GB T 19744-2005 铁素体钢平面应变止裂韧度 K Ia 试验方法.pdf

《GB T 19744-2005 铁素体钢平面应变止裂韧度 K Ia 试验方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GB T 19744-2005 铁素体钢平面应变止裂韧度 K Ia 试验方法.pdf（27页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、ICS 77.040.10 H 22 道昌中华人民共和国国家标准G/T 19744-2005 铁素体钢平面应变止裂韧度K1a试验方法Determining plane-strain crack-arrest fracture toughness ,K 1 a ,of ferritic steels 2005-05-13发布2005-10-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菠总局啦舍中国国家标准化管理委员会。毛叩060609000530 GB/T 19744-2005 目次前言.1 1 范围.1 2 规范性引用文件.3 术语和定义-4 符号.2 5 试验原理.3 6 试样.3 7 试验设备

2、和装置.4 8 试验程序.6 9 试验结果的计算和处理.8 10 试验报告.10 附录A(规范性附录评价断口表面接受程度和测定止裂裂纹长度的指南.附录B(资料性附录)缺口前端制备技术指南.17 附录c(资料性附录)准确度与系统偏差.19 附录D(资料性附录)本标准章条编号与ASTME1221-96章条编号对照.20 附录E(资料性附录)本标准与ASTME1221-96技术性差异及其原因.22 GB/T 19744-2005 前言本标准修改采用ASTME1221-96(铁素体钢平面应变止裂韧度KIa试验方法。本标准根据ASTME1221-96重新起草。为了方便比较，在附录D中列出了本标准章条编号

3、与ASTM E1221-96章条编号的对照一览表。考虑到我国国情，在采用ASTME1221-96时，本标准做了一些修改，有关技术性差异巳编入正文中并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。在附录E中给出了这些技术性差异及其原因的一览表以供参考。为便于使用，本标准还做了下列编辑性修改za) 单位采用国际单位制;b) 载荷符号由P改为F，裂纹嘴张开位移符号由改为V;c) 增加了第4章;d) 删去ASTME1221-96的参考文献;e) 标准中的图均按我国绘图习惯绘制。本标准附录A是规范性附录，附录B、附录C、附录D和附录E是资料性附录。本标准由原国家冶金工业局提出。本标准由全国钢标准化技术委

4、员会归口。本标准起草单位:钢铁研究总院。本标准主要起草人:高怡斐、张庄。I GB/T 19744-2005 铁素体钢平面应变止裂韧度K1a试验方法1 范围试验;ziZ曰:33:2;27裂韧度Kl试验方法的符号定义试样试验设备试验程序!本标准适用于侧面开槽，裂纹全是模形姐革具监立却纹前缘获得拉伸断裂的快速止裂部分;本标准提供了裂纹止裂后短时间内的应列布子的静态分析?民噬计值定义为凡，当尺寸满足要求时，估计值为该材料的平面应变Kl并提供了评价拉伸本标准要求试样2 规范性引用文ISO 12737一3 术语和定义3. 1 裂纹止裂断裂韧度K 裂纹刚刚止裂时的应力强度3.2 素体钢的平面应变止裂韧度|方

5、法(见附录A)0 I ，厚盖要满足平面应变条件。成协议的各方研究准。of extensometers 平面应变裂纹止裂断裂韧度plane-strain crack-arrest fracture toughness K l. 裂纹前缘处于平面应变状态下的裂纹止裂韧度值。3. 3 平面应变裂纹止裂断裂韧度条件值conditional value of the plane-strain crack-arrest fracture toughness KQ 根据试验结果计算得到的Klo条件值，还需进行有效性判据。GB/T 19744-2005 3.4 裂蚊启裂应力强度因子stress intensi

6、ty factor at crack initiation Ko 快速断裂开始时的应力强度因子值。4 符号本标准所用符号、名称及单位见表1。襄1符号、名称及单位符号名称ao 试样缺口长度a 止裂裂纹长度a. 平均止裂裂纹长度WN 缺口宽度p 缺口根部半径7 侧槽底部半径B 试样厚度BN 试样净厚度(裂纹平面)W 试样宽度H 试样的半高度L 试样加载中心孔距试样前端的距离E 杨氏模量RYD 动态屈服强度Rys 静态屈服强度n 加载/卸载次数V 位移V。起始位移V. 止裂位移VF1 第一加载循环位移偏置VFn_1 总累积位移偏置F 力K 应力强度因子Fmax 最大力Ko 裂纹启裂应力强度因子K.

