电镀/涂层工艺和使用环境的机械氢脆评定的标准试验方法ASTM F519-17a（中文翻译版）

ASTM F519-17a电镀/涂层工艺和使用环境的机械氢脆评定的标准试验方法(仅供参考)

¹本试验方法由美国材料试验学会航空航天和飞机委员会F07管辖，由氢脆小组委员会F07.04直接负责。

现行版本于2017年12月1日批准。2017年12月出版。最初批准于1977年。上一版于2017年批准为F519–17。DOI:10.1520/F0519-17A。

本标准以固定名称F519发布；紧跟在名称后面的数字表示最初采用的年份，如果是修订，则表示最后修订的年份。括号中的数字表示上次重新批准的年份。上标（ε）表示自上次修订或重新批准以来的编辑性更改。

本标准经美国国防部机构批准使用。

1、范围

1.1本试验方法描述了机械试验方法，并规定了可导致钢氢脆的涂层和电镀工艺的验收标准。还可以评估在使用环境中遇到的化学品的后续暴露情况，例如液体、清洁处理或与钢的电镀/涂层或裸露表面接触的维护化学品。

1.2本试验方法不用于测量不同钢的相对敏感性。可根据试验方法F1459和试验方法F1624评价不同材料对氢脆的相对敏感性。

1.3本试验方法规定了根据SAE AMS 6415（以前是SAEAMS-S-5000和MIL-S-5000）使用空气熔炼的SAE 4340钢（A级，见7.1.1）或根据SAE AMS 6414使用替代VAR（真空电弧重熔）的SAE 4340钢（B级，见7.1.1），并以260~280 ksi（磅/平方英寸×1000）为基准进行热处理。这种合金和热处理水平的结合已经使用了很多年，在航空航天工业中积累了一个庞大的数据库，以了解其对暴露于各种维护化学品或电镀涂层或两者的具体反应。极限强度高于260~280 ksi的部件可能无法用基线表示。在这种情况下，认可的工程管理局应根据部件的特定材料和热处理条件确定制造试样的需要。应按照12.1.2的要求报告与基线的偏差。还应按照9.5的规定，确认每批试样对氢脆的敏感性。

注1：大量试验表明，VAR 4340钢可作为空气熔炼钢的替代品，且不丧失灵敏度。²

²“最终报告—氢再脆化评估试验方法设计WP-2152”；S. M Grendahl, H. Nguyen, F. Kellogg, S. Zhu, S. Jones；战略环境研究与开发计划（SERDP）；项目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，钢供应商可将其用作空气熔炼钢的替代品，因为AMS 6415未规定熔炼规程。

1.4规定了七个不同尺寸、几何形状和加载配置的试样的试验程序和验收要求。

1.5电镀/涂层工艺的合格/不合格要求，试样必须在表3所示的水平上使用持续载荷试验（SLT）达到或超过200h。

1.5.1附录A5规定了使用环境的载荷条件和合格/不合格要求。

1.5.2如果经认可的工程管理局批准，可使用附录A3中规定的定量、加速（≤24 h）增量阶跃荷载（ISL）试验作为SLT的替代方法。

1.6本试验方法分为两部分。第一部分给出了氢脆试验要求的一般信息。第二部分由附录组成，其中给出了本试验方法所涵盖的各种载荷和试样配置的具体要求（类型列表见9.1）以及试验服务环境的详细信息。

1.7英尺-磅-秒（fps）系统中以英寸-磅单位表示的值应视为标准值。括号中给出的值是对国际单位制的数学转换，仅供参考，不被视为标准值。

1.8本标准并非旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如有）。本标准的使用者有责任在使用前建立适当的安全和健康实践，并确定法规限制的适用性。

1.9本国际标准是根据世界贸易组织技术性贸易壁垒委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认标准化原则制定的。

 

2、参考文件

2.1 ASTM标准³

³有关参考的ASTM标准，请访问ASTM网站www.astm.org，或通过Service@ASTM.org联系ASTM客户服务。有关ASTM标准年鉴卷信息，请参阅ASTM网站上的标准文件摘要页。

B374电镀相关术语

B851在镀镍、自催化镀镍、镀铬或作为最终表面处理之前金属制品的自动控制喷丸处理规范

D1193试剂水规范

E4试验机力验证规程

E8/E8M金属材料拉伸试验方法

E18金属材料洛氏硬度试验方法

E29在试验数据中使用有效数字确定与规范一致性的实施规程

E292材料断裂缺口拉伸试验传导时间的试验方法

E691进行实验室间研究以确定试验方法精度的实施规程

E709磁粉检测指南

E1417液体渗透检测规程

E1444磁粉检测规程

E1823疲劳和断裂试验相关术语

F1459测定金属材料对氢脆化（HGE）敏感性的试验方法

F1624用递增阶跃加载技术测量钢中氢脆阈值的试验方法

F2078有关氢脆试验的术语

G5进行动电位阳极极化测量的参考试验方法

G38制造和使用C型环应力腐蚀试样的实施规程

2.2 SAE AMS标准⁴

⁴可向美国汽车工程师学会（SAE）索取，地址：400 Commonwealth Dr.，Warrendale，PA 15096-0001，网址：http://www.sae.org。

