【国家标准(GB)】 金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法

中华人民共和国国家标准
金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法Metals-rotating bar bending corrosionfatigue testing
669:620
.178.3
GB 7733-87
本标准适用于腐蚀条件下，测定金属圆形横截面试样在旋转状态下承受弯矩时的疲劳性能。注：本标准亦可供其他类型应力作用下的腐蚀疲劳试验参考，1试验原理
在腐蚀条件下，试样旋转并承受一恒定弯矩。试验连续进行到试样失效或达到指定循环次数。2术语和定义
2.1腐蚀疲劳
在腐蚀环境和循环应力（应变)的复合作用所导致的疲劳失效。2.2条件腐蚀疲劳极限CF对应于指定循环次数的中值疲劳强度。2.3理论应力集中系数K，
根据弹性理论计算的应力集中区最大应力与该区标称应力的比值。2.4存活率P
疲劳寿命高于指定值的百分率。2.5环境
包围试样试验部分的化学物质和能量的组合体。2.6环境槽此内容来自标准下载网
包围试样试验部分的容器。
2.7环境成分
环境所含化学物质的浓度。
2.8环境含氧量
环境所含氧气的浓度。
2.9环境压力
环境槽中环境的压力。
2.10环境温度
环境槽中环境的平均温度。
2.11环境体积
环境槽、贮存槽以及与之连通的导管中参加试验的环境体积的总和。3试样
3.1符号及其说明见下表。
中华人民共和国冶金工业部1987-03-31批准510
1988-03-01实施
GB7733—87
夹持部分或加力部分直径
最大应力处直径
圆柱形试样的夹持部分与试验部分之间或漏斗形试样夹持部分之间的连接圆孤半径
3.2形状、尺寸及试验部分的表面状态应根据试验目的、试材性质和所用试验设备确定。3.3推荐试样形状
推荐试样形状如图1～7所示，可为圆柱形、圆锥形和漏斗形，其试验截面均为圆形。各种情况下试样所承受的弯矩M图和标称应力s图如图1～了所示。M
图1圆柱形试样
单点加力
图3漏斗形试样—单点加力
图2圆锥形试样
图4圆柱形试样
一单点加力
-两点加力
图5圆柱形试样
一四点加力
GB7733-87
图7漏斗形试样—
图6漏斗形试样——两点加力
一四点加力
夹持部分截面面积与试验部分截面面积之比宜大于1.5；如为螺纹夹持，此比值不宜小于3。3.4试样尺寸
同-批试验所使用的试样应具有相同直径d,其偏差为士IT10。试样实际最小直径的测量精度应不低于0.01mm。测量直径时，切忌损伤试样表面。试验部分与夹持部分的同轴度公差应不大于0.01mm。推荐图8所示形状尺寸的光滑圆柱形试样。其直径d为6、7.5.9.5mm。d的偏差为士0.05mm；其夹持端之间的距离L为40mm。
注：研究材料缺口敏感性时，图9所示形状尺寸的缺川试样可供参考。512
图8光滑圆柱形试样(K,=1)
3.5试样制备
3.5.1取样
GB 7733-· 87
图9环形半圆缺口试样（0为缺口半径.K，=1.86）取样部位、取向和方法应按有关标推或双方协议。3.5.2机械加工
所采用的机械加工在试样表面产生的残余应力和加工硬化应尽可能小，所得表面质量应尽可能均勾一致。采用磨削来进行较硬金属试样的精加工，磨削时需提供足够的冷却液，确保试样表面不过热。试样精加工前进行热处理时，应防止变形或表面层变质。不允许对试样进行矫直3.5.3表面精加工
试样表面的最后精加工，推荐采用水磨砂纸或砂布沿试样纵向进行机械抛光。表面精加工后，光滑试样试验部分的表面粗糙度力求达到Ra0.100μm注：（D如试验目的是评定特定表面状态或已知材料腐蚀疲劳性能对表面状态不敏感时，则其试样制备不受3.5.2和3.5.3的限制；
②）关于试样的加工工艺，可参考附寻A（参考件）。3.6试样贮存
已制备好的试样如需贮存一段时间后作试验，则应妥善保护、贮存，确保贮存期间不变形且表面究好无损。试验前应用适当方法检查试样，其表面如有锈蚀或伤痕，应重新进行表面精加工加以消除，4试验设备及试验条件
试验设备包括试验机、腐蚀装置和环境监测仪器4.1试验设备
4.1.1试验机：可用不同类型旋转弯曲疲劳试验机，但应满足如下要求：a．所施弯矩误差不大于士1%；
b．将检验棒装于试验机上，慢慢转动试验机主轴，用百分表沿检验棒的试验部分或沿其自山端测得的径向跳动量不大于0.02mm。装上标准试样空载运转时，在主轴简加力部位测得的径向跳动量小于0.06mm;
频率为1～200Hz，并力求连续可调；c.