7、裂纹止裂断裂韧度K Qo 平面应变止裂断裂韧度条件值K r. 平面应变裂纹止裂断裂韧度T 试验温度7 圆周率2 单位mm 口1口1口1口1口1口1mm m口1口1口l口1口1口1口1m口1mm MPa 岛1PaMPa 周次口1口1m口1mm mm mm N MPa; N MPa; MPa; MPa; MPa，而 GB/T 19744-2005 5 试验原理当结构存在韧度或应力梯度时，裂纹可能在低韧度或高应力区启裂(或在两者共存的条件下启裂), 在高韧度或低应力区(或两者共存的另一区域)止裂。一个快速扩展裂纹在很短的时间间隔内止裂时的应力强度因子值是衡量裂纹在该种材料止裂的能力。这种应力强度因子

8、值使用动态分析方法确定，该值提供了定义为KA的裂纹止裂断裂韧度值。静态分析方法比较简单，可以在裂纹止裂后约1ms 2 ms之内确定K值。这种方式得到的裂纹止裂断裂韧度值的估计值被定义为凡。当宏观动态效应较小时，KA和K.之间的差别也很小。在裂纹前端处于平面应变的条件时，裂纹扩展的动态效应也很小。借助实验尺寸的试样就可以得到裂纹发生止裂时的K1值。6 试样6. 1 试样形状适合中、低强度钢的CCA标准试样如图1所示。6.2 试样尺寸6.2. 1 厚度B应为板材全厚度或满足平面应变条件的足够厚度。6.2.2 试样侧槽深度为B/8。缺口顶端为脆性合金，缺口脆性焊接后，在试样的上下两面开侧槽。6.2.

9、3 CCA试样的宽度范围为:2BW8B。出才fDN卡.1( 飞1/出L H=0.6 W土0.005W S=(B-BN)/2土0.01B WNW/I0 O. 15 WLO. 25 W 0.30 WaoO. 40 W W:!:O.005 W 0.125 W士O.005 WDO. 250 W:l: O. 005 W R运O.250mm土O.125mm固1适用于申、低强度钢的裂缆线模型加载CCA标准试样6.2.4 引伸计应测量距离加载线0.25W处的裂纹嘴张开位移。6.2.5 为了限制裂纹启裂前的塑性变形，试样必须满足尺寸要求。这些要求依赖于材料的屈服强度和K.o6.2.6 试样平面内尺寸必须足够大，

10、以满足线弹性分析。9.3给出了允许的裂纹扩展长度。3 GB/T 19744-2005 6.3缺口6.3.1 对中、低强度钢推荐的缺口制作方式是缺口脆性焊接，如图2所示。缺口应有足够宽度WN，能够使焊条到达狭缝的底部。在试样全厚度上焊接，焊接工艺可参见附录B。6.3.2 工缺口。对于高强度低韧6.3.3 缺口长度范围为的模形加载方式。7. 2 加载装置加载装置如图垫块上的孔应与试并由加力系统中的被测材料机加工缺口p 的方法是简单的机加下平台接触。开口销施力圄3模块、开口销、试津、盖韭排列的示直属辅标准装置的剖面图7.2. 1 模块、开口销、垫块孔和试样孔的表面都应该润滑。可以使用油脂状二硫化铝或

11、其他润滑剂。7.2.2 小锥度的模块和开口销配合使用。用油脂或干润滑剂润滑滑动表面(喷丸处理)可以避免磨损，开口销必须足够长，保证与整个试样厚度相接触;开口销的直径必须足够大，最好使用油脂或干润滑剂，避免试样的塑性凹入。推荐开口销的直径应比试样孔的直径小0.13mm。为了满足最大张开位移，棋块必须足够长。空冷或油洋硬化的工具钢都适合制作模块和开口销，硬度范围45HRC 55 HRC。图4所示模块和开口销的装配尺寸适合于25.4mm直径的加载孔。也可以按比例机加工其他直径的孔。对于试样尺寸125mm W 170 mm , 25. 4 mm直径的孔是合适的。在试验温度远远高于无塑性转变温度(测定方