AMS 2430（R）自动喷丸

AMS 2759/2低合金钢零件的热处理最低抗拉强度为220 ksi（1517 MPa）及以上

AMS 2759/11钢零件的应力消除

AMS 6360无缝钢管，0.95Cr–0.20Mo（0.28–0.33C）（SAE 4130），正火或消除应力

AMS 6414钢、棒材、锻件和管材（SAE 4340）真空自耗电极重熔

AMS 6415钢、棒材、锻件和管材（SAE 4340）

AMS-QQ-P-416镀镉（电沉积）

 

表2 电镀液组成及灵敏度试验操作条件

 

^A溶液配制时可能不需要添加氢氧化钠，因为添加1 oz/gal的氧化镉相当于0.6 oz/gal的游离氢氧化钠。

^B目前委员会所知的Colcad 100的唯一制造来源是俄亥俄州布伦瑞克的哥伦比亚化学公司，www.columbiachemical.com。如果您知道替代制造商，请将此信息提供给ASTM国际总部。你的意见将在负责的技术委员会会议上得到认真考虑，你可以参加会议。

^C烘烤后，应将试样浸入任何合适的铬酸盐转化涂层溶液中，浸泡时间最短，以产生AMS-QQ-P-416 II型中所述的粘附性和连续涂层。

表1 缺口试样的批量验收标准

 

^A如果不满足任何取样试样的硬度要求，则仅应使用单独检查是否符合这些要求的批次试样进行试验。

2.3军事和联邦标准及商业物品描述⁵

⁵这些文件的副本可从http://assist.daps.dla.mil/quicksearch/或http://assist.daps.dla.mil获得，或从宾夕法尼亚州费城罗宾斯大道700号4D栋标准化文件订购处获得，邮编19111-5094。

MIL-PRF-16173防腐蚀化合物，溶剂稀释，冷敷

商品名称（CID）A-A-55827三氧化铬，技术

表3 试样的通过/失败加载要求

 

3、术语

3.1定义——本试验方法中使用的术语定义见术语B374、术语E1823和术语F2078。

3.2缩略语和缩写：

AISI=美国钢铁协会

a/W=缺口深宽比

d/D=缺口处的小直径与大直径之比

ESH=环境、安全和健康

fps=英尺-磅-秒

HRC=洛氏硬度C级

ID=内径

ISL=增量阶跃负载

kip=磅负载乘以1000

ksi=磅/平方英寸乘以1000

K_t=应力集中系数

LS=纵向短横向

NFS=缺口断裂强度

OD=外径

psi=磅力/平方英寸

RMS=均方根

SAE AMS=美国汽车工程师学会航空航天材料规范

SCE=饱和甘汞电极

SLT=持续荷载试验

T.I.R.=指示总跳动量

 

4、试验方法概述

4.1电镀/涂层工艺——根据工艺合格的规范，清洁、电镀/涂层和烘烤（如适用）无应力试样。然后将试样置于空气中的持续荷载下，以测量试验期的破裂/完成时间。

......

 

5、意义和用途

5.1电镀/涂层工艺——本试验方法提供了一种方法，通过验证生产操作（如表面处理、预处理和电镀/涂层）期间的严格控制，在制造过程中检测钢零件可能的氢脆。它还将用作新电镀/涂层工艺的鉴定试验和电镀/涂层工艺控制的定期检查审核。

......

 

6、仪器

6.1试验机——试验机应在规程E4和试验方法E292（如适用）的校准、力范围、分辨率、弯曲应变和验证指南范围内。

6.1.1用于缺口圆形拉伸试样的试验机上的力测量应通过分析计算（如静重或杠杆臂式吊重机）或常规经验测量（电子输出），如应变计称重传感器。不允许估算仅由荷载环挠度产生的试验荷载，除非已知并考虑了试样夹持接头柔度的影响，并且在规程E4和试验方法E8/E8M公差范围内。应变计称重传感器的测量/结果可与荷载环挠度一起使用。

