GB12445.3-1990高强度合金楔形张开加载（wol）预裂纹试样应力腐蚀试验方法

中华人民共和国国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 高强度合金楔形张开加载 (WOL)预 裂纹试样应力腐蚀试验方法 GB 12445.3一 90 High strength alloys-Method of stress corrosion test for pre-cracked wedge一。pen loading (WOL)specimens 本标准参照采用国际标准巧O )工5 7539-88《余属和合金的腐蚀— 应力腐蚀试验))[们的第 - 部分 “试验方法的总则”和第六部分:“预裂纹试样气 1 主题内容与适用范围 木标准 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 了高强度合金楔形张开加载 (WOL)顶裂纹试样应力腐蚀试脸方法的术语、定义及 符号、原理、试样、试验装界及用具、试验条件、试验程序、试验结果处理、IA验的有效性检验和试 脸报告 本标准适 用J飞All试高强度钢、钦合金材料的板材、棒材、锻件及焊接件 (通常指F' 人方向，见 图 1，其他方向容易折臂)的预裂纹试样在腐蚀环hq中的平面应变应力腐蚀开裂界限应力强度因 升 Kis 和裂纹扩展速率da-dt，用I=评定材料的应力腐蚀汗裂的敏感性、j_,cis计和寿命估算 国家技术监督局1990-07一21批准 1991-07-01实施 GB 12115。S一 .0 ca)矩形截面的基本断裂平面 cb}非基本断到平面 x 7T,-, 71--y奋??? 若 Y Z 匕 X- Y翻xY (Ay-(Ay- (c)，径向晶粒流向 2 术语、定义及符号 轴向加工 径向加1 图 I 试样在各种形式的材料中的取向 2.1 术语及定义 2.1.1 应力强度因子Kl 线弹性体中 J型 (张开型)理想裂纹尖端区域的应力场强度，是外加载荷、裂纹长度和试样几何 形状的函数。 GB 12115‘3- 90 2.1.2 初始应力强度因子入 : 应力腐蚀试验开始时，试样原始裂纹尖端的应力强度因子， 2.1.3 平面应变断裂韧性K, K,的临界值。在严格约束塑性变形即平面应变占卞导的情况 「，增加应力强度时，产生的裂纹 扩展与环境尤关 2.1.1 K,,的暂定值从 用非标准方法测定的Kic值，当满足平面应变为主的有效判据时，KQ等于K 。 2.1.5 应力属蚀开裂界限应力强度因子K,scc 材料在特定腐蚀环境中，承受工型载荷，在平面应变条件「，应力腐蚀裂纹扩展的阻力。应力强 度高于该值时，合金中的裂纹就会扩展，低 于该值时，应力腐蚀裂纹不扩展，或扩展速率平R1氏。 2.1.5 K,“ 的暂定值KQS c- 用非标准方法测定的K11- ，当满足平面应变为t的有效判据时，KQ, 等于K,,,, 2.1.7 疲劳应力强度因子Kf 与疲劳循环的最大载荷相应的平面应变应力强度。 2.1.8 疲劳应力比R 疲劳循环中，最小应力与最大应力的代数比值 2.、9 试样取向标记 用三个轴X, Y, Z (或L,T,S)中的两个或二个轴表小试样断面的方向。在矩形截面中， x一 一纵向 (品粒流动方向);Y- 长横向，7.- }横向。例如:X-7,(或L -S),第 一个字毋 表示施加应力的方向，第二个字母表示裂纹扩展的方向，见图1。 2.1.10 函数Y(ai甲) 根据实际标定的柔度与a的关系计算的K, -a/W的函数关系。 2.1.11 裂纹扩展速率d州dt 应力腐蚀过程中，用连续监控技术测A的应力腐蚀裂纹扩展的瞬时速率，以m广5表示 2.1.12 n区裂纹扩展速率 (da/dt), 裂纹扩展速率与应力强度因子的关系可绘制成如图2所示的曲线。该曲线共分三个区域，即1, ll和Ul区。其中，与应力强度因子基本无关的区域是II区裂纹扩展速率，表示为 (da/dt)。。a区基 本L属于平台，故称平台裂纹扩展速率。 ??， ???? ? ? 