12、法按照GB/T6803-1986)时，图3所示装置不能展示止裂的完整部分。在这种情况下，建议使用图5所示的加载装置。整个长注:图中所给出的尺比例的缩放。7. 3 引伸计引伸计应不低伸计设计。为了保可使用。只要准拿豆模块M16 注1:A的尺寸应比引伸计臂的厚度小0.05mm-O. 25 mmo 注2:刀口应采用机械固紧或粘接的方式固定在试样上。注3:引伸计通过滑入缝隙的方式安装。开口销图6借助刀口和定位块的两种引伸计的安装方式GBjT 19744-2005 孔和厚度的试样成1996推荐的引的两种方法均5 GB/T 19744-2005 8 试验程序8. 1 试验数量每个试验温度下，应不少于三个有

13、效试验结果。8.2 试样尺寸测量8.2. 1 测量试样厚度B和裂纹平面的净厚度BN准确到厚度B的士1%以内。8.2.2 测量试样宽度W，准确到宽度W的:l:1%以内。8.3 温度控制和测量8.3. 1 试样通过适当方法加热或冷却到选定的试验温度。对于室温(100C350C)以上温度的试验，可采用电阻加热方法。对于室温以下温度的试验，可采用将试样放置于低温环境箱的方法(见图7)，或者将试样浸泡于冷却介质方法。在开始试验之前，试样在试验温度下要保持足够长的时间，以使试样的温度均匀，温度最大允许偏差士30C。8.3.2 通过在试样上表面紧邻侧槽附近(大约距离缺口顶端25mm的距离)焊接的热电偶来测量

14、试样温度。在报告试验结果时，试验温度应是将发生快速止裂时的试样温度。12 7 8 10 9 1一一一上横梁;2-一一力传感器;3 拉压夹头;4一一模块;5一一开口销g6一一试样;7一一垫块p8一一-恒温箱p9一一下夹头z10-下平台p11一二螺钉F12一一压板。固7利用循环加载技术便于模块抽拔的加载装置图示6 GB/T 19744-2005 8.4 加载程序8.4. 1 本方法使用循环加载技术，即载荷施加给模块，直至快速裂纹启裂或裂纹嘴张开位移(引伸计测量)达到预定的值。如果最大张开位移达到之前，快速断裂还没有开始，就要对试样卸载，直至模块退离开口销。然后，再以同样的方式对试样加载，直至裂纹快

15、速开裂或达到设定的最大张开位移。在每一个加载循环，允许依次施加较大的张开位移，直至裂纹快速开裂或试验结束。8.4.2 记录载荷-裂纹张开位移图。不同加载循环之间的记录不要清零，因为累加的零载荷位移偏置对后面的计算是有用的。8.4.3 对模块施力，直至引伸计测量的裂纹张开位移达到公式。)推荐的最大值2一0.69RPO . 2W JBN/B (VO)lJmax一【户IT7、.(1 ) 在位移控制状态下操作试验机，横梁的位移速度为2mm/min12 mm/min。8.4.4 拔出模块对试样卸载，准备第二个加载循环。引伸计应保持不动，在卸载和模块移动过程中，记录零载荷时的位移偏置。按照图7所示拔出模块

16、和循环加载，装置将被大大简化。关键是压板和模块要与试验机固紧。8.4.5 不要对记录清零，重新插入模块并对模块施力，以与第一循环相同的位移速率进行。继续加载直至快速裂纹扩展发生或直至位移达到预定的最大值。推荐的最大张开位移在第二循环和随后的循环按公式(2)计算:(VO)nJmax = 1. 0+0.25 (n-l)JI9 RPO. 2 W ;p;jl.( 2 ) L Ef(ao/W) J 如果在达到预定位移极限时，不稳定裂纹扩展没有开始，重新卸载并按7.4.4步骤拔出模块，记录不同加载循环下的载荷一位移曲线图，按7.4.4重复试验。如果要多次进行加载/卸载，需要重新对模块和开口销进行润滑8.4