6.2夹持装置——各种类型的夹持装置可用于拉伸或弯曲，以将试验机或自加载框架施加的荷载传递给试样。

6.3系列加载——样品可单独或以系列倍数加载在试验架上。加载到单个试验框架上的所有试样应具有相同的合格NFS±1%。如果一个或多个试样在指定的试验期间断裂，则应移除断裂的试样，用虚拟试样替换，并将加载链放回加载状态。剩余试样的总加载时间（即试验持续时间）应延长至6.3.1中详述的任何卸载时间。采购规范或认可的工程管理局可选择将每个试验框架的荷载限制为一个试样。

6.3.1负载下的延长时间（ETUL）——如果总空载时间（挂钟）超过总试验持续时间的10%（例如，对于200 h试验中的20 h）；然后应将负载时间延长超过10%（即超过20 h）的空载时间。采购规范或认可的工程管理局可选择放弃该延长的负载时间（ETUL）协议。

SLT示例1

作为每月镀液验证的一部分，将代表单个镀液的四个镀镉试样加载到单个SLT试验框架上。四个试样中的一个在180小时后断裂（加载初始时间=180小时）。发现断裂的试样需要8小时，用一个假连杆代替，并将其余三个试样重新加载（卸载时间=8小时）。由于空载时间（8h）小于总试验时间（200h的10%=20h）的10%，因此无需延长空载时间。因此，剩余试样的总加载时间为200小时。

......

 

7、材料和试剂

7.1材料：

7.1.1钢材应：

7.1.1.1 A级——根据SAE AMS 6415（以前的SAE AMS-S-5000和以前的MIL-S-5000）空气熔炼的SAE 4340钢。

7.1.1.2 B级——根据SAE AMS 6414，VAR（真空电弧重熔）SAE 4340钢。

7.1.1.3如果未规定等级，则应使用A级。

7.1.2氧化铝（150目或更细）和180目碳化硅纸。

7.1.3符合AMS 2430的条件射弹。

7.2试剂：

......

 

8、危害

8.1环境、安全与健康（ESH）：

8.1.1设备、材料、溶液和排放物（如适用）应按照适用的ESH管理法规进行控制、处理、使用和处置。

 

9、试样

9.1配置

9.1.1以下附录中给出了两种类型试样的尺寸图和公差

9.1.1.1 1型缺口试样

1a型：缺口、圆形、张力

1a.1型-符合图A1.1的标准尺寸 附录A1

1a.2型-尺寸过大-如图A1.2  附录A1

1b型：凹口、圆形、张力自紧夹具，如图A2.1-A2.5     附录A2

1c型：符合图A2.6、图A2.7的凹口、圆形、弯曲自紧夹具     附录A2

1d型：如图A2.8，图A2.9，切口，C型环，弯曲自紧夹具     附录A2

1e型：切口、方形、弯曲，如图A3.1         附录A3

9.1.1.2类型2——光滑试样

2a型：符合图A4.1、图A4.2要求的O形圈、弯曲自紧夹具     附录A4

9.1.2缺口圆拉伸、圆弯曲和方弯曲试样应沿纵向晶粒方向加载，但C型环和O型环只能沿垂直于纵向晶粒方向加载。

9.2制造

9.2.1使用有限元分析（FEA）和图纸中的尺寸计算每种试样类型的应力集中系数（K_t）。

注3-记录分析的ASTM研究报告正在编制中，参考号将包含在未来的修订版中。

 

^A根据尺寸公差的最坏情况组合计算出的最小和最大K_ts。

9.2.2如果60°切口角度不允许在切口根部进行电镀/涂层，则只有在事先获得认可的工程管理局批准的情况下，才可使用90°±1°的角度。

注4：有限元分析确定，将缺口角度从60°改为90°对K_t的影响可以忽略不计。因此，不需要尺寸变化来补偿这种偏差。但是，应按照12.1.2的要求报告此类偏差。

9.2.3试样的基准材料/条件为正火和回火、冷拔棒材、符合AMS 6415（A级，见7.1.1.1）的气熔SAE 4340钢或符合AMS 6414（B级，见7.1.1.2）的VAR SAE 4340钢，根据试验方法E18，按照AMS 2759/2 A级进行热处理，拉伸强度在260~280 ksi（51~53洛氏C硬度计（HRC））之间。根据规程E29，四舍五入允许三次测量平均值的绝对硬度范围为50.6~53.4 HRC。

9.2.3.1只有经认可的工程管理局同意，才可替换其他钢材或最终硬度。应按照12.1.2的要求报告与基线的偏差。

9.2.4所需的毛坯。

9.2.5根据AMS 2759/2 A级或B级，作为成品零件进行热处理，强度等级为260~280 ksi，如下所示：

9.2.5.1在1500–1550℉的保护气氛中奥氏体化，然后在油中淬火。

9.2.5.2在425–490℉温度下，两次回火，每次2小时。

9.2.6根据试验方法E8/E8M和表1，通过拉动4个试样来验证热处理响应。

9.2.7精加工缩小的截面和切口结构。

9.2.7.1整个缺口应磨平至合适的尺寸。

9.2.7.2不允许对缺口进行单点加工。

9.2.7.3不允许打磨切口。

9.2.7.4不允许在试样制造期间对缺口进行喷丸/喷砂/机械清理。

9.2.8磨削后，所有试样应按照AMS 2759/11在375±25℉（190±14℃）温度下进行4-5小时的应力消除烘烤。应力消除烘烤期间，应使用适当的保护措施防止因表面氧化而变色。