图 2 叹(da!d()K:曲线图 GB 12445.3-90 2.2 符号及单位 川-一 试样宽度，从试样加载中心线处到试样末瑞的距离 (图3), mm 召— 试样厚度 (图3)，mm, a,- 疲劳裂纹长度 (图4)，mm aN— 缺「]长度 (图4)，mm, 。— 裂纹总长度。检查表面裂纹长度时，a等于a D,测鼠断U长度时，。等 J -a, mfa ao - 表面裂纹长度，mm, a、a,, a,- 分别为断ut厚度8的250%. 50%, 75 处的裂纹长度 (图4)，111. 万— 试验截止时试样断口上的有效裂纹匕度，等于 (。上十。2十。卜3，m。口 「— 试样加载后，安装在试样缺口端面的干分表中毛、线处的张开位移 (图5)，mm d-一 试样加载中心线处裂纹的张开位移 (图5)，mm C.一 千分表的中心线到试样加载巾心线的距离 (图5)，mm。 K,— 裂纹尖端应力场强度因子，MPa、写丽。 K,— I !L裂纹平面应变断裂V)JfJ, MPa?m K,，一一试样的初始应力强度囚f, MPa}} m, K,— 疲劳应力强度因子，MPaV-.。 R- 疲劳应力比。 KQ - Kt c的暂定值，MPa?m , K.scc— 材料的应力腐蚀开裂界限应力强度因f, MPa?- m Koscc - Kiscc的暂定值，MPa" m , a「 ,,— 材料的条件屈服强度，MPa,m , E— 材料的弹性模量，GPa. da'dt— 裂纹扩展速率，m一s (da/dt).— II区裂纹扩展速率，m一s 图 3 WOL试样图 maqi 铅笔 maqi 铅笔 GB 12445.8一 .0 图 4 试样断面图 图 5 用千分表测量试样开口处的 张开位移和v -a关系示意图 1一千分表挡块.2一千分表夹块.3一千分表.卜 加载中心线. 5一裂纹“端，Cl一28.9- ‘二(a羚 ‘ a 原理 在加上制造和使用中，结构内不可避免地产生裂纹和类裂纹缺陷。而结构在环境中使用时， u 发生应力腐蚀，结构内的裂纹和类裂纹缺陷将决定着结构的使用寿命。此外，有此材料只有在裂纹和 GB 12445.3-90 类裂纹缺陷存在时才显小出应力腐蚀开裂的敏感性 述客观状况，本标准采用预制疲劳裂纹试样。 为了模拟和反映结构发生应力腐蚀开裂过程的 } 的应力场澜 因子应处于平面应变状态。 根据线弹性断裂力学理论，须制疲劳裂纹试样裂纹尖端 试脸时，试样m于特定腐蚀环境中承受1型载荷，保持恒定 位移，便可产生应力腐蚀裂纹扩展。随着裂纹的扩展，应力强度因子K,逐渐降低。在此过程中，侧定 裂纹扩展速率da!dt当达到试脸截正条件时，便可取得应力腐蚀开裂界限应力强度因f K,scc。从而 用以进行损伤容限设计、 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 材料和寿命估算。 ‘ 试样 4.1 试样尺寸 推荐的试样形状及尺寸见图3。在某些情况下，试样尺寸也可改变。在满足平面应变条件a.刀 大上或等于2.5 (K, c / ,,2 ) 2的情况 F,试样尺寸按比例变化时，千分表中心线到试样缺l-a端部的Yl 离也按相同的比例改变 4.之 试样数量 原则上， 个试样可以得到一个K,s ,,值和 一条da/df-K,曲线。为了准确起见，平行试样不少 于3个。严格时，平行试样应为5个。 4.a 试样加工 4.3.1 M16的孔的中心线与Ai面的不垂直度允差0.1..,其余各面的不垂直度均为0.06.. 4.3.2 M16孔的中心线与试样厚度的中心线相重合，与X116的孔的中心线相交并垂直。 4.3.3 试样缺口用钥丝切割加上，缺口尖端直径为0. 16 1 0.02 mm ,能满足上述条件的其他加 1方法 也可采用 4.4 加载螺钉和垫块 加载螺钉的形状和尺寸见图6，加载垫块的形状和尺寸见图7.其材料采用硬度日RC大少」曰的 轴承钢或其他材料。 图 6 加载螺钉图 图 7 加载垫块图 4.5 试样取向 般的试样取向如图1所示的Y-X方向，其他方向容易折断 GB 12115.3一，8 1.6 试样清洗 试样机械加工完毕后，立即用汽油等溶剂仔细清洗，将试样表面及线切割槽清洗于净，然后放入 千燥器中。 