17、.6 通常操作者很容易判断不稳定裂纹的产生，因为可以昕见以及在试验记录的曲线图上看见一个突然的载荷下降(脆性焊接CCA试样，载荷下降50%60%，表明产生了足够长的不稳定裂纹)。止裂发生后，应该立即卸掉载荷，避免进一步的裂纹扩展。8.4.7 如果在随后的加载循环，增加张开位移的同时伴随着载荷的降低;那就意味已发生稳定撕裂，试样快速止裂是不可能的。建议在这种情况下停止试验，需要重新对试样进行机加工，去掉焊珠和缺口顶端已发生塑性变形的材料，机加工新的缺口;为了从该试样获得有效数据，在更低的温度下重新试验(降低200C400C)。位移超过按等式(3)估计的极限，试验就不可能得到成功的结果。1.50

18、RPO.2 W JBN/B (Vo)ltzmt=h户/YTT、(3 ) 未试验成功的试样必须去掉的材料数量大约是缺口尖端附近处于平面应变条件的塑性区的半径，根据(Ko/R川)2/6计算得到。必须通过机加工去掉已发生稳态撕裂的足够量的材料。8.5 标记止裂裂按8.5.1 止裂裂纹的位置通过热着色来标记。在2600C 3700C温度范围，加热时间10min90 min。标记止裂裂纹前缘，可以将时间与温度任意组合。8.5.2 标记完试样的裂纹前缘后，应将试样断成两半。这通常需要借助模形加载装置。对于结构钢可以通过干冰或液氮冷却加速断裂过程。8.6 止裂裂按长度的测量8.6. 1 首先应该检查热着色后

19、的断口是否显示了严重的不规则性，是否成为剔除试验结果的依据(见附录A)。8.6.2 三次测量的平均值规定为止裂裂纹长度aa。在热着色的断口试样厚度中心、中心和侧槽的二7 GB/T 19744-2005 分之一厚度处等三个位置测量止裂裂纹长度，准确到:1:1%以内。由于裂纹前缘的不规则性，在某些位置测量裂纹长度是困难的，此时建议取这三个位置为中心，宽为BN/4上的视觉平均值。附录A提供了测定试样裂纹长度的示例。在裂纹前缘轮廓出现不规则干扰情况时，建议将热着色的断口照片列入试验报告。9 试验结果的计算和处理9.1 位移测量从载荷-位移自动记录曲线图上，确定几个位移值。图8是通过对试样连续的加载和卸

20、载循环得到的典型的载荷位移图，直到第四噶树弈，才显示出精嗅纹扩展。需要测量的位移如下:VFJ =第1个加载循环结j俩的位移偏置三卫!il; VFn_J =第n-1个加萄儒环结束剧唱m位移偏置=最后加载Vo=不稳定裂Va=裂VF,=VR, VF(叫J=vR, 作假定V，在裂纹止裂后图8对试样使用循品均已mflHr.faj位移驴4个加载周期显示了快速止裂9.2 Ko和K汩的计算K。和KQa按公式(4)计算:K = E Vf(x )(B/ BN)1/ 2 /Wl/2( 4 ) 式中:f( x ) = (1- X )1 /2 (0.748 - 2.176 x + 3. 56 x2 - 2.55 x3

21、+ 0.62 x4) . ( 5 ) x-/W 9.2.1 f(x)值表1给出了不同z值依据公式(5)计算得到的f(x)值。8 GB/T 19744-2005 工阳一叫一川表1公式(4)中使用的f(x)值工f(x) 0. 42 o. 223 0. 43 o. 218 0.44 0.214 0.45 0.210 0.46 0.206 工f(x) o. 20 o. 64 o. 149 o. 21 o. 65 0.147 O. 22 O. 367 0.66 O. 144 0.23 O. 357 0.67 0. 141 O. 24 0.347 0. 68 O. 139 如果在第一加载循环，就发生了9.

22、 3 有效性判据按公式(4)计算得到的KQa值，如果完全满足表2的判据，就认为是平面应变止裂韧度值K1_。O. 25 0.337 0.69 O. 136 O. 26 0.328 O. 70 O. 133 O. 27 0.319 0.131 O. 28 0.128 O. 29 O. 125 0.30 O. 122 0.31 0.119 O. 32 0.117 0.33 0. 114 0.34 0.111 0.35 O. 108 O. 36 0.80 O. 105 O. 37 0. 81 O. 102 O. 38 0.098 0.39 O. 095 0. 40 0. 092 0.41 0.088

