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1、标准化金属热疲劳试验方法的探索韩增祥(北京航空材料研究院,北京100095)摘要:针对我国唯一一部行业以上级别的热疲劳试验方法HB6660-1992《金属板材热疲劳试验方法》存在的问题,对包括术语与定义、试验参数、试验方案和实际操作方法提出了具体的修订方案。为满足材料研究和设计、生产的实际需要,还提出了金属热疲劳试验的另一个重要的测试指标———金属的热变形及其测试方法。关键词:热疲劳;热应力;裂纹长度;循环次数;热变形+中图分类号:TG115.57文献标识码:A文章编号:100124012(2008)0520250205EXPLORATIONOFTESTINGMETHODFOR
2、THERMALFATIGUEOFMETALHANZeng2xiang(InstituteofAeronauticalMaterials,Beijing100095,China)Abstract:Aspecialrevisedsolutionwasproposedforterms,definitions,testingparameters,testingsolutionandoperationalmethodwithrespecttoproblemsin"testingmethodforthermalfatigueofplate2shapedmetal"(HB6660-1992)
3、,auniquethermalfatiguetestingmethodenactedbyministry2levelorhigherinChina.Tomeetwithactualdemandofmaterialresearch,designandproduction,anotherimportanttestingindex,i.e.,athermaldeformationandtestingmethodthereof,waspresented.Keywords:Thermalfatigue;Thermalstress;Cracklength;Numberofcycles;Th
4、ermaldeformation与热/机械疲劳试验不同,一般来说,金属的热上述方法基础上制定的我国唯一一部行业以上级别疲劳试验属于一种定性的试验。试验过程中,试样的热疲劳试验方法标准,即HB6660—1992《金属板[1]只承受循环温度的作用,在循环温度造成的循环热材热疲劳试验方法》发布实施,该标准除了广泛应应力的反复作用下导致疲劳破坏。金属材料在热应用于航空工业系统外,在冶金、机械和兵器等行业也力反复作用下抵抗破坏的能力称为热疲劳抗力,其被广泛采用,成为国内开展热疲劳研究应用最广泛表示方法为规定循环次数的裂纹长度或规定裂纹长的试验标准。然而,多年来的实践表明,该标准也存度的循
5、环次数(疲劳寿命)。热疲劳抗力是评价金属在着某些较为明显的缺陷。特别是近年来,随着科材料热疲劳性能的重要指标。学技术的不断进步,人们对热疲劳的研究更加深入,我国开展金属热疲劳的研究工作始于20世纪对热疲劳试验也提出了更多、更严格和更具体的要50年代后期,由于航空材料研制和仿制工作的迫切求。因此,该标准在许多方面已不能满足实际工作需要,原北京航空材料研究所参照前苏联航空材料的需要。笔者较为详细地分析了原标准存在的问研究院制定的《耐热合金板材热疲劳试验新方法》,题,并针对这些问题,在经过大量试验和探索的基础先后制定了《金属与合金板材的热疲劳试验方法》上提出了具体的修订方案,这些试验
6、方案已在实际(草案)和《金属板材热疲劳试验方法》。1992年,在试验中得到应用并取得满意的效果。为了满足材料研究和设计、生产的实际需要,笔者还提出并规定了收稿日期:2007212228金属热疲劳试验的另一项重要的测试指标,即金属作者简介:韩增祥(1949-),男,工程师。的热变形及其测试方法。·250·韩增祥:金属热疲劳试验方法的探索1HB6660-1992标准的主要内容和存在曲线)。采用多组试样法,试样数不少于15片,分成的主要问题5～7组,每组不少于三片;按预定循环次数由低到高的顺序分成5～7个测试点,每组试样对应一个测1.1主要内容试点,测出每组试样在相应循环次数时的断口
7、裂纹图1和图2分别为试验机主机的示意图和试样长度;最后,对所测数据用回归分析的方法求出曲线图。试验机的工作原理是将试样连同夹具一起装入方程并拟合a2N曲线。试验机后,试样在电炉内加热,加热时间受时间继电1.2存在的主要问题器控制,加热时间结束传动机构带动试样进入水槽(1)某些基本概念模糊,试验参数规定不合理。内冷却;冷却后试样又重新回到电炉中加热,如此循例如,原标准对上限温度θmax和下限温度θmin没有作环往复。试样在循环温度造成的循环热应力的反复明确的定义,而其实际含义与人们的理解并不完
