【国家标准(GB)】 金属 扭应力疲劳试验方法

中华人民共和国国家标准
金属扭应力疲劳试验方法
Metallic materiais-Torsional strcss fatigue testing本标准参照采用国际标准ISO1352-77《金属-—扭应力疲劳试验方法》。主题内容与适用范围
GB 12443-90
本标准规定了金属扭应力疲劳试验的原理、术语、符号、试样、试验机、试验条件、试验程序、试验结果的表示方法和试验报告。
本标准适用于室温大气下，测定公称直径为5.0~12.5mm圆形横截面金属光滑试样的扭应力疲劳性能。
注：作腐蚀环境下的金属扭应力疲劳试验时，可参照GB7733中4.2条的规定。2引用标准
GB3075金属轴向疲劳试验方法
GB7733
金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法GB10623金属力学性能试验术语
3原理
公称直径相同的试样装于扭转疲势试验机上，并承受图1之4～7所示任-一循坏类型所需扭应力的相应扭矩、连续试验至试样失效或至指定循坏次数。注：失效一般系指试样完全断裂或发生肉眼可见疲劳裂纹。同批和对比试验的判据应相同。-0-1*n
国家技术监督局1990-07-21批准o=\n
循环应力的类型
1991-07-01实施下载标准就来标准下载网
4术语、符号和名称
GB12443-90
与试样有关的符号和名称如表1所示。表1
试样夹持端的直径或相对平面间的距离试样的最小直径
试样工作部分的平行长度
d与D之间的过渡圆弧半径（见图2a)或夹持端间的圆弧半径（见图2b）4.2与疲劳试验有关的术语和符号扭转疲劳极限T（MPa）
指定循环基数下的中值扭转疲劳强度。循环基数一般取10°或更高一些。与疲劳试验有关的其他术语和符号见GB10623与GB3075。5试样
5.1形状
形状如图2所示。其工作部分可为圆柱形（见图2a），漏斗形（见图2b），工作部分横截面均为圆形；夹持端的形状则根据试验机的夹头形状和试验材料设计。试样的典型夹持端见图3。bd ± (0. 02
（a）圆柱形试样
（b）漏斗形试样
图2试样形状
5.2尺寸
GB 12443—90
图3试样典型夹持端
直径d的尺寸范围为5.0～12.5mm，推荐直径d的尺寸为6.0.7.5、9.5mm；允许偏差为±0. 02 mm。
实际最小直径的测量精度应不低于0.01mm。测量直径d时，切忌损伤试样表面。工作部分与夹持部分的同轴度应不大于0.01mm。同批试验或对比试验所用试样直径应具有相同公称值。5.3制备
5.3.1取样部位、取向和方法按有关标准或双方协议。5.3.2机械加工
所采用的机械加工不得改变试样的治金组织或力学性能，且引起的试样表面加工硬化应尽可能小。磨削精加工较硬材料的试样时，应提供足够的冷却液，确保试样表面不过热。工作部分与过渡圆弧的连接应圆滑，不应出现加工痕迹。粗加工后的试样毛坏如需热处理，应留有适当的加工余量，以保证精加工后能够消除热处理对试样表面的不良影响。不允许对试样进行矫直。5.3.3表面抛光
试样的工作部分经车削或磨削至公称尺寸后，采用粒度较细且逐次变细的水磨砂纸或砂布，沿其圆周方向进行手工或机械抛光。抛光的中间阶段可沿任一方向，以消除较粗粒度的砂纸或砂布所产生的伤痕；抛光的最后阶段必须沿圆周方向。抛光后，试样工作部分的表面粗糙度R.的最大允许值为0.32um。5.3.4表面状态
GB 12443 --- 90
试样工作部分的表面状态应与工况-致或符合5.3.3条的要求。5.4试样贮存
已制备好的试样如不能及时试验，则必须妥善贮存、保护，确保试样在贮存期间不变形且表面完好无损。
