书 书 书犐犆犛 ７７ ． ０４０ ． １０ 犎 ２２ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ７７３２ — ２００８ 代替 ＧＢ ／ Ｔ７７３２ — １９８７ 金属材料 　 表面裂纹拉伸试样断裂 韧度试验方法 犕犲狋犪犾犾犻犮犿犪狋犲狉犻犪犾狊 — 犉狉犪犮狋狌狉犲狋狅狌犵犺狀犲狊狊狋犲狊狋犻狀犵犿犲狋犺狅犱狑犻狋犺 狊狌狉犳犪犮犲犮狉犪犮犽狋犲狀狊犻狅狀狊狆犲犮犻犿犲狀狊 ２００８  ０５  １３ 发布 ２００８  １１  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 本标准与 ＡＳＴＭＥ７４００３ 《 表面裂纹拉伸试样的断裂韧度试验方法 》 一致性程度为非等效 。 本标准代替 ＧＢ ／ Ｔ７７３２ — １９８７ 《 金属表面裂纹断裂韧度试验方法 》， 并对 ＧＢ ／ Ｔ７７３２ — １９８７ 在以下 方面的内容进行了修改和补充 ： ——— 修改了标准的名称 ； ——— 在 “ 规范性引用文件 ” 中 ， 删去了原引用标准 ＧＢ６３９７ 《 金属拉伸试验试样 》， 增加了规范性引用 文件 ＧＢ ／ Ｔ２２８ 《 金属材料室温拉伸试验方法 》、 ＧＢ ／ Ｔ１２１６０ 《 单轴试验用引伸计的标定 》、 ＧＢ ／ Ｔ１０６２３ 《 金属力学性能试验术语 》、 ＧＢ ／ Ｔ１６８２５．１ 静力单轴试验机的检验 　 第 １ 部分 ： 拉 力和 （ 或 ） 压力试验机测力系统的检验与校准和 ＧＢ ／ Ｔ２０８３２ 《 金属材料试样轴线相对于产品 织构的标识 》； ——— 增加了第 ３ 章 “ 原理 ”； ——— 修改了预制疲劳裂纹的具体要求 ； ——— 修改了试验机的具体要求 ； ——— 修改了引伸计的类型 ， 增加了裂纹尖端张开位移典型的测量装置示意图 ； ——— 修改了试验程序中的试验速度 ； ——— 将原标准中的附录 Ａ 标题改为 “ 疲劳裂纹尺寸和形状的控制技术 ”； ——— 将原标准中的附录 Ｂ 标题改为 “ 表面裂纹断裂韧度试验的应力强度因子方程 ”。 本标准的附录 Ａ 和附录 Ｂ 为规范性附录 ， 附录 Ｃ 为资料性附录 。 本标准由中国钢铁工业协会提出 。 本标准由全国钢铁标准化技术委员会归口 。 本标准起草单位 ： 钢铁研究总院 、 武汉钢铁 （ 集团 ） 公司 。 本标准起草人 ： 高怡斐 、 周峰峦 、 王春旭 、 李荣锋 、 邱保文 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 ： ——— ＧＢ ／ Ｔ７７３２ — １９８７ 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ７７３２ — ２００８ 金属材料 　 表面裂纹拉伸试样断裂韧度试验方法 １ 　 范围 本标准规定了在连续缓慢增加的拉伸载荷下测定断裂韧度试验方法的原理 、 术语 、 定义及符号 、 试 样 、 试验设备及试验程序 、 试验结果处理和试验报告 。 