23、9.2.2 Ko和K.的计.( 6 ) .( 7 ) FJ均取值为零。表2保证KQo是线弹性平面应变止裂韧度值的判据特征标准未断韧带(A) W -a.;:O. 15 W 未断韧带(B) W-a.二三1.25 ( K./Ry d ) 厚度(C) B;:1. 0 (K./Ry d ) 裂纹扩展量(D) a. -ao二三2W N 裂纹扩展量(E) a. -ao二三(Ko/R向，)/29 GB/T 19744-2005 对于结构钢，假定动态屈服强度RYD比静态屈服强度Rys高205MPa。当材料呈现明显屈服情况时.Rys等于按GB/T228-2002测定的屈服强度，当材料无明显屈服时.Rys等于R削。

24、在高应变速率下，伴随着快速扩展裂纹顶端附近的屈服和止裂的突然性都表明RYD的确切估计值应该比RPQ.2大很多。因此这里用的RYD很大程度上低估了裂纹止裂时对塑性变形的真实有效抗力。9.4 有鼓鼓字平面应变止裂韧度值应保留三位有效数字，修约方法按GB/T8170执行。10 试验报告试验报告应包含下列内容ta) 本国家标准号;b) 试验日期、试样编号、裂纹面取向;c) 材料类型、杨氏模量、屈服强度和动态屈服强度;d) 试验温度;e) 脆性焊接的类型、缺口宽度WN、缺口根部半径p;f) 试样厚度B、试样宽度W、裂纹面的试样厚度BN、厚度比BN/B;g) 标记止裂裂纹前缘的方法、机加工缺口的长度、止裂

25、时的裂纹长度.; h) 力-位移曲线和相关的计算;i) K。、KQ.(K1.)的计算值;j) 有效性判据pk) 热着色断口显示严重的不规则性时，实验报告应附断口照片。10 GB/T 19744-2005 附录A(规范性附录)评价断口表面接受程度和测定止裂裂纹长度的指南A.1 引言A. 1. 1 裂纹止裂试样的理想断口应该是平坦的，连续的;前缘是平直的。如图A.l和图A.2所示。但是，止裂试样的断口可能会因为以下原因而变得复杂化，断口表面特征过于复杂，可能导致对被测材料止裂韧度的结果产生怀疑。本附录为从断口形貌判断试验结果是否代表被测材料提供指南。本附录也为不规则裂纹前缘试样测定止裂裂纹长度提供

26、了指南。图A.1CCA试样的理想断口图A.2CCA试样的理想断口A. 1.2 偏离理想断口形貌的特征通常分为以下三类:剩余韧带的出现，裂纹前缘不直，裂纹扩展方向远离侧槽平面。以上特征可能一种或多种不同程度地出现，对试验结果的负面影响不能够在当时很容易地判定。本附录的目的是为判定断口可接受程度的评估方法提供基础，为想得到止裂断裂韧度数据者提供一套指南。能否接受断口的判定取决于试验操作和评估人员的判断。A. 1. 3 依据经验对断口进行最后判定或综合考虑材料在试验温度下的特殊性能。然而，所有试样任何程度上的断口不规则性都有可能导致试验结果被判废。这不仅会降低成功率，导致有效试验数很少，而且可能在某

27、些条件下，例如在被测材料转变温度范围试验，可能会排除掉所有试验。A.2 断口的可接受度A. 2.1 剩余韧带A. 2.1.1 对于很多钢，快速断裂表面经常保留未断部分。这些未断区域，定义为韧带，在较高温度和较高韧度水平更容易观察到。在大的结构试验和本试验方法所用试样上都能观察到未断的韧带。A. 2. 1. 2 在转变温度范围内，断口的韧带是由于非平面区域之间的解理及连接孔断裂而成。然而，达到断裂的应变不可能在止裂之前，结果是一个韧性断口。这些韧带经常是剪切型的，并不总施加附加的闭合力。剩余韧带对裂纹扩展的影响程度不能确定。较早的裂纹止裂倾向(得到较大的K1，)导致实验11 GB/T 19744