初始弯矩宜为零；
在额定容量下工作长期可靠。
4.1.2腐蚀装置：环境槽和试验必需的辅助系统所组成的腐蚀装置应满足如下要求：a.
在试验条件下化学稳定性好；
环境槽容积适应4.2.4要求；
不影响试样承受的弯矩；
GB 773387
d．在试验周期内，保持试验环境符合规定要求。4.1.3环境监测仪器：环境监测仪器的种类、型号及其精度应根据试验要求确定。4.2试验条件
试验条件应根据试验目的确定。试验过程中，应严格控制试验条件。4.2.1如果试验是为选材提供依据，则试验条件应尽量重现材料的实际使用条件，应控制如下主要环境参数：
a.环境成分；
b．环境含氧量；
c．环境pH 值；
d．环境温度；
腐蚀作用方式等。
4.2.2如无特殊规定，腐蚀溶液应采用分析纯化学试剂和蒸馏水或去离子水配制。济液的化学成分应控制在试验要求范围内。4.2.3环境温度应控制在试验要求范围内。室温试验时，环境温度宜控制在24土3C范围内。其他温度下试验时，环境温度的控制精度按有关规定或双方协定。4.2.4环境体积：环境应有足够的体积，环境体积与试样被漫表面积之比，推荐不小于20ml/cm。4.2.5腐蚀作用方式：同一批试验或对比试验的腐蚀作用方式应相同。试验过程中，试样试验部分表面与腐蚀环境应始终保持规定腐蚀作用方式所要求的接触状态。4.2.6试验频率：同批试验或对比试验的试验频率应相同5试验程序
5.1按试验要求准备好腐蚀环境。5.2将试样装于试验机上，使之与试验机主轴保持良好同轴，然后牢固夹紧。当用手慢慢转动试验机主轴时，用百分表在纯弯曲疲劳试验机的主轴筒上或悬臂弯曲疲劳试验机中试样的自由端上所测得的径向跳动量，均应不大于0.03mm。启动试验机后，空载正常运转时，用百分装在主轴筒加力部位测得的径向跳动量应不大于0.06mm。
5.3调整好腐蚀装置。
5.4启动试验机，使试验频率达到规定值。5.5使试样处于规定环境中并承受规定弯矩，计数器立即开始计数。5.6试验过程中，监测并控制环境参数，使之符合规定要求。5.7试验一直进行到试样失效或达到指定循环数时方可终止，中途不得停试。5.8如有下述情况之一，试验结果无效：试样失效发生在其最大应力部位之外；a.
试样断口有明显缺陷；
试验过程中，环境不符合规定要求5.9测定50%存活率的条件腐蚀疲劳极限cF(N）试验一般在（0.95～1.05)预计acF(N)范围的3级左右等间距应力水平下进行，其破坏循环数靠近指定循环数。在每级应力水平下，般试验两个以上试样。应力增量般为预计cFN)的3～5%。第一根试样的应力水平应略高于预计GCF(N)。试验顺序如图10、图11或图12所示。根据试验结果，取下列任一方法之一求出的应力作为ocF(N)：半数试样试验至指定循环数不破坏的最高应力水平；但在比其低一级的应力水平下，试验至指a.
定循环数不破坏的试样应超过半数。如图10）或图11所示。514
试验顺序
GB 7733-—
验证试验
试验顺序
试验顺序
验证试验
如果在某级应力水平下，大于半数试样试验未至指定循环数已破坏，而在比其低级的应力水b.