试验前，应采用适当的方法检查试样，其表面如有锈蚀或伤痕，则应重新进行表面精加工加以消除6试验机和试验条件
6.1试验机
可使用各种不同类型的扭转疲劳试验机，但均应满足如下要求：6.1.1用适当方法标定的平均扭矩和扭矩范围的示值误差均不超过士3%，或均不超过试验机使用满量程的士0.5%，取其大值。
注：条件尚不成熟时，暂可用静态方法标定扭矩，其示值误差不超过士1%。6.1.2频率范围宽，并能分级可调或连续可调。6.1.3试验过程中，两夹头应保持同轴，且夹头与试样不得有相对滑移。6.1.4应有工作可靠的扭矩控制装置，计数装置和试样失效或至指定循环数时的停机装置。6.2试验条件
6.2.1试验环境为室温大气（10～35℃）。6.2.2应力循环频率不应引起试样过热和不应引起试验机共振。6.2.3装于试验机上的试样不得承受所需规定扭应力以外的其他应力。7试验程序
7.1安装试样
将试样紧固于试验机上，使试样与试验机两夹头保持良好同轴。7.2选定应力循环频率
根据所用试验机型号、试样、应力大小或试验要求选定应力循环频率。7.3施加扭矩
开动试验机，其应力循环频率调至选定值后，将规定扭应力所需的相应扭矩施加到试样上。7.4测定扭转疲劳性能
疲劳性能测定方法应根据试验目的加以选择。疲劳性能测定所用试样数量随测定方法的不同而有一个较宽的范围。推荐用如下方法测定扭转疲劳性能：7.4.1扭转疲劳极限（Tp)的测定试验一般在预计（0.95～1.05）T范围的3级左右等间距应力水平下进行：应力增量-一般为预计7的3～5%；第一根试样的应力水平应略高于预计；在每级应力水平下试验的试样数量一般在两根或两根以上。
试验顺序如图4所示。
用下列方法之一处理试验结果所得应力水平即为扭转疲劳极限：8．半数试样试验至指定循环数而不失效的最高应力水平，但在比此应力水平低一级的应力水平下，试验至指定循环数而不失效的试样必须超过半数，如图4a或图4b所示。b。如果在某级应力水平下，超过半数的试样试验未至指定循环数已失效，而在比此应力水平低一级的应力水平下，试样试验至指定循环数全不失效时，则上述两级应力水平的平均值为扭转疲劳极限，如图4c所示。
试验顺序
7.4.2S-N曲线的测定
GB12443---90
验证试验
试验顺序
试验顺序
图4测定的试验顺序
一验证试验
通常取4～6级应力水平；用成组法测定其中等寿命区的疲劳寿命，每组试样的数量般随应力水平的降低而增加；用7.4.1方法测定其长寿命区的扭转疲劳极限。用逐点描迹法或最小二乘法，拟合上述试验数据点即成S-N曲线。8试验结果的表示方法
试验结果有下列两种表示方法：8.1列表法
表中应包括如下内容：
试验顺序、试样号、试样形状和尺寸及表面粗糙度、频率、应力、循环次数、中等寿命区的平均寿命和长寿命区的扭转疲劳极限。
8.2图示法
S-N曲线是常用的一种表示疲劳试验结果的方法。绘制S-N曲线时，以应力为纵坐标，以疲劳寿命为横坐标。
疲劳寿命采用对数坐标，应力采用线性坐标或对数坐标。试验报告
试验报告应包括如下内容：
注明本标准号；
试验材料的牌号、炉号、尺寸、化学成分、生产工艺、热处理制度、常规力学性能；试样形状、尺寸及表面状态；
应力循环频率；
试验期间的温度和湿度范围；
失效判据；
不符合规定的偏差；
试验结果（按第8章表示）；
试验者；
试验完成日期；
其他。
附加说明：
12443--90
本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。本标准由冶金部钢铁研究总院负责起草。本标准主要起草人高舜之
本标准水平等级标记GB12443—90I630
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