GB/T 24522-2020.Metallic materials-Method of test for the determination of resistance to stable crack extension using specimens of low constraint.
1范围
GB/T 24522规定了含裂纹的低拘束易塑性变形均质金属材料在承受准静态加载时稳态裂纹扩展阻力、裂纹张开位移δ5和临界裂纹尖端张开角的测定方法。对含缺口的紧凑拉伸试样和中心裂纹拉伸试样,通过疲劳预制裂纹,在缓慢增加位移量的条件下进行试验。
GB/T 24522描述的试验方法涵盖那些不满足断裂性能尺寸不敏感的试样,例如尺寸相对较薄的紧凑拉伸试样和中心裂纹拉伸试样。
GB/T 24522给出了测定裂纹扩展阻力曲线(R-曲线)的方法。与ISO 12135:2002测定紧凑拉伸试样断裂韧度特征值类似,在附录D中给出了采用中心裂纹拉伸试样测定断裂韧度特征值的方法。
裂纹扩展阻力的测定可以使用多试样法和单试样法。多试样法要求将多个名义上相同的试样加载到不同位移。通过对韧性裂纹扩展区域的标识以及随后的断口裂纹扩展量的测量得到裂纹扩展阻力曲线。只要能够满足符合规定的精度要求,基于卸载柔度法和电位法的单试样法也能够测量裂纹扩展。
推荐的单试样法由ISO 12135:2002描述。无论哪种方法，目的是获得足够多的数据点,以充分地描述材料裂纹扩展阻力行为。
测定δ5相对简单易行。δ5的结果由阻力曲线表示，显示裂纹扩展在限定范围内的唯一性。远离该限定范围,紧凑拉伸试样的δ5阻力曲线显示了对试样宽度的强依赖性,而中心裂纹拉伸试样的δ5阻力曲线显示了对试样宽度的弱依赖性。
CTOA的试验确定较δ5困难。临界CTOA由裂纹扩展一定程度后达到的稳定值表示。CTOA的概念可以应用于裂纹扩展量非常大的场合,适用性超过现有δ5的应用范围。
两种裂纹扩展阻力的测定均适用于结构评估。δ5的概念是完整的,通过基于简单裂纹驱动力公式的现有评估步骤，可以应用于结构完整性问题。

ICS7704010
中华人民共和国国家标准
GB/T24522—2020/IS0228892013代替
金属材料
低拘束试样测定稳态裂纹
扩展阻力的试验方法
Metallic materialsMethod of test for the determination of resistanceto stable crack extension using specimens of low constraint2020-06-02发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义bzxz.net
符号和说明
一般要求
试验前的要求
试验设备
试验要求
试验后裂纹测量
a阻力曲线和
试验步骤
R曲线图
试验报告
的测定
的确定
试样材料和试验环境
试验数据的有效性判定
a曲线的判定
的判定
资料性附录
资料性附录
资料性附录
资料性附录
试验报告实例
测量裂纹尖端张开位移。的装置裂纹尖端张开角亚的确定
断裂韧度特征值的测定
GB/T24522—2020/1SO228892013本标准按照
本标准代替
给出的规则起草
GB/T24522—2020/ISO228892013金属材料低拘束试样测定稳定裂纹扩展阻力的试验方法与相比除编辑性修改外主要技术变化如下修改了规范性引用文件用国际标准代替了我国标准见第章
增加了试样最大缺口宽度的要求见年版的
修改了紧凑拉伸试样中最大预制疲劳载荷的限制条件见修改了中心裂纹拉伸试样中最大预制疲劳载荷的限制条件见更正了式中的错误将α更改为a见将紧凑拉伸试样aW比值范围从
修改了预制疲劳裂纹的长度要求见增加了最小裂纹扩展量α并增加了式修改了数据判定的检查表见
本标准使用翻译法等同采用
验方法
修改为
年版的
年版的
年版的
年版的第
年版的
年版的
年版的
年版的
低拘束试样测定稳态裂纹扩展阻力的试金属材料
与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下金属材料单轴试验用引伸计系统的标定静力单轴试验机的检验第部分拉力和或压力试验机测力系统的检验与校准
金属材料试样轴线相对于产品织构的标识金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法本标准做了下列缩辑性修改
图的于图的次序进行了重新安排本标准由中国钢铁工业协会提出本标准由全国钢标准化技术委员会归口
本标准起草单位武汉钢铁有限公司东莞材料基因高等理工研究院华东理工大学力试上海科学仪器有限公司深圳万测试验设备有限公司冶金工业信息标准研究院中核武汉核电运行技术股份有限公司内蒙古包钢钢联股份有限公司中国石油大学北京本标准主要起草人李荣锋涂善东张显程董莉刘冬尚伦王琼琦王斌黄星刘明辉唐毅张建军帅健侯慧宁
本标准所代替标准的历次版本发布情况为GB/T24522—2020/ISO228892013引言
采用紧溪拉伸试样和弯曲试样确定稳态或失稳裂纹扩展起始点的特定断裂韧度以及稳态裂纹扩展阻力由于这些试样类型具有近方形剩余韧带而维持裂纹尖端处于高拘束状态对尺寸不敏感并被认为是断裂韧度下限值如果满足尺寸要求由此测定的K