9.2.9禁止酸性或阴极电解清洗。

9.2.10最终热处理后禁止矫直。

9.3储存

9.3.1应力消除烘烤后，所有试样在贮存期间应加以保护，以防腐蚀。一种可行的保护方法是用符合MIL-PRF-16173 2级要求的防腐化合物覆盖试样。

9.4检查

9.4.1一批应包括从同一方向的同一炉钢上切下、在同一炉负荷下一起热处理、一起淬火和回火、一起经受相同制造工艺的试样。

9.4.2如果该批次样品的检验结果符合表1和9.5的要求，则该批次中的所有缺口试样应适合试验目的。

9.5灵敏度试验

9.5.1按照第9节的要求制造和检验后，应将六个试样暴露在两个不同的脆化环境中，以证明每批试样对氢脆的敏感性。

9.5.1.1三个试样应在光亮氰化镉溶液中通过处理A（表2）产生的高脆化条件下电镀，其余三个试样应在处理B（表2）的低脆化条件下电镀。只有经认可的工程管理局批准，才可使用等效的电镀/涂层或施加电位，前提是证明其灵敏度与表2中的灵敏度相同。

9.5.2使用SLT方法，只有在施加表3中规定的持续荷载后24小时内所有三个经处理A镀层的试样和200小时内未经处理B镀层的三个试样均为断裂时，每批试样才应具有适当的灵敏度。

......

9.6认证

9.6.1制造和销售的每批样品应以书面形式证明其符合本节规定的条件，包括以下信息：

9.6.1.1试样批制造商。

9.6.1.2钢材供应商、炉号、化学成分和热处理响应证书。

9.6.1.3试样批热处理工艺认证。

9.6.1.4表1和9.6中要求的试验结果，包括相应的平均断裂荷载，单位为X.XX kips（1 kip=1000磅荷载）。

 

10、程序

10.1电镀/涂层工艺

10.1.1试样数量——每次试验至少应使用四个试样。

10.1.2重复使用——根据本试验方法制备和试验的试样只能使用一次。禁止剥离和重复使用试样。

10.1.3镀层/涂层覆盖——整个试样（夹持区域除外）应通过目视检查确定镀层/涂层覆盖。

10.1.4试样夹持区域的遮盖——试样的夹持区域可以遮盖，以防止电镀/涂层沉积，当需要时，以避免干扰试验夹具。如果夹持区域被遮盖，则应报告此事实。

10.1.5提供氢逸出路径的遮蔽——无孔电镀/涂层（如镍或光亮镉）可抑制氢的向外扩散。因此，当用这些类型的镀层/涂层镀制试样时，有必要使试样的一部分未镀/涂层，以使氢能够被烘烤出来。以下指南适用于用硬质、无孔涂层覆盖的遮蔽试样：

10.1.5.1所有槽口类型（1a.1、1a.2、1b、1c、1d和1e）——整个槽口和槽口任一侧0.5 in.应镀/涂。

10.1.5.2 2a型光滑环——只能遮盖边缘。整个内径和外径应镀/涂。

10.1.6应力计算——应使用裸金属试样的尺寸。

10.1.7 SLT法

10.1.7.1荷载——承受的载荷试样应按照表3的规定进行加载。

10.1.7.2持续时间——荷载应至少保持200 h。实际断裂时间可通过继电器开关系统进行电子监控。

......

 

11、结果的解释

11.1无断裂——对于SLT方法，如果在表3中规定的加载后200 h内无电镀/涂层试样断裂，则应将电镀/涂层工艺视为无脆化。可能需要根据规程E1444使用磁粉或根据规程E1417使用液体渗透剂对自加载试样类型（1b、1c、1d和2a）进行检查，以确定裂纹是否因荷载松弛而引发但未扩展。

11.2四个试样中的一个试样断裂——如果四个试样中的至少一个在200-h持续载荷暴露时间内断裂，则剩余三个试样可在200-h持续载荷完成后，每隔2 h以5%的增量分步加载至90%的NFS。如果剩余的三个试样均维持90%的NFS 2 h，则应将电镀/涂层工艺视为不脆化。

11.3两个或多个断裂——如果两个或多个试样在持续载荷暴露时间内断裂，则应将电镀/涂层工艺视为脆化。

11.4更换试验——只有在确定任何故障的根本原因为异常后，才能进行更换试验。

11.4.1根本原因确定——如果确定试样的电镀/涂层过程中出现错误，或断裂试样的冶金检查表明试样制造中存在某些缺陷，则可判定为异常故障。

......

