hb 7680-2000 金属材料高温疲劳裂纹扩展速率试验方法

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1、中华人民共和国航空工业标准HB7680一2000金属材料高温疲劳裂纹扩展速率试验方法2000一09一20发布2001一01一01实施中国航空工业总公司批准HB7680一2000.JJ认.曰‘.月U青本标准是基于北京航空材料研究院自70年代以来，应用各种电位法测量高温疲劳裂纹扩展速率的研究结果，并参考了ASTME647一95a中的电位法和《SmallCrackTestMethod)ASTMSTP1149中的小裂纹试验方法制定的。本标准的试样几何形状与尺寸、夹具几何形状与尺寸、试样的应力强度因子表达式及da/dN的数据处理与上述标准有所不同。本标准的附录A、附录B都是提示的

2、附录。本标准由中国航空工业总公司航空材料热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由中国航空工业总公司航空材料研究院负责，沈阳黎明发动机制造公司参加起草。本标准主要起草人:刘绍伦、马书盛、黄宏发、纪艳玲、张志顺、何玉怀、沈莉莉。中华人民共和国航空工业标准金属材料高温疲劳裂纹扩展速率BB7680一2000试验方法范围本标准规定了测定金属材料高温疲劳裂纹扩展速率的试样、试验设备、试验程序和试验结果处理。本标准适用于高温(1200℃以下)空气环境条件下用紧凑拉伸(CT)试样或单边缺口拉伸(SENT)试样测定金属材料恒幅载荷、单峰过载及循环保持载荷作用下长裂纹与小裂纹的疲劳扩展

3、速率。本标准可采用标准规定以外的试样，但必须有适用的应力强度因子表达式。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T4146一1984金属材料平面应变断裂韧度K,试验方法GB/T6398一1986金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法GB/T10623一1989金属力学性能试验术语。HB5151一%金属高温拉伸蠕变试验方法JJG141-88工作用铂锗10一铂及铂佬13一铂热电偶检定规程JJG351一%工作用廉金属热电偶检定规程3符号、术语

4、及定义3.1符号本标准所用主要符号、术语及单位见表1.国防科学技术工业委员会2000-09-20发布2001一01一01实施1BB7680一2000表1符号术语单位da/dN疲劳裂纹扩展速率mm/cycle口计算裂纹长度I11口1an试样切口长度trimN循环数cycleP_最大载荷kN尸.最小载荷kN乙尸载荷范围kN尸1-预制疲劳裂纹最大载荷kNK应力强度因子MPaK-最大应力强度因子MPaKim.最小应力强度因子MPa乙K应力强度因子范围NIP.,/而R载荷比B试样厚度mmBN试样侧槽净厚度ill刀W试样宽度mm3.2定义3.2.1长裂纹:通常是指在线弹性断裂力学范

5、围内，裂纹尖端塑性区尺寸与裂纹尺寸相比甚小的裂纹。3.2.2小裂纹:当裂纹物理尺寸，如表面裂纹的长度和深度，与相关的微结构尺寸、连接力学尺寸相比很小时，称该裂纹为小裂纹。小裂纹的物理尺寸上限随其所在的材料、裂纹几何形状或所受载荷而变化。当只有一个物理尺寸(如穿透裂纹的长度)很小时，称该裂纹为短裂纹。注:本标准中采用的其它术语见GB/C106230试样试样形状与尺寸本标准要求试样平面尺寸在试验载荷下应保持弹性优势，厚度足以防止屈曲，在此前提下HB7680一2000试样厚度与强度不受限制。标准CI，试样如图1所示。单边缺口拉伸(SENT)试样如图2所示。试样应满足如下要求:

6、对于(;T试样:拉一拉加载，推荐试样宽度w为20--40m，采用单销加载。试验厚度B为w/10一W/4。对于单边缺口拉伸(SENT)试样:用螺纹连接，拉一压或拉一拉加载，推荐试样宽度w为12一18m。推荐试样长度L为70一130m,厚度B为W/4一W/2。其最小厚度要能避免压缩屈曲。高宽比2H/W=4。螺纹长度L。为15--20mo对C「试样和SENT试样，如在零件上取样，试样厚度不受上述范围限制，但尽可能采用小尺寸试样。为保证裂纹在垂直于载荷方向上扩展，可以在螺纹面两侧开侧槽，见图1(b).4.2试样切口4.2.1切口长度CI，试样和SENT试样的切口长度a=应不小于

7、0.2wo4.2.2切口制备试样切口可通过铣切、线切割和其他方法加工而成。图3中给出了各种不同的切口几何形状。为便于预制出合格的疲劳裂纹，建议在热处理后进行线切割加工，切口根部曲率半径P小于或等于0.08m(在预制出合格的疲劳裂纹的前提下曲率半径P可以稍大些);铣切的山形切口及其他加工的切口形状根部曲率半径P小于或等于0.25mo4.3试样取向金属疲劳裂纹扩展速率与试样裂纹面的取向和裂纹扩展方向有关。试样取向按GB/T4161一1984中5.3的规定。4.4试样的残余应力试样不可避免地会存在残余应力，它有可能引起疲劳裂纹扩展速率的变化。通