JB T 4291-1999 焊接接头裂纹张开位移(COD).试验方法.pdf

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1、JB!T 4291-1999 前言本标准是对JB4291-86Fc) d) w ill 召丑E 飞F、pe) 宽度:W;当板厚J 6.2.4. 1 夹式引伸计的输出应准确地代表试验过程中所测的位移(V.)的变化a其标长应适合试验要求。线性工作范围一般为23mm，在其线性工作范围内的线性度要求为在位移不大于O.5mm时.线性偏差不大于0.005mm，在位移大于0.5mm时，线性偏差不大于记录值的士1%。6. 2.4. 2 引伸计的设计见图10，其标长应适用于本标准的推荐尺寸试样(B=W/2= 14mm，或B=W=14mm)。对于其他尺寸试样，为适合不同标长和线性工作范围的要求，可采用其他尺寸设计

2、。6.2.4. 3 引伸计应在每批连续试验前后各进行一次准确标定，并且每10次试验或每4h试验不得少于一次标定。标定的装卡状态和环编应与试验时一致e2iI串7 试验程序18 似7()O I一MIO; 1 a)梁的尺寸c)夹式引伸计的装配7.1 COD试验前试样的检查和测量JB/4291-1999 07 N 的垫块尺寸输血d)线路连接图107. 1. 1 在离裂纹平面不超过10%W的范围内测量厚度B和宽度W，精确到O.02mm.7.1.2 试验前从试样两侧表面检查机械加工细缺口或疲劳裂纹，以初步检查其尺寸和部位是否符合5.2、5.4和5.5的要求。7.2 三点弯曲加载装置的调整与试样装卡7. 2

3、. 1 调整三点弯曲加载装置.使加载线通过跨距5的中点，偏差在士1%5以内。跨陋的测量精确到公称长度的0.5%以内。放置试样时，应使切口中心线落在跨距中点，偏差不得超过士1%5。而且试样和支承辐的轴线应成直角，偏差在士2以内。7.2.2 夹式引伸计应仔细地装卡在试样刀口上，使刀口横边和引伸计的沟槽接触良好，刀口形式见阁8，刀口标t是不应超过W/2。7.3 裂纹启裂监测方法的选用7.3.1 小尺寸试样可采用直流电位法(获取的位移-电位曲线见图11)。对铁素体型材料，韧带截面每平方厘米面积通过的电流应不小于10A.对奥氏体型材料，可低于此规定值。7.3.2 大尺寸试样可采用声发射或交流电位法(声发

4、射监测曲线见图12)。7. 3. 3 对焊接接头组织性能较均匀、范围较大的区域，可采用多试样卸载阻力曲线法多试样卸载点的选择见图13)。PI lE P-V 6E-V 。V 图11268 Pl且Ndt 。图12P-V dN . dt v , JB!T 42911999 P V 图137.4 弯曲试验7.4. 1 在初始线弹性变形阶段压头位移速度选择范围为(0.05-0.4)B的mm/min，或加载速度选择范围为047-1177)B的N!min.dN 7.4.2 试验过程中记录P-V.E-V或ci;-V曲线(即载荷位移曲线，电位-位移曲线，声发射事，位移曲线)。7.5 原始裂纹度及裂纹扩展量的测量

5、7. 5. 1 对于预制裂纹试样，试梓断裂后应在0、B!4、B!2、3B!4和B的位置上，测量原始裂纹长度肉、a2 Qa肉和哟，见图14。测量应精确到0.001mmo取a=1!30(a，十向+向作为裂纹长度，用于计算COD值.要求G2.G3和向中最大值与最小值之差不应超过3%W.且要求a，和向二85%a。裂纹平面要与试样宽度W、厚度B方向平行。允许偏差在士10。以内。否则必须在试验结果报告中特别注明。7.5.2 裂纹扩展量的测量(见图1日。7.5.2.1 对裂纹扩展比较均匀者，在0/8-7!8)B范围内等问隔地取7个点，每个点的测量值均按等面权法取得，以这7个测量值的平均值作为缸，并按式(3)