1.7 预制疲劳裂纹 1.7.1 预制疲劳裂纹前必须用汽油等溶剂将试样的表面及线切割槽清洗于净，吹千。 1.了.2 用于预制疲劳裂纹的试验机，对试样加载时，应做到使切口附近应力分布对称，并且载荷误盖 不超过士2.5%。 1.7.3 预制疲劳裂纹长度为2.0-2.5mm 1.7.1 为保证疲劳裂纹分析的有效性，应检杳两侧而I--的疲劳裂纹，使与裂纹中心面偏离均不大I 10 。 1.7.5 1.7.6 1.7.7 1.7.8 预制疲劳裂纹时，最大疲劳强度因子Kf不超过。.6 K, 疲劳应力比R应满足。(R}, 0.1. 预制疲劳裂纹的平均速率为0.25mm/min. 预制完疲劳裂纹的试样应放在「澡器中以备试验。 5 试验装置和用具 5.1 试验容器:用玻璃或有机玻璃制作。 5.2 千分表:测量范围。~1 mm, 5.3 千分表架:形状和尺寸见图8, ca)千分表 火块 日 严 ‘b)千分表挡块 图 8 千分表表架图 GB 1244 5.3一 ，6 (c)丁分丧V NOV,宁1 5.4 5.与 56 续图 8 L具显微镜和读数显微镜:放大倍数不小于20倍 符合试脸要求的擦温装置 扳手、台钳及注射针等 右 试验条件 6.1 试验坏境 试验环境一般应模拟使用环境。通常采用具有代表性的3.5肠氯化钠水洛液(用去离子水或fly馏水 及化学纯的氯化钠酉乱」)。配制的3.5%氯化钠溶液的pf 1值为6一7。 试验温度为35, 1℃。 6.2 试验方式 将试样放在盛有试验溶液的容器中，缺口端朝上，溶液水平面高于预制疲芳裂纹山」低 J加载螺钉， 每1J更换溶液 一次。 6.3 封样 需要时，除裂纹及扩展部分外，均用日06-2环氧锌黄底漆或石蜡加松香等涂覆，裂纹及裂纹扩 展 部分用透明涤纶胶带贴封，以便观测裂纹的扩展。 了 试验程序 7.1 测量并 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 试样厚度B和宽度牙，测量梢度为0.01-- 7.2 首先确定欲加初始应力强度Kl值，然后根据8.1条所用的公式计算试样的张开位移6.。 7.3 封样 〔见6.3条)。 7.4 用内酮将千分表架及试样缺C7端面擦 「净，然后用强力沾务剂502将千分表架贴在试样的缺II端 面上，并保证表架安装准确，千分表夹块与千分表挡块之间的距离以3一5mm为宜 7.5 将千分表装在表架上，并用紧固螺f固定，如图9所示。 7.6 试样加载前，将试样的螺纹处、加载螺钉及垫块上涂一层薄的凡士林 了了将试样在台钳上夹紧，用扳手匀速加载到千分表的指针达到欲加的位移17o取F试样从r分表- 7.8 在工具显微镜 匕(或读数显微镜)上洲量并 记录表 体温记录表下载消防控制室值班记录表下载体温记录表 下载幼儿园关于防溺水的家访记录表绝缘阻值测试记录表下载 面裂纹长度 了.s 用注射针注射试验溶液用以排除试样预裂纹内的空气，并尽快放入到盛有已配制好的试验洛液的 容器中。放置时，缺口朝上，液面超过疲劳裂纹而在螺钊以下。 了.拍 用读数5d微镜跟W 晒9(单面)并记录起裂的孕育期、裂纹扩展长度及相应的时间。经日界， 当裂纹扩展速率在n区时，测量裂纹扩展的时间间隔要灿，过了11区之后，测量的时间1司隔可以适气 变长，也al以不定期测量，直到裂纹扩展速率d4; dt小1.或等于to smfs为it GB 12445。含一 90 图 9 装有 十分表的WVL试样 了.” 试验终比后，取出试样，用吹风机吹干后将试样夹在台钳上用扳手扭紧螺钉，直至试样裂开。 将腐蚀产物等清除。断口上滴仁丙酮，用硝酸纤维膜枯合，反复几次，于净后贴紧，放在干燥器中待 12 在试样的断面上，测量厚度B的25%, 50%, 75%处的裂纹长度a,, as, as，并计算平均值 见图3。 试验结果处理 计算K, scc 计算应力强度因子的公式为: K,二 ? ? ?? ? ? VE (-一一〕r laity) 、a (MP - -m ) ?? ?? 式中:K, V MP.训W l m 书 m书 MPae ? ? Y (a/W)二exp (10.5038一115.5966(./W)+408.388 6 (a/W) z 一708.3414(a/W) z+602.0491 (a/W)^一200. 