【GB国家标准】 金属材料 低拘束试样测定稳态裂纹扩展阻力的试验方法

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。