 

12、报告

12.1试验完成后，应编制试验记录或报告，其中应包含12.1.1至12.1.7中规定的最低信息。

12.1.1根据表1和9.5的要求提供的批次验收和灵敏度认证记录或报告，该记录或报告清楚地标识了被测样品批次的缺口断裂强度（NFS）。

注5：批量验收和灵敏度记录或报告可由样品制造商提供。

12.1.2测试样本的类型和数量，包括与基线几何、材料、回火、K_t或掩蔽实践的偏差。

12.1.3电镀/涂层工艺和试验环境（浓度、温度等）的说明（环境空气除外）。

12.1.4施加的持续或临界荷载，或未镀试样的NFS或缺口弯曲强度的百分比，或试验试样类型的适当位移。

12.1.5试验框架上的试样数量；经认证的NFS；任何试样断裂的细节以及相关的卸载时间；以及任何延长的负载时间（ETUL）。

......

 

13、精度和偏差

13.1精度——9.5中的灵敏度试验要求和第11节中的验收和拒收标准是对精度的判断，并可能随施加应力和试样几何形状的精度而变化。

13.2偏差——可能存在与原材料或试样制造有关的试样性能的随机逐批偏差。

 

14、关键词

14.1清洁剂；涂层；延迟失效；液体；氢脆；维护化学品；电镀/涂层；钢；应力开裂；阈值

 

附录

（强制性信息）

A1、缺口圆形拉伸试样试验的特殊要求

A1.1 1a型——缺口圆形拉伸试样有两种尺寸。如果试样的几何结构不明确，则应使用1a.1型标准切口圆形试样，并进行荷载控制。

A1.1.1 1a.1型标准——持续荷载试验（SLT）用标准尺寸试样的尺寸如图A1.1所示。试验机的最小负载能力应为10 kips，以根据表1测量NFS。相应地，根据表3，要求最小负载能力为7.5 kips的试验机保持75%的NFS持续负载。

A1.1.2 1a.2型——SLT超大试样的尺寸如图A1.2所示。根据表1，测试机器必须具有16 kips的最小容量来测量NFS。相应地，根据表3，至少需要12 kip测试机来维持75%的NFS的持续负载。

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.005

注1：试样制备必须符合9.2。

注2：缺口的表面光洁度应为32 RMS或更好，所有其他表面应为63 RMS或更好。

注3：只要任何外螺纹端的小直径大于0.25 in.，则试样端部的配置是可选的。

注4：根部半径、缩径截面和缺口根部半径必须与试样中心线在0.002 T.I.R.范围内同心（所示总跳动量）。

图A1.1 1a.1型试样的尺寸要求

 

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.05

X.XXX±0.007

注1：试样制备必须符合9.2。

注2：缺口的表面光洁度应为32 RMS或更好，所有其他表面应为63 RMS或更好。

注3：只要任何外螺纹端的小直径大于0.35 in.，则试样端部的配置是可选的。

注4：根部半径、缩径截面和缺口根部半径必须与0.002 T.I.R.范围内的试样中心线同心。

图A1.2 1a.2型试样的尺寸要求

A2、自加载夹具中缺口试样试验的特殊要求

A2.1 1b型——缺口拉伸试样1b型是一个小尺寸试样，其中缺口处的小直径与大直径之比（d/D）=0.0895/0.188。试样在恒定位移下加载，需要一个特殊的持续加载装置加载到75%的NFS。根据表1测定NFS的试验机容量必须超过2.5 kips。还应考虑试验方法E8/E8M–04，注5，图8中有关使用沉降试样的内容。

A2.1.1拉伸时弹簧加载凹口圆形试样的方法使用图A2.1-A2.5中详述的预校准环。当承受相当于将试样应力至75%NFS所需的荷载时，环制造商通过测定环直径的变化来校准每个环。

A2.1.2用于在应力环中加载试样的机构必须能够将试样保持在施加在试样上的最大荷载90%的应力水平。允许在高达75% NFS的应力水平下加载和锁定试样的方法如下所述。

A2.1.3将试样插入校准环中。用不锈钢扣环安装延伸穿过环的试样端部，并将其插入液压加载装置的钳口中。当施加荷载时，套环被挤到试样的轴上。加载过程中不得引入扭转荷载。从液压加载装置上拆卸后环直径的变化表明获得的实际应力水平（试验载荷），这必须至少是初始加载期间环直径变化的90%。如果试样在试验期结束前未失效，则测量的环直径必须在0.001 in.以内。在开始测试后测得的。