823 5 (a/ W) s ) 注 Q值，在计算张开位移V时用口。，计SK,,“时用a. Y(a/W)俏见表1. 二2 log (da/dt)一K,的计算及作图 8.2.1 一般情况下，根据测定的Aa,At和a-K，的关系，可以直接作出log (da/dt)-K【曲线，如 图 2的 I、II所示。 8.2.2必要时，可根据测定的a, t数据用最小二乘法求得da /di, 人8.1条中的公式求出K,，便可得到一条log (da/dt)一K;曲线。 然后将测得的相应的裂纹长度a代 GB 12445.3- 90 W OL预裂纹试样应力场强度因子K 标定系数Y (alw)值 ."津 0.000 表 1 n O0 0 002 0.004 0.005 一 0.006 1 0.007 0 川18 0.300 0.3l0 0.320 0.330 0.340 0.350 0.360 0.370 0.380 0 390 ::: 0.420 0.430 0.440 0.450 0.460 0.47吃》 0.490 0.490 0.500 0. 510 0.520 0.530 0.5凌幻 0.550 0.560 0.570 0‘5吕0 0.115 7 0.1106 0.106 5 0.103 2 0.100 6 0.0985 0.0969 0.0956 0.094 7 0.094 0 0.093 4 0.093 1 0.092 8 0.0926 0.0925 0.092 4 0.092 3 0.092 2 0.092 1 0.092 0 0.091 e 0.091 6 0.0914 0.091 1 0.0908 0.090 5 0.0901 0.089 7 0.0892 0.0888 0.0883 0.0879 0.0875 0.0871 0.0867 0.0863 0.086 0 0.0857 0.085 4 0.1151 0.Ito I 0.1061 0.102 9 0.100 3 0.O9B3 0.岭67 0.095 5 0.0946 0.093 9 0.093 4 0.093 0 0.0928 00926 0.092 5 0.092 4 0.092 3 0.0922 0.092 1 0.092 0 0.091 8 0.091 6 0.091 4 0.091 1 0.090 8 0.090 4 0.090 0 0.0896 0.089 2 0.088 7 0.088 3 0.087 9 0.087 4 0.087 0 0.086 6 0.088 3 0.085 9 0.085 6 0.0854 0.114 6 0.109 7 0. 105 7 0. 102 6 0.100 1 0.098 1 0.0966 D.0954 0.094 5 0.0918 0.0934 0,0930 0.0929 0.092 6 0.092 5 0.092 4 0.0923 0.092 2 0.092 1 0.092 0 0.091 8 0.091 6 0.0913 0.091 1 0.0907 0.090 4 0.090 0 0.089 6 0.089 1 0.088 7 0.088 3 0.087 8 0.087 4 0.087 0 0.086 6 0.0862 0.085 9 0.085 6 0.085 4 0.003 0.114 0 0.109 2 0.10 5 4 0.102 3 0.099 9 0.098 1 0.096 5 0.095 3 0.094 4 0.093 8 0 093 3 0.093 0 0.092 7 0.092 6 0.092 5 0.092 4 0.092 3 0.092 2 0.092 1 0.092 0 0 091 吕 0.091 6 0.091 3 0.091 0 0.090 7 0.090 3 0.089 9 0.089 5 0.089 1 0.088 7 0.088 2 0.087 8 0.087 3 0.086 9 0.086 6 0.086 2 0.085 9 0.085 6 0.085 3 0.113 5 0. 