本标准适用于具有半椭圆或部分圆形表面裂纹的金属材料矩形横截面拉伸试样 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有 的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ ／ Ｔ２２８ 　 金属材料 　 室温拉伸试验方法 （ ＧＢ ／ Ｔ２２８ — ２００２ ， ｅｑｖＩＳＯ６８９２ ： １９９８ ） ＧＢ ／ Ｔ１０６２３ 　 金属材料 　 力学性能试验术语 （ ＧＢ ／ Ｔ１０６２３ — ２００８ ， ＩＳＯ２３７１８ ： ２００７ ， ＭＯＤ ） ＧＢ ／ Ｔ１２１６０ 　 单轴试验用引伸计的标定 （ ＧＢ ／ Ｔ１２１６０ — ２００２ ， ＩＳＯ９５１３ ： １９９９ ， ＩＤＴ ） ＧＢ ／ Ｔ１６８２５．１ 　 静力单轴试验机的检验 　 第 １ 部分 ： 拉力和 （ 或 ） 压力试验机测力系统的检验与校 准 （ ＧＢ ／ Ｔ１６８２５．１ — ２００２ ， ＩＳＯ７５００１ ： １９９９ ， ＩＤＴ ） ＧＢ ／ Ｔ２０８３２ 　 金属材料 　 试样轴线相对于产品织构的标识 （ ＧＢ ／ Ｔ２０８３２ — ２００７ ， ＩＳＯ３７８５ ： ２００２ ， ＩＤＴ ） ３ 　 原理 本试验是用来评价具有表面裂纹的板材或类似板状的结构件在服役过程中的承载能力 。 当服役条 件和实验条件相同时 ， 表面裂纹拉伸试验的结果可以在设计中直接应用 。 ４ 　 术语 、 定义和符号 ４ ． １ 　 术语及定义 ＧＢ ／ Ｔ１０６２３ 规定的以及下列术语及定义适用于本标准 。 ４ ． １ ． １ 裂纹深度 　 犮狉犪犮犽犱犲狆狋犺 犪 表面裂纹前缘最深点到试样前表面的距离 。 裂纹深度是试样厚度的一部分 。 ４ ． １ ． ２ 裂纹长度 　 犮狉犪犮犽犾犲狀犵狋犺 ２ 犮 表面裂纹前缘与试样前表面相交的两点间的距离 。 ４ ． １ ． ３ 剩余强度 　 狉犲狊犻犱狌犪犾狊狋狉犲狀犵狋犺 σ ｒ 最大拉伸载荷与试样横截面面积之比 。 ４ ． ２ 　 符号 符号 、 单位和名称列于表 １ 。 １ 犌犅 ／ 犜 ７７３２ — ２００８ 表 １ 　 符号及名称 符 　　 号 名 　　　 称 单 　　 位 犅 试样厚度 ｍｍ 犠 试样宽度 ｍｍ 犔 试样测试部分长度 ｍｍ 犪 裂纹深度 ｍｍ 犪 ０ 加工裂纹源深度 ｍｍ ２ 犮 裂纹长度 ｍｍ ２ 犮 ０ 加工裂纹源长度 ｍｍ （ 犅 － 犪 ） 试样韧带尺寸 ｍｍ 犓 Ｉ Ｉ 型应力强度因子 槡 ＭＰａｍ 犓 ＩＱ 表面裂纹拉伸试样的条件断裂韧度 槡 ＭＰａｍ 犓 Ｉｅ 表面裂纹拉伸试样的断裂韧度 槡 ＭＰａｍ 犕 试样前后表面总的修正系数 Ф 第二类完全椭圆积分 犉 Ｑ 条件力 Ｎ 犉 ｍａｘ 最大拉伸力 Ｎ 犉 ｆｍａｘ 疲劳预制裂纹时 ， 循环力的最大值 Ｎ 犉 ｆｍｉｎ 疲劳预制裂纹时 ， 循环力的最小值 Ｎ 犞 表面裂纹试样中心处的裂纹嘴张开位移 ｍｍ σ ｒ 剩余强度 ＭＰａ 犓 ｍａｘ 疲劳预制裂纹过程中最大应力强度因子 槡 ＭＰａｍ 犈 材料的弹性模量 ＭＰａ ５ 　 试样 ５ ． １ 　 试样形状和尺寸 典型的表面裂纹拉伸试样见图 １ ， 试样头部形状和尺寸应适应试验机夹头夹持 。 