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.001

注1：试样制备必须符合9.2。

注2：缺口的表面光洁度应为32 RMS或更好，所有其他表面应为63 RMS或更好。

注3：根部半径、缩径截面和缺口根部半径必须与0.002 T.I.R.范围内的试样中心线同心。

图A2.1 1b型试样的尺寸要求

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.005

注1：11号直径孔位于直径0.005 in.（0.127-mm）内的真实位置，并在0.003 in（0.076 mm）内平行于“A”面钻孔。

注2：材质为根据AMS 2759/2 A级热处理的AISI 4130钢（符合AMS 6360或同等标准），拉伸强度介于200到220 ksi（1380~1520 MPa）之间。

注3：当用于流体试验时，参见附录A5中的电流隔离要求。

图A2.2 1b型应力环尺寸要求

 

图A2.3 1b型拉伸试样与1b型应力环和型锻扣环的装配

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.010

注1-挠性轴环（英寸外径，壁厚1⁄4英寸）在加载到要求的应力水平后，在试样和应力环上插入。

图A2.4 1b型试样和应力环上的保护环安装

 

A2.1.4警告：为防止因加载试样失效而造成的可能伤害，加载后立即在试样和环上安装保护环，如图A2.4和图A2.5所示。

A2.2 1c型缺口圆形弯曲试样试样尺寸如图A2.6所示。图A2.7所示为一种自加载装置，可用于使切口圆形试样承受模拟纯弯曲载荷。图A2.7所示装置通过计算断裂试样所需的加载螺栓圈数进行校准。从首先拧紧加载螺栓以消除机构中所有松弛处开始计数。除了加载螺栓的圈数外，还应在每端测量加载杆之间的距离，以确保试样和加载螺栓的正确入位。

注A2.1：用户应注意，在接受试样时，碎屑可能会积聚在加载螺栓凹槽的底部。如果不移除，这可能会潜在地改变应力值。使用者还应注意，当施加荷载时，试样可能会偏离位置，并应采取措施防止这种移动。然后，应力水平表示为校准过程中导致断裂所需的平均圈数的百分比。

A2.3 1d型切口C型环弯曲——切口弯曲C型环试样的尺寸如图A2.8所示。缺口弯曲C型环试样由1 in.长的截面组成，该截面由直径2 in.或更大的SAE 4340 A级或B级钢棒料加工而成（见7.1.1）。对于自加载装置，使用加载螺栓将试样加载。如图A2.8所示，螺栓应穿过与缺口相对的试样直径。使用图A2.9中的加载装置，用未暴露的试样（见表1）测定断裂时切口C型环的平均直径。应力水平与试样断裂所需的直径变化百分比有关。

 

冲模过程中的尺寸‘S’     in.

冲模程序后的最终“S”尺寸     in.

图A2.5 1b型信息卡，显示了达到所需极限百分比所需的应力环挠度

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.005

注1：试样制备必须符合9.2。

注2：缺口的表面光洁度应为32 RMS或更好，所有其他表面应为63 RMS或更好。

注3：根部半径、缩径截面和缺口根部半径必须与0.002 T.I.R.范围内的试样中心线同心。

图A2.6 1c型试样的尺寸要求

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.01

X.XXX±0.002

注1：承重棒应由不锈钢（>35 HRC）5⁄8 in.方棒制成。

注2：当用于流体试验时，有关电流隔离要求，见附录A5。

图A2.7 1c型自加载弯曲夹具

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.001

注1：试样制备必须符合9.2。

注2：缺口的表面光洁度应为32 RMS或更好，所有其他表面应为63 RMS或更好。

注3：当用于流体试验时，参见附录A5中的电流隔离要求。

图A2.8带加载螺栓的1d型试样的尺寸要求

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.010

图A2.9 1d型试件受力时挠度测量装置

 

A3、用ISL试验方法对试样进行试验的特殊要求

A3.1试样——所有试验方法F519试样类型可根据试验方法F1624的加速ISL试验协议进行拉伸或弯曲试验。然而，根据试验方法F1624规定的特定ISL和保持时间协议仅适用于由SAE 4340 A级或B级钢（见7.1.1）制成、热处理至......