6、计算g但=Mz十也3+十，+&，+缸，十&，). . ( 3 ) 对裂纹扩展不均匀者，可在0!8-7!8)B范围内增加测量点数，或采用按面平均的其他方法，7.5.2.2 缺口在母材或热影响区的试样由于材料分层而造成的垂直于裂纹平面的裂开不应作为裂统扩展量。7.5.2.3 在工具显微镜下看到的原裂纹前缘的亮带为伸张区，如图160伸张区不应包括在的测量中.凡亮带不易鉴别者，在测量中可不予区分，但在试验报告中应注明。蝇划.18:匾费疆维区襄配扩屠巨羁瞌后断囊巨B lue-B B :lB 77 6a!i - 4. 6,.2 IlS.=盹图14图15回16Z回t, JB!T 4291-1999 8 斌由

7、结果的处理8. 1 COD特征值的分类和选择根据不同用途和要求，可分别廉tiyi稳佳，启裂COD值，即在，mm，条件启裂COD值，即o.os，mm，酷性启裂COD值，即r;,mm J 脆性失穗COD值，即乱tmmJ饱和启裂COD值，即i.，mm，最大载荷COD值，即儿，mmodN Wp _._ #_. .6 ._ . _ . 8.2 从P矶M-V，百-V曲线获得COD特征恒的方法8.2.1 P-V曲线的类型s常见的P-V曲线的类型见图17中(1)-(6)曲线。试验中对图17中(1)-(4)的曲线，初始斜率应在1-1.5之间，对图17中(5)和(6)的曲线，应使整个记录量程满足试验载荷与位秽的要

8、求，对同组试样.记录灵敏度应尽量相同.注悻平行T坦蛐篱性事俯蝠，且草帽号1.椅缸事翩噩性:.骨耳R 飞11(3创跑掉丰的阳、V;)事示肩霉点.比p2 在曲线(2)和】的情况下，突进以后的行为与试样想验机矗镜柔度租倪霉响应速度有关.图17比8.2.2 央式引伸计的张开位移V和裂纹尖端张开位1H之间的换算，当O.15a/WO. 7时z峙。-内叶(W-a)V.Sza+SPE-一一一-+. u. . ( 4 ) 2，E r(W-a)十a+Z式中，8.一一裂纹尖端张开位移的弹性分量，t ap-裂纹尖瑞张开1lf移的塑性分量$V.一-P-V曲线上取值点对应的央式引伸计位馨的组性部分zP-一取值点载荷$y一

9、一被测区材料的屈服强度.热影响区冉，建议采用热模拟试件测定，或采用。，(H、鸟(T)经验公式估算(Hv:被测区维民硬座，T:温度)，熔合区冉近似用粗晶热影响区tI，倍代幸事，即一旋转因子，取0.45或实盹【应在试验记最中注明)J 1 KI一一根据取值点载荷计算的应力强度因子yK-YP !=BWl/: .nn. (5) Y为a/W的函数，对应于a/W的Y值列入表108.2.3 dN 在P-V，或E-v，EF-V曲线上确定特征点。a10 JB!T 4291-19的、8.2.4将对应特征点处的P、V值代人式(4)中，即可得相应的特征COD值圄1 8.2.5将两块试样在特征点及其附近卸载，观察断口，以

10、校验物理监测方法的可靠性.8.3 用金相剖面法求COD特征值的方法8.3. 1 金相剖面法把伸张区高度(SZD).即裂纹面切点张开位移，作为I，COD的量度，见图18.用对应趋于饱和值的SZD.即饱和启裂COD值i.(接近于o.os)，及对应于启裂点的SZD.即启裂COD值哉，作为COD特征值。三点弯曲试样的Y!W)值.S!W=40。、量蝇GJP，气pvQ QNm口Nmb) It=PQ-Q,Q, 图18a) 8.3.2 仇的测定8.3.2.1 加载试验的停机点取最大载荷平台的开始点.8. 3. 2. 2 在与裂纹面垂直的方向，于试样厚度上距两侧面大于B!8的范围内取3-7点，采用钱切割法制取剖