108 8 0.105] 0.102 1 0.099 7 0.097 9 0.096 3 0.6952 0.eg44 0.0937 0.0933 0.0929 0.092 7 0.0926 0,092 5 0.092 4 0.0923 0.092 2 0.092 1 0.0919 0.091 8 n 091 6 0.1125 0.108 0 0.1044 0.101 5 0.099 3 0.097 5 0.096 1 0.095 0 0.094 2 0.093 6 0.093 2 0.092 9 0.092 7 ‘)09艺5 ::: 0.111 5 0. 107 2 0. 103 8 0.10 1 0 11.们98 9 口.09了 2 0.99 5 8 0.094 8 0.094 I 咬，093 5 0.093 I 0.092 8 0.992 7 0.092 5 0.0924 0.092 3 0.092 3 0. U92 2 0 0日20 0.091 9 0.091了 0.幻915 0.091 2 0 090 9 :::: 0.091 3 0.091 0 几09117 0.090 3 0.089 9 0.089 5 0.089 1 0.088 6 0.088 2 0.087 7 0.087 3 0.096 9 ::: 0.085 8 0.0 5 6 0.085 1 0.113 0 0.108 4 0.104 7 0.101 3 0.099 5 0.097 6 0.096 2 0.095 1 0.0943 0 093 了 0.093 2 0.992 9 0.092 7 0.092 6 0.092 4 11.092 4 0.092 3 0.092 2 0.092 1 0.091 9 0.091 7 0.091 5 0.09土 3 0OgL.) 0.0906 0.1190 3 0.089 9 0.089 4 0.089 0 0.088 6 0.088 1 0.087 7 0.087 3 0.086 9 D.086 5 0.086 1 0.085 8 0.085 5 0.085 3 0汉1923 0.092 2 贬卜 092 l 0.091 9 Q 091 7 0.091 5 幻、091 2 0.090 9 0090 6 0.090 2 0.089 8 0.089 4 0.089 0 0.088 5 0.088 1 0.087 6 0.087 2 0.086 8 0.086 4 0.086 1 0.085 8 (I.U85 5 ‘)哎含85 3 0.112 D 0.107 6 0.104 l 11.1013 0.0g9 1 0 U973 0.096 0 0.094 9 11.094 I 0.0936 11.093 2 0.092 9 0.Q927 0.092 5 0092 4 0.092 3 0.092 3 0.092 2 0.0920 0.091 9 0.091了 0.Q9几5 0.0912 0.090 9 0.090 6 0.090 2 0.089 8 0.089 4 0.088 9 0.088 5 0.088 0 0.087 6 0.087 2 0.086 8 0.086 4 0.086 1 0.085 8 0 0855 Ot0853 I.0905 0.0901 0.089 7 0.089 3 0.088 9 0.088 4 0.088 0 0.087 6 0.087 1 0.086 7 0086咭 0 086 0 叮1.1185 7 U.吧185 5 可〕明785 2 0 009 0.111 0 0.106 8 0.103 5 0.100 8 U.0987 0仃97G 0.096 8 0.090 8 0.094 0 0.093 5 00931 0.092 8 0.0926 00925 0.0924 00928 0.092 2 0.0921 00920 0.e91 4 仇0引 了 0.091 4 0.091 2 0.o908 0.0905 0.0901 0.089 7 0.089 3 0.088 8 0.0884 0.088 0 0.087 5 0.087上 比。