宜尽管没
有特别说明其裂纹扩展阻力曲线R曲线同样对尺寸是不敏感的工程实践过程中有些情况没有被试样厚度远低于采用
所覆盖例如
测定尺寸不敏感性断裂性能的试样厚度要求可用的材料厚度不能保证经加工的试样满足尺寸不敏感性判据结构件的受力状态是拉伸而不是弯曲这些情况下结构件的拘束状态比中规定试样的低因此基于
试验结果会导致过低预测结构件的裂纹扩展阻力和承载能力的
1范围
GB/T24522—2020/ISO228892013金属材料低拘束试样测定稳态裂纹扩展阻力的试验方法
本标准规定了含裂纹的低拘束易塑性变形均质金属材料在承受准静态加载时稳态裂纹扩展阻力裂纹张开位移和临界裂纹尖端张开角亚的测定方法对含缺口的紧凑拉伸试样和中心裂纹拉伸试样通过疲劳预制裂纹在缓慢增加位移量的条件下进行试验本标准描述的试验方法涵盖那些不满足断裂性能尺寸不敏感的试样例如尺寸相对较薄的紧凑拉伸试样和中心裂纹拉伸试样
本标准给出了测定裂纹扩展阻力曲线R曲线的方法与测定紧溪拉伸试样断
裂韧度特征值类似在附录中给出了采用中心裂纹拉伸试样测定断裂韧度特征值的方法裂纹扩展阻力的测定可以使用多试样法和单试样法多试样法要求将多个名义上相同的试样加载到不同位移通过对韧性裂纹扩展区域的标识以及随后的断口裂纹扩展量的测量得到裂纹扩展阻力曲线只要能够满足符合规定的精度要求基于卸载柔度法和电位法的单试样法也能够测量裂纹扩展推荐的单试样法由
材料裂纹扩展阻力行为
描述无论哪种方法目的是获得足够多的数据点以充分地描述测定相对简单易行的结果由阻力曲线表示显示裂纹扩展在限定范围内的唯一性远离该限定范围紧凑拉伸试样的。阻力曲线显示了对试样宽度的强依赖性而中心裂纹拉伸试样的。阻力曲线显示了对试样宽度的弱依赖性的试验确定较困难临界
由裂纹扩展一定程度后达到的稳定值表示的概念可以应用于裂纹扩展量非常大的场合适用性超过现有的应用范围两种裂纹扩展阻力的测定均适用于结构评估的概念是完整的通过基于简单裂纹驱动力公式的现有评估步骤可以应用于结构完整性问题的概念总的来讲更准确在结构应用方面需要数值方法如有限元分析研究表明对紧凑拉伸试样和中心裂纹拉伸试样加载直到最大载荷稳定的曲线密切相关在。阻力曲线和临界2规范性引用文件
与唯一的阻力
之间建立解析的或数值的关系还有待进一步研究下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件金属材料试样轴线相对于产品织构的标识金属材料静力单轴试验机的检验第部分拉力和或压力试验机测力系统的检验与校准
单轴试验用引伸计的标定
金属材料
准静态断裂韧度的统一测定方法金属材料器
GB/T24522—2020/ISO2288920133术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
crackopeningdisplacementCOD
裂纹张开位移
在预制疲劳裂纹尖端裂纹两表面相对于原始未变形的裂纹平面的垂直位移该位移在试样表面裂
纹尖端
原始标距测量
裂纹尖端张开角
cracktipopeningangleCTOA
距当前裂纹尖端位置后面
处测量的或计算的裂纹两表面形成的相对角度稳态裂纹扩展
stablecrack extension
在位移控制下的裂纹扩展量只随位移量的增加而增加34
裂纹扩展阻力曲线
R曲线
crackextensionresistancecurve随裂纹稳态扩展量
a的变化曲线
临界裂纹尖端张开角
critical crack tip opening angle相距当前裂纹尖端位置后面
处裂纹尖端张开角亚的稳态值
注该值对面内尺寸不敏感但是可能依赖于厚度4符号和说明
本标准采用的符号和说明见表
裂纹长度
对于所有参数除非另有说明温度指的是试验温度表1
符号和说明
最终裂纹长度a
机械加工切口长度
初始裂纹长度
稳态裂纹扩展量
亚接近稳态值时的最小裂纹扩展量受或亚控制的最大裂纹扩展量
最终稳态裂纹扩展量
试样厚度
杨氏弹性模量
施加的载荷
表1续
预制疲劳裂纹时的最大载荷
GB/T24522—2020/1S0228892013说明
在试验温度下材料在垂直于裂纹平面方向的偏下的规定塑性延伸强度
在试验温度下材料在垂直于裂纹平面方向的抗拉强度裂纹路径偏高度
紧凑拉伸试样的宽度中心裂纹拉伸试样的半宽剩余韧带尺寸
初始韧带尺寸
最终韧带尺寸
裂纹尖端张开角
临界裂纹尖端张开角临界
泊松比
疲劳预制裂纹尖端
标距的裂纹张开位移
注此处不是一个完整的参数列表仅列出主要参数其他参数在正文中定义和引用一般要求
51概述
金属材料稳态裂纹扩展阻力可以采用单点特征值表征参见附录也可以采用在一定裂纹长
度内断裂阻力与裂纹扩展量的连续关系曲线表征见第章本标准中列出的任意一种经疲劳预制裂纹的试样均可以用于测试或计算断裂阻力参数试验通过对试样缓慢地增加位移测量对应的载荷裂纹张开位移和角度结合试验前后对试样的测量用于确定材料的裂纹扩展阻力本标准给出了测试断裂参量的细节和一般性信息图给出了本标准可以采用的测试流程图表给出了本标准采用表征断裂阻力的符号
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