A3.1.1 1e型——切口方形弯曲试样——试样尺寸如图A3.1所示。该试样应在位移控制下用适当的四点弯曲适配器进行试验。

A3.2制造——试样应采用方钢制造，方钢粗加工尺寸稍大，以便从热处理中去除任何脱碳。应检查一个横截面的微观结构，以确保如果存在任何定向效应，则根据术语E1823，缺口将处于LS定向。然后，应将试样研磨至最终尺寸，以消除侧面脱碳。

A3.3加载协议

A3.3.1 ISL试验方法是氢脆的持续荷载和缓慢应变率组合试验，使用增量荷载和位移控制下的保持时间来检测亚临界裂纹扩展的开始，作为用于量化试样中残余氢量的阈值应力的测量。

A3.3.2本试验方法的推荐加载协议包括15个步骤，每小时5% NFS或（15/5/1）高达75% NFS，然后在5% NFS下进行2小时直到破裂。

A3.3.3对于使用ISL协议的串行加载操作，请参考测试方法F1624。

......

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.01

X.XXX±0.001

注1：试样制备必须符合9.2。

注2：根据术语E1823，槽口必须位于LS方向。

注3：缺口的表面光洁度应为32 RMS或更好，所有其他表面应为63 RMS或更好。

注4：在试样公差范围内，净截面厚度W–a=0.26应保持不变。

图A3.1 1e型试样的尺寸要求

A3.5 SLT和ISL之间的等效性

A3.5.1 SLT和ISL试验方法之间的等效性尚未根据规程E691确定。然而，已经证明，使用ISL方法在空气中测试的未镀试样在90% NFS下会断裂。由于这代表了名义上的无氢状态，因此可以合理地假设维持90% NFS 2 h的电镀/涂层试样可以被视为非脆化。

A3.6结果解释

A3.6.1对于使用（15/5/1+5/5/2）步骤协议满足或超过90% ISL NFS 2小时或更长时间的试样，电镀/涂层工艺被视为不脆化。

......

A4、带恒定位移应力棒的光滑O型环试样的特殊要求

A4.1试样：

A4.1.1 2a型试样的尺寸如图A4.1所示。试样加载配置包括将超大应力杆插入O型环，同时O型环在虎钳中压缩。应力钢筋按图A4.2制作。虎钳钳口应采用非磨损材料，如铝或橡胶，硬度为60邵尔硬度计的硬度A。

A4.2制造

A4.2.1 2a型试样由正火和应力消除的管材或棒材加工成尺寸。

A4.2.1.1试样应在热处理前用碳化硅纸手工去毛刺。

A4.2.1.2试样应在51-53 HRC范围内进行热处理。应根据AMS 2759/2 A级对每批试样进行显微结构检查，以确定无脱碳迹象。

A4.2.1.3最终热处理后和喷丸处理后，用150目或更细的氧化铝轻轻喷砂清理所有表面。使用0.375至0.5 in.喷嘴，30至50 psi压力，距离零件表面约10 in.，并连续移动。

A4.2.1.4试样的所有表面应根据AMS 2430使用条件喷丸进行喷丸处理。根据规范B851，喷丸强度应为Almen “A” 0.006~0.010 in.。

......

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.002

注1：试样制备必须符合9.2。

注2：喷丸前，表面光洁度为63RMS或更好。

注3：在热处理和喷丸处理前后，环的椭圆度必须在公差范围内。

注4：环的椭圆度通过在三个相距60°的位置测量环的直径来确定。

图A4.1 2a型试样的尺寸要求

 

除非另有规定，否则公差：

X.X±0.1

X.XX±0.03

X.XXX±0.010

注1：钢筋应由普通碳钢或低合金钢制成。应力钢筋和O型环试样均应涂上评估氢脆的镀层/涂层；但对于表1所示的灵敏度试验，钢筋在使用前必须按照AMS-QQ-P-416（以前的QQ-P-416）的规定，按照处理A电镀光亮镉。

注2：长度“L”为2.415±0.003 in.，以便将2a型试样加载至屈服强度的80%。

注3：长度“L”应为2.525±0.002 in.，以便将2a型试样加载至极限强度的92%。

注4：用于流体试验时，电流隔离要求见附录A5。

图A4.2 2a型应力钢筋的尺寸要求

表A4.1 2a型试样的验收标准

 

^A只有符合所列标准的试样才可进行试验。

 

A5、服务环境中测试的详细信息

A5.1服务环境——本节的使用涉及特定于应用程序的过程和商用现货（COTS）产品的评估。本附录提供了建议的指南，用于评估已经使用的特定应用程序和COTS。然而，对特定应用的彻底评估通常需要利用相关暴露参数（预加载暴露、浓度、时间、温度等）进行额外的测试。这些参数随应用而变化，必须经认可的工程管理局（CEA）批准。此类测试应按照任何适用的测试规范进行。应根据12.1.2至12.1.6报告与此处参数或试验条件的任何偏差。

A5.1.1表面光洁度——试样应按照采购机构的规定进行电镀/涂层或裸露。除非另有规定，否则试样应按照本规范（或同等规范）的处理B进行镀镉和转化涂层。应根据第11节确定电镀/涂层工艺为非脆化工艺。裸试样还应满足本标准9.1.1中的表面光洁度要求。应记录试样的光洁度。

注A5.1：发现对电镀/涂层试样不脆化的使用环境可能对裸试样高度脆化，反之亦然。因此，强烈建议对两种表面光洁度的使用环境进行测试。

A5.1.2数量-——每次试验至少应使用四个试样。

A5.1.3重复使用——根据本规范生产和测试的试样只能使用一次。禁止剥离和重复使用样品。

......

