移传感器和载荷传感器，位移传感器测量精度不大于±5μm或者±5%。载 荷传感器测量精度不大于±5N或±5%。 溶解氧浓度监测与控制系统 5.4.1溶解氧电极可采用Pt/空气、Bi/Bi2O3和Cu/CuO等固体电极，电极测量值与理论值之间的差值 应不大于±5mV。 5.4.2溶解氧电极应密封性良好，密封安装在釜盖上。 5.4.3应采用高内阻（大于等于1GΩ）电压表测量并采集溶解氧电极信号。 5.4.4基于测量的电极电位值，计算获得对应的溶解氧浓度值，计算方法见附录B。 5.4.5可采用气相控氧方法，当溶解氧浓度高于目标值时，通高纯氢气或氩气：氢气为9:1的混合气 体进行除氧，气体纯度大于等于99.99%；当溶解氧浓度低于目标值时，通氩气与水蒸汽或空气补充氧。 数据采集系统 数据采集系统应实时检测与采集温度、溶解氧电极电位和拉伸轴上的载荷与位移数据。 6试样制备和要求 试样形状和尺寸要求 6.1.1最常用的几种试样，如圆棒状和板状，其形状和尺寸应符合GB/T15970.4、GB/T15970.7的要 求。 6.1.2可采用其它形状的试样，包括带、管等。可用光滑试样，也可采用缺口试样。 试样加工 6.2.1根据材料的形状和尺寸以及试验的目的，从特定的位置按照一定的方向切取试样。在进行机加 工时，应减少试样过热及产生塑性变形。可采用对材质影响小的线切割加工等方法。 6.2.2用水砂纸对试样表面依次打磨至2000#，最后一道砂纸打磨方向宜平行于试样的加载方向，去 除试样表面的加工影响层。然后用分析纯级丙酮或无水乙醇在超声清洗机内洗净。 试样夹持 应保证试样对中可靠并能稳定夹持。圆棒类试样宜使用螺纹连接或末端台阶的夹持方式。 7试验条件和步骤 试验介质 试验介质采用铅铋共晶（铅含量44.53wt.%，铋含量55.47wt.%），杂质总含量不高于0.1wt.%， 也可根据试验需求选择纯铅。 试验条件 7.2.1按照试验要求确定试验温度和溶解氧浓度。 7.2.2反应釜中加入适量的铅铋共晶，熔化后，试样应完全浸泡于液态铅铋中。 全国团体标准信息平台