28、-2005 室试验用中等尺寸试样的K1.比实际工程部件的K1.要大。A. 2.1.3 为了评价本方法试验的CCA试样剩余韧带对断裂行为的影响，有必要区分在整个断口剩余韧带的分布情况和一个或多个大韧带有可能存在的情况。对利用本方法显示过大剩余韧带的试样应该不予考虑。单一的，大的未断韧带(断口热着色颜色较浅的区域)的两个例子如图A.3和图A.4所示。这两个例子的试验结果比起相同材料在相同条件下的其他试验结果要高。图A.3向大的A. 2. 1.4 当韧带是材料试验温度下可能通过大量。一般来说，试GB/ T 6803-1986测定渡部分的下平台温度)。咱(NDT)温度300C400C)，将法的目的就是

29、将剩余韧带占断A. 2.1.5 CCA试样的断口形貌的韧带程度较小。图A.6显示的韧性啕. 图A.7的断口显示了可接受的极限边界，取舍将变方转本性塑受无接于以高恫仍6和图A.7所示。图A.5能完全成为取舍结果的依据。基准数据相比较，作出判断。A. 2. 2 裂纹前缘缺乏平直度A. 2. 2.1 非理想特性划分为以下两类:倾斜的裂纹前缘，裂纹前缘弯曲(象隧道)。A. 2. 2. 2 裂纹前缘倾斜不严重时，对止裂试验不会造成影响。裂纹前缘与试样侧边倾斜的角度在45以内时，试验结果与基准数据吻合得较好，见图A.8和图A.9。裂纹前缘倾斜的角度超过45。时试验结果判为无效(裂纹前沿倾斜主要是由于不适当

30、的机加工、对中、润滑或加载装置、试样以及垫块所引起。如果必要，这些都应该仔细检查和校准)。A. 2. 2. 3 裂纹前缘的过度弯曲是依据断口形貌舍弃试验结果的另一个原因。当裂纹只在试样中心扩GB/T 19744-2005 展时的主要问题就是断口边缘留下相当大的韧带，但是裂纹平面仍保留在侧槽平面，即在净厚度BN平面内(裂纹在侧槽以外平面扩展见A.2. 3)。上述情况在有限的程度内存在时，对试样的止裂韧度值并元明显影响。同样，断口的韧带形貌分布在极限程度之内时并不影响试验结果。主要考虑是，韧带分布超过极限时，断口就不能代表结构的断裂，这是由在裂纹平面边缘甚至在侧槽边缘较低的三轴应力约束引起的。如果

31、在试样断口边缘裂纹过度弯曲产生相当大的剩余韧带时，止裂韧度值会很高，该结果应舍弃。图A.7显示很多的剩余韧带的CCA试样的断日图A.8显示倾斜的直裂纹前缘的CCA试样的断口13 GB/ T 19744-2005 图A.9裂纹前缘倾斜的接近直的CCA试样的断口图A.10裂纹前缘弯曲但可接受的CCA试样的断口A. 2. 2. 4 图A.10和图A.ll显示了裂纹弯曲，裂纹面仍旧在侧槽平面的例子。图A.10的断口可以接受，图A.ll的断口不能接受。A. 2. 3 平面外的裂纹扩展A. 2. 3. 1 如果裂纹扩展平面与侧槽平面的倾斜角度大于100，或者裂纹平面完全在试样中心平面以外，试验结果应舍弃。

32、A. 2. 3. 2 如果裂纹扩展平面轻微偏离试样中心平面，试样净厚度以外部分在止裂发生时并未断裂，断口前缘弯曲，如图A.12和图A.13所示，以上断口特征可以接受，这是因为断口边缘的韧带弯曲并不受侧面开槽的材料的限制。因此止裂时它们能够弯曲，或多或少地扩展。A. 2. 3. 3 对于裂纹几乎完全在侧槽平面以外扩展的极端情况，不管净厚度平面以外的区域是否断裂，都应舍弃该结果。由于该原因不能接受的断口如图A.14和图A.15所示。A. 3 止裂裂纹长度a.的测定A. 3.1 按7.6.2的要求，在1/4BN、1/2BN、3/4B:-;处测量止裂裂纹长度，取三点测量平均值。在每个位置的测量应取裂纹