85丁 0.0863 0.088 0 0.0857 幻.0851 no852 ??? ? ??? ??? ? ??? :;: 235 GB 12445.3-90 续表 1 a -W 0.000 0。。咬II 0.002 0.003 0.004 0 0t)5 口.006 0.川 )了 0 口08 0.009 0690 0.700 0.710 认720 0.73t) 认740 0.750 0 了60 0.770 0.780 0.790 0.0852 幻.0850 0.084 9 0.0848 0.084 7 0.084 6 0A 吕45 0，咬〕944 0.084 3 0.084 1 0.0939 (〕 幻85 2 0.085 0 0 084 9 0.Os4 7 0.0847 0.0B4 6 0.084 5 0.0吕44 0.084 3 0.084 1 0.0839 0.0852 0.0850 0.084 8 0.084 7 0.084 6 0.084 6 0.084 5 0.084 4 0.0843 0.084 1 0.083 8 0.085 1 0O850 0.084 8 0.084 7 0.084 6 0.084 6 0.0吕45 t).0吕44 0.084 3 0.0841 0.083 8 〔)0851 0.085 0 00月a月 0.084了 〔) (1846 0.0 46 0.084 5 0.0844 0.084 3 0.0841 0.083 8 0.085 1 ()084 8 OU848 0幻817 0 【184 6 U幻846 0.084 5 0,084 4 氏0942 0.0810 0,0838 0.085 1 0.0849 0.084 8 0 URA7 0.084 6 0.084 5 0 0日45 0.084 4 0.0吕42 0 日840 0.083 7 0 085 ] 0.084 9 O O84 8 0.084 7 0 084 6 0.084 5 0.084 0" 0.084 4 0.084 2 0.084 0 0.0837 0.08马幻 0.084 9 吐)_084 8 仁.084了 0.0846 U.0吕45 伙084 4 0.0843 0.084 2 0.084 0 0.0836 r 0C85O 0.084 9 0.084 8 008斗了 0.084 5 0.08月5 ‘加.口84 刁 0.084 3 0.084 2 0.083 0 幻 O83 6 ， 试验的有效性检验 9.1 试骑的试样必须满足B, a, (W a)大于或等 f2-5 (K 一。 )`o 9.2 在试样断t1匕侧U试样厚度e的25%、50'!6, 750,0处的裂纹总氏度时，了F何两点之间的旅不应大 」二2.5%环- 9.3 试样断口上的最大裂纹长度和最小裂纹长度之Y不大士5,, 97 9.4 试样的裂纹面与缺口中心、面的最大偏差应不大f10 9.5 疲劳裂纹必须符合断裂切性试脸的所有要求 10 试验报告 试验报告包括下述内容: 10.1 材料牌号、规格、批号、热处理状态及来源。 协 之 材料成分、力学性能。 10.8 产品形式、切取试样的原材料的截面厚度 10.4 试样取向。 10.5 试样厚度B,宽度尸。 10.6 试验环境的化学组成、电化学条件、温度、压力和试验方式 (如全浸、喷雾等)。 10.7 预制疲劳裂纹 a. 疲劳裂纹最终扩一展时的疲劳应力强度Kr, b. 疲芳应力比R， c. SO制疲劳裂纹时的温度和环境。 d. 疲芳预制裂纹长度of。 10.8 试验的汁始时间和终止时间 10.9 材料的K,:c、log Cda一dt)K,曲线和(da dti,,。 10.10 必要时说明田沛羊的断F1情况。 10.11 试验 日期。 '助 GH 12445.3-90 附说加明: 本标准由中华人民共和f冶金1_业部提出 本标准由航空航天工业部621研究所、北京航空航大大学、冶金工、W部钢铁研究总院负责起草 本标准主要起q人张患九、徐福源、朱水凸、郭淑铭、张暄。 卞标准水平等级标记 GB 12445.3-90