试样比例尺寸 ： 犠 ／ 犅 ＝６ ～ １０ ； 犔 ／ 犠 ≥ ２ 。 当这些宽度和长度尺寸超过实际应用尺寸时 ， 必须用实际应用尺寸 。 ５ ． ２ 　 试样制备 ５ ． ２ ． １ 　 试样取向 试样取向标记应满足 ＧＢ ／ Ｔ２０８３２ 的要求 。 表面裂纹拉伸试样断裂韧度与裂纹取向和裂纹扩展方向有关 ， 试样应以两个字母标记其取向 。 第 一个字母表示裂纹面的法线方向 ， 第二个字母表示裂纹深度的预期扩展方向 。 例如 ＸＺ 表示裂纹面的 法线方向为纵向 ， 预期的裂纹扩展方向为板厚方向 。 标记方法如图 ２ 所示 。 ５ ． ２ ． ２ 　 试样表面要求 对于轧制板材试样 ， 应保留原轧制表面 ， 试样工作部分长度的表面不得有划伤 、 锈蚀等缺陷 。 如有 特殊要求需要加工试样时 ， 应保留一侧原轧制表面 ， 并在该面预制裂纹 ， 加工面的表面粗糙度 犚犪 的最 大允许值为 ３．２ μ ｍ 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ７７３２ — ２００８ ５ ． ２ ． ３ 　 裂纹源 为了便于疲劳预制裂纹 ， 一般在试样进行最终热处理之前 ， 用薄片的金刚石圆锯或类似的刀具和电 火花机床在试样表面中部制造一个人造裂纹源 。 裂纹源的加工方法不限 ， 推荐 犪 ０ ／ 犅 ≤ １ ／ ８ ， ２ 犮 ０ ／ 犅 ≤ １ ／ ２ ， 并应使裂纹源根部半径不大于 ０．２５ｍｍ 。 裂纹源平面应与试样表面中心线垂直 ， 偏差不大于 １０° 。 ５ ． ２ ． ４ 　 预制疲劳裂纹 试样应尽可能在热处理之前预制疲劳裂纹 。 预制疲劳裂纹的深度应不小于 ０．２５Ｂ 或 １．０ｍｍ ， 取其较小者 ； 并且疲劳裂纹的扩展量应不小于最 终裂纹长度的 ５％ 。 在疲劳预制裂纹前缘各点的法平面上 ， 裂纹及其加工裂纹源应位于裂纹前缘为顶 点的 ３０° 楔形区域内 ， 见图 ３ 。 最小与最大循环应力之比 犚 ， 应不大于 ０．１ 。 至少在最终总裂纹深度的 ２．５％ 时 ， 犓 ｍａｘ ／ 犈 的值应不大于 ０．０００３２ｍ １ ／ ２ ， 犓 ｍａｘ 应根据附录 Ｂ 给出 的公式进行计算 ， 取表面和最深点 犓 ｍａｘ 的最大值 。 图 １ 　 典型表面裂纹试样示意图 　　 犡 ——— 长度方向 （ 纵向 ）； 犢 ——— 宽度方向 （ 横向 ）； 犣 ——— 板厚方向 。 图 ２ 　 表面裂纹试样的取向标记 ３ 犌犅 ／ 犜 ７７３２ — ２００８ 图 ３ 　 加工裂纹源及疲劳预制裂纹的包迹形状 ６ 　 试验设备 ６ ． １ 　 试验机 ６ ． １ ． １ 　 试验机应按 ＧＢ ／ Ｔ１６８２５．１ 进行检验 ， 准确度等级应不低于 １ 级 。 ６ ． １ ． ２ 　 试验机应配备力 、 位移的自动记录装置 ， 并能够绘制曲线 。 ６ ． １ ． ３ 　 疲劳裂纹的预制可采用轴向拉伸 、 三点 、 四点或悬臂梁弯曲等几种方式 。 循环频率应低于 １００Ｈｚ 。 ６ ． １ ． ４ 　 试验夹具应保证裂纹扩展对称 ， 裂纹保持与试样平面和拉力方向垂直 。 ６ ． ２ 　 引伸计 ６ ． ２ ． １ 　 引伸计应按 ＧＢ ／ Ｔ１２１６０ 进行检验