33、前缘位置的视觉平均值。A. 3. 2 视觉平均避免单点测量，单点测量不能准确代表裂纹前缘附近测量的平均位置。为了便于分析，先假定裂纹前缘是平直和光滑的。视觉平均方法是以测量带的宽度上取平均值作为裂纹尖端位置(已断材料和未断材料的分界)。视觉平均方法具有一定程度的保守性，因为该方法计算的应力强度因子随裂纹长度的增加而降低。A. 3. 3 止裂裂纹前缘的不规则性见图A.1到图A.15。止裂裂纹长度测定不同程度的复杂性见图A.16，图A.17，图A.18。上述三个例子，显示了宽度为BN/4的三个条带宽度，在三条中心线的每一条上都得到了裂纹长度。裂纹前缘的视觉平均位置在每一个条带都已得到。三个裂纹前缘

34、的视觉平均位置与试样加载孔中心的距离已在图上标出。随后的计算取三个位置测得的裂纹长度平均值为止裂裂纹长度仇。14 GB/T 19744-2005 图A.11 不能接受的裂纹前缘弯曲的图A.12裂纹开始扩展平面偏离试样中心面但CCA试样断口仍在净试样厚度平面内的CCA试样断口圈A.13裂纹扩展平面远离试样中心面但大部分图A.14裂纹扩展平面远离试样中心面并沿仍在净试样厚度平面内的CCA试样断口试样原厚度的一侧断裂的CCA试样断口15 GB/T 19744一2005图A.17不规则倾斜的16 GB/T 19744一2005附录B(资料性附录)缺口前端制备技术指南B. 1 脆性焊接技术制备CCA试样

35、缺口前端通过在以。需要的位置为中单焊道焊接形成一较平的轻轻的表面研磨还是大一些。B. 1. 3 GB/ T 6803 极氧弧焊或电子束焊用推荐的焊条，并且B. 1.4 借助下列到达狭缝的底部。缺口可以接时使用起弧和收弧板。引人严重变形。然而，O. 38 mm，或者更、，-hu d) 干燥1h2 h。B. 1. 5 焊缝内的裂纹形纹。然而，即使开缺口时没展的裂纹。实际上，非稳定裂要由焊肉下面的热影响区的硬化来判断。脆性焊接过的试样通过机缺口可能会去掉裂成功地引发了快速扩验出经能凭可要就主纹旦到需接足焊满新否重是再够能B.2 其他缺口前端制备技术B. 2. 1 V型缺口摔火法就是将V型缺口试样垂直

36、放入水浴中，缺口尖端保持在水面之上。用焊枪对缺口底部加热，直至缺口底部快要融化，然后将缺口底部放入水中。这样在缺口底部产生了快速引发裂纹扩展的脆性区。B.2.2 利用大电流焊接设备对CCA试样裂纹尖端处整个厚度上施加电流。CCA试样形成了自摔火脆性区，在脆性区加工缺口引发裂纹。B.2.3 在CCA试样的加载线，远离试样的中心(加载孔)位置加工额外的孔洞，供预制疲劳裂纹时用。GB/T 19744一2005提高温度足以避免脆性裂纹的萌生，对CCA试样施加载荷高于启裂载荷，使疲劳裂纹尖端产生钝化。实际上，这是一种疲劳预制裂纹的热预应力法。在随后的止裂试验中，试样展示的裂纹启裂水平高于材料脆性断裂韧度

37、水平，但低于热预应力时的韧度水平。这对于启裂韧度值很高、止裂韧度值很低的材料是有益的。18 GB/T 19744一2005C. 1 准确度附录C(资料性附录)准确度与系统偏差借助round-robin试验计划得到的准确度结果见表C.l。表C.l针对具有很强温度转变特性的材料。尽管这些材料的变异系数对温度并不敏感，但由于可试验的转变温度范围较宽.KIa的分散度较大。被测材料具有明显的非均匀性，当试验不同尺寸的试样时，尺寸效应很明显，与大试样相比小试样的分散度较大。表C.1 round-robin试验计划得到的三种钢材的Kro的平均值和标准偏差被测材料A514b A588 A533Bd A533B

38、d 试验温度一30C-30C 10C 25 C 试验数12 40 30 28 Kl的平均值/MParm88.4 61. 5 78.2 83.4 10.2 6.4 9. 7 10.6 标准偏差/MPa.;再%)(12%) (10%) (12%) (13%) a 该计划的试验结果来自21个实验室。b 试样从50.8mm厚的轧板加工而成，在全厚度，L-T取向下试验;Rp.2=890 MPa; NDTT= -50C ;RTNDT =一12C。C 试样从50.8mm厚的轧板加工而成，在全厚度，L-T取向下试验;RpO2=330 MPa; NDTT= -10C ;RTNDT = - 9C d 试样从254