11、面。8. 3. 2. 3 切割好的剖面试片经磨制、抛光(者还观察组织，需经金相腐蚀).即可进行测量.埠片必须.心制备，以避免在磨制、抛光过程中损坏裂绞尖瑞的儿何形状。8.3,2.4 在放大倍数30-50倍的工具显微镜下测量COD特征值。测量时，以裂纹瞻远编方向作为裂纹的法线方向，取裂纹面的切点为P点和Q点，见图18.8.3.2.5 金相剖面法般宿要三块试样。每块试样可在三个剖面上测量，取其平均值.8.3.38，的测定8.3.3.1 加载试验的停机点取在启裂点附近(启裂点借助M-V曲线判断)。8.3. 3. 2 剖面制取和测量同于8.3. 2. 2和8.3. 2. 3及8.3. 2. 4。8.3

12、.3.3 所测得的卸载COD值为品的塑性部分。8.3. 3. 4 8，的弹性部分按式(6)计算zK, (1-.) 8.=一一一一一一. . .u. .川2ayE 8. 3. 4 不规则剖面试片的测量原则8. 3. 4. 1 选取测量点时，应考虑到伸张区的形状近似圆弧.如图19所示，应取P作为测量点而不取P。8.3.4. 2 当一边测量点不易确定时，如l取与另一边测量点对应的点作为测量点，如图20.,Q , P p 图19圈20若伸张区有两处开裂，则按图21处理e对于有两处以上开裂的则以此类推。若裂纹尖端发生两次钝化，则按第一次钝化区测量，如阁22.8.3.4. 3 8.3.4.4 zn JB!

13、T 4291一19998. 3. 5 当金相剖面法测出的孩据翅出经撞时，应和其它测试方法相互撞证。对浅缺口试样，黯曲如越精数量的办法进行复辙，否则无效.Q PQ-QQ，-Q，Q， 圈21图228. 3. 6 对洗表裂纹iit梓推荐用金相剖面法测COD特征值。8.4 用品曲线获得COD特征值的方法. 8.4. 1 8.-lla曲线的描绘8.4.1.1 由一组试样5-8个，遵照图13的停机点(即在P-V曲线上，把最大载荷点的启裂点之间均分为5-8个等分作为停机点卸载，可得到一组P-V值-8.4.1.2按8.2中公式把V转换成品值.8. 4. 1. 3 将卸载后的试样氧化发蓝、二次制疲后压断或在低温

14、下压断)，按7.5.2方法，在蟆纹面上测fI:Iflla值，8. 4.1.4 lla.豆0.10mm的试样不能少于2个。8.i4. 1. 5 在8.-lla直角坐标图上点出每一个试样的试验点.在数据点按有规律的曲线分布的情况下，用自测方法描出曲线，并以该曲线为中心划对称分散带，允许30%的数据点在分散带以外，也可采用曲线曾数拟舍的方法作出曲线，并以拟合处理的剩余标准差土M作对称分散带，见图23a)。在数据点分散，设有明显曲线规律的情况下，采用线性回归方法作出8.曲线，并以回归处理的剩余樨准差土t:.作对称分散带，见圈23切。，民. 。6. 。.) b) 困238.4.2 从8.曲线获得COD特

15、征值8.4.2.1 将8.曲线外推到lla=O，即获得品。以4土t:.表示试验结果.8.4.2.28.曲线上对应于lla=0.05mm的8.值，即为o.05 0以8005土t:.表示试验结果-8.5试验记录a)焊接试板的母材种类、妒批号、厚度、原始状态、屈服强度，b)坡口型式、尺寸及加工方法、焊接材料、焊接方法、得接规范、焊后热处理状态，c)取样部位、缺口位置、缺口加王方法d)试样尺寸s厚度B、宽度w，212 6. 度eJB/T 4291-1999 e)预制疲劳裂纹开始和结束时的1.荷比R=主坠、循环次数N事. . 。试验温度，g)试验参量P.V.E等的标定和试验记录，4 h)裂纹长度测量值a町，a町冉，a3，a，及平均裂纹*度向i)裂纹扩展量&11，t:J.龟，Aa，及平均裂纹扩展量也。并注明Aa测量值中是否包含有伸张区宽j)装卡夹式引伸计的刀口厚度$k)被测区材科屈服强度l1y;1) COD特征值的测量结果:用电位法获得乱fe.，auo用金相IfIJ丽法获得i is。用阻力曲线法获得的品，o.(必要时应给出阻力曲线用P-V曲线获得的儿，c.，乱。m)裂纹尖端所处位置的校核结果，n)断口观察，。)试验日朔和试验人员。F毛, :11.3