A5.2化学品分类——定义：

A5.2.1工艺或服务化学品应分为被动或侵蚀性。

A5.2.1.1被动化学品通常不会对A级或B级镀/涂或裸SAE 4340钢造成任何可测量的腐蚀性侵蚀（见7.1.1）。大多数清洁剂和脱漆剂都是被动化学品的例子。

A5.2.1.2腐蚀性化学品与镀/涂或裸的SAE 4340 A级或B级钢有可测量的腐蚀反应（见7.1.1）。为了限制有害反应，有意限制腐蚀性化学品与镀/涂或裸SAE 4340钢零件或试件的接触时间。用于回火蚀刻的硝酸是一种腐蚀性化学物质的例子。

A5.3服务化学品测试程序

A5.3.1被动化学品——按照表A5.1的规定施加应力时，试样应在整个试验期间（150 h）浸入被动化学品中。试验完成后，用压缩空气冲洗和干燥试样和夹具。

A5.3.2侵蚀性化学品——试样应浸没在表A5.1中规定的预加载应力下，并应限制在制造商建议的最大暴露时间的1.5倍内，以适用于最大推荐温度。（曝光时间可能是一分钟的一小部分）。应记录并报告暴露时间。在规定的预负荷下暴露后，应将试样和夹具中和（根据制造商的建议，如果没有适用的管理规范），用压缩空气冲洗和干燥。然后，应将试样的荷载增加至表3中规定的水平，累计时间为200 h（包括预加载暴露时间）。

A5.4试验条件

A5.4.1环境/容器——试验应在空气或任何其他受控环境中进行，使用对使用环境不起作用的适当容器。

A5.4.2试样电隔离——应采取试样电隔离预防措施，以确保试样与容器和试验夹具适当电隔离，或进行补偿，以防止电耦合相互作用。

注A5.2：使用自加载型试样（1b、1c、1d和2a型）时，这一点尤其值得关注。将这些类型的试样与其自加载框架隔离的可接受实践的一个例子可以在实践G38，段落12.2，图5和注释5和6中找到。另一个合适的做法是使用“隔离杯”，限制试验流体接触试样以外的任何表面。

A5.4.3作为液体供应的材料的浓度——在浓缩（收到）条件下作为液体供应的试验材料，并在制造商建议的最低浓度下，以确定暴露的全部脆化效应范围。除非另有规定，否则用规范D1193 IV型水稀释。

A5.4.4以固体形式供应的材料浓度——在饱和条件下以固体形式供应的试验材料，以及在制造商建议的最低浓度下，以确定暴露的全部脆化效应范围。除非另有规定，否则将材料溶解在规范D1193第四类水中。

......

A5.4.6温度——在68至86℉（20至30℃）或维护化学品的工作使用温度下进行所有试验。应记录使用的温度。

注A5.3：当特定应用需要进行高温试验时，温度应至少低于以下较低值50℉（27.8℃）：

•试样材料的回火温度。

•任何涂层的熔点/升华点。

A5.5加载协议——将试样安装到加载框架中。施加表A5.1中规定的荷载。任何安全壳室应在试样的切口部分周围隔离。如果整个加载框架浸入化学品中，加载框架的设计应避免与试样发生任何电偶反应。应记录暴露于环境和施加荷载的顺序。

A5.6结果解释——除以下内容外，见第11节：

A5.6.1无断裂：

A5.6.1.1被动化学品——如果在表A5.1中规定的载荷下150 h内未按照A5.3.1的要求浸泡和测试任何试样，则应将被动化学品视为不脆化。如果小于150小时，记录故障时间。

......

A5.6.2一处或多处断裂：

A5.6.2.1四个试样中的一个试样如果在暴露时间内（被动的150小时或侵蚀性化学品的200小时）仅有一个试样出现断裂，则其余三个试样可以分步加载，每2小时以5%的增量加载至90%的NFS。如果剩余的三个试样均维持90%的NFS 2小时，则应将使用环境视为不脆化。

注A5.4：在分步加载过程中，被动化学品不必与试样接触。

A5.6.2.2两个或多个断裂——如果两个或多个试样在暴露时间内断裂，则应将使用环境视为脆化。

A5.7更换试验：A5.7参考第11节。

表A5.1 评估被动服务环境的负载要求

 

 

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