39、mm厚的轧板加工成50.8mm厚的试样，L-S取向下试验;R间.2=480 MPa; NDTT= -12C ;RTNDT =一2C。C.2 系统偏差对于任何材料，没有可以接受的平面应变止裂韧度的标准值。系统偏差不可得到。19 GB/T 19744一2005附录D(资料性附录)本标准章条编号与ASTME1221-96章条编号对照表D.l给出了本标准章条编号与ASTME1221-96章条编号对照一览表。表D.1本标准章条编号与ASTME1221-96章条编号对照表本标准章条编号对应的ASTM标准章条编号1 1. 1和1.22 1. 1. 4和7.1.28. 3. 2 可、 8. 4 、_,/ 8.

40、 4 8. 4.1 8. 4. 1 8. 4. 2 8. 4.5 8. 4.3 8.4.6 8. 4. 4 8.4.7 8. 4. 5 8. 4. 8 8.4.6 8.4.9 20 本标准章条编号8.4.7 8. 5 8. 5. 1 8. 5. 2 8. 6 表D.1(续)GB/T 19744-2005 对应的ASTM标准章条编号8. 4. 10 8. 5 8.5. 1 8. 5.2 8. 6 21 GB/T 19744-2005 附录E(资料性附录)本标准与ASTME1221帽96技术性差异及其原因表E.l给出了本标准与ASTME1221-96技术性差异及其原因的一览表。表E.1本标准与AS

41、TME1221-96技术性差异及其原因本标准的章条编号技术性差异原因删除了ASTME1221-96的第1章中的1.3、1.4、1.5条和1.2条中的后三句话。增加了本标准规定了铁素体钢平面应变止裂韧度这三项内容是从美标角度叙K1a试验方法的符号、定义、试样、试验设备、试验程序、述的，我国不适于这种叙述。1 试验结果的处理和计算以及试验报告。符合我国标准的编写习惯，明增加了本标准适用于室温、低温和离温条件下用确标准规定的内容和标准的适用紧凑止裂试样(CCA)测定铁素体钢的平面应变止裂韧条件。度Kla并提供了评价拉伸断口表面可接受程度的方法和止裂裂纹长度的测定方法(见附录A)0 引用了与美国AST

42、M标准相对应的我国标准及一以适合我国国情。2 项国际标准。与后续增加内容保持一致。增加引用了GB/T8170 ,GB/T 12160。3 删除了ASTM标准中的每一个术语定义后面的讨符合我国标准的编写习惯。论部分，改变了术语前后的排列次序。4 增加了符号一章。明确了符号的名称，使后续的图例和公式计算更清晰。增加了试验原理部分。5 删除了ASTM中的第4章试验方法摘要和第5章符合我国标准的编写习惯。意义和应用。6 改变了前后次序。将第6章试样部分提前。符合我国标准的编写习惯。7 改变了前后次序。将第7章试验设备和装置放在符合我国标准的编写习惯。了第6章试样部分的后面。符合我国标准的编写习惯。8

43、删除了ASTM中的8.4.2、8.4.3和8.4.4。国标不对试验方法和过程进行解释嘲说明。9.4 增加了9.4条有效数字。符合我国标准的编写习惯。10 对试验报告内容进行了组合。标准更精练。删除了ASTM附录Xl中的第一条，对缺口前端制备技术的解稽。符合我国标准的编写习惯。附录B把ASTM中推荐的Foxdur350或500焊条改为国使得国家标准试验方法更具内常用并有成功使用经验的0127焊条，并对焊接参数有可操作性。进行了相应修改。22 GB/T 19744-2005 褒E.1 (续)本标准的章条编号技术性差异原因因为该章的数据是通过round-附录C将ASTM标准中的第11章准确度与系统偏

44、差改为robin试验计划得到的，我们由于受本标准的附录C.财力的限制没有组织此项工作，所以将其作为附录C(资料性附录), 以供参考。的OON|叮叮hFH阁。华人民共和国家标准铁素体铜平面应变止裂韧度K1a试验方法GB/T 19744 2005 国中* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销晤印张1.75 字数45千字2005年9月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2005年9月第一版* 定价15.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 1-26120