平下，试样试验至指定循环数全不破坏时，则此两级应力水平的平均值为αcr(N)。如图12所示。注：必要时，可双方商定各级应力水平下试验的试样数量，用统计处理方法测定ocF(N)。5.10测定SN曲线
通常取4～6级应力水平。用成组试验法测定其中等寿命区的疲劳寿命，每组试样的数量随应力水平的降低而逐渐增加。按5.9测定其长寿命区的αcr试验结果有下列两种表示方法：6.1列表法
表中应包括如下内容：
GB 7733—87
试验顺序、试样号、试样尺寸、形状或K，、试样表面粗糙度、试验环境、试验频率、应力和循环次数、中等寿命区的平均疲劳寿命和长寿命区的o(F(N。6.2图示法
S一N曲线图是常用的一种图示疲劳试验结果的方法。绘制S一N曲线时，以试验应力（omx或ααMPa)为纵坐标，以疲劳寿命N为横坐标。疲劳寿命采用对数坐标，试验应力采用线性坐标或对数坐标。7试验报告
试验报告应包括如下内容：
注明本标准号；
试验材料的名称、产地、炉号、规格、冶炼、加工及处理工艺、化学成分和常规力学性能（a、、b.
、等)；
取样方法、试样尺、形状或K，及其表面状态；d．试验机型号、试验频率；
环境成分、含氧量、PH值、温度、压力和体积等主要环境参数；e.
试验结果。按“6.试验结果的表示方法”报告试验结果；f.
试验者、试验完成日期；
其他。
A1车削
A1.1车削粗加工
GB.7733—87
附录A
疲劳试样加工工艺
（参号件）
将试样毛坏直径从X十5mm（X为试样点径d加上适当的表面精加工余量）粗车至X-+0.5mm时，推荐采用如下逐次递减车削深度：1~0. 5~0. 25mm
A1.2车削精加T
将试样从X+0.5mm精车至×时，应进一步递减车削深度，摊荐采用如下逐次递减车削深度：0.125~～0.075~~0.05mm
推荐走刀量为0.06mm/转。
A2磨削精加T
磨削用来精加工由丁热处理而强度提高，以致不易车削精加工的材料。A2.1横问精磨
将试样直径从X+0.5mm横向精磨至X+0.05mm时，推荐采用如下递减磨削深度：0.03~0.015mm。
用成型砂轮横磨漏斗-形试样时，砂轮利试样应以相同的方向旋转（见图A1）。图A1成型砂轮横磨漏·斗形试样A2.2纵向精磨
将试样直径从X十0.05mm纵向精磨至Xmm时，推荐磨削深度为0.005mm多孔砂轮适丁进行钢的纵向磨削。纵磨时，建议砂轮每次横向进给时的速度控制在0.02mm/s。磨削时，应提供足够的高质量冷却液，如水基溶液，以期充分冷却试样。注：（i为简化漏斗形试样的加1.1.序，较硬金属的试样经粗车后，即可用纵向精磨将试样直径磨卒Xmm低必须采用较小的磨削深度并提供充分冷却，确保表面质望。②如暂不能实行纵向精磨，则A2.2可代之以横向磨削来完成，但横向磨削深度不得大于0.005mm，应采取措施并仔细加工圆柱形试样的试验部分与夹持部分之间的连接圆孤，确保圆弧与试验部分圆柱相接517
处连接圆滑。
A3表面精加工
GB7733—87
将试样直径车削或磨削至Xmm后，其表面精加工推荐采用逐次变细的砂纸或砂布，沿试样纵向进行机械抛光（尽量避免手工抛光），直至试样直径达规定值并获得√10级表面光洁度。600粒级碳化硅水砂纸适于进行试验部分表面的最后抛光。用砂纸抛光时，压向试样表面的力应尽可能小，并应尽可能抛掉表面硬化和残余应力层A4．进行不同材料的比较试验时，推荐采用电解抛光来进行试样表面精加工，电解抛掉一薄层。注：缺口试样的缺口加工工艺可参考A1和A2但磨削精加工时均为横向磨削。附加说明：
本标由治金工业部钢铁研究总院起草。本标准主要起草人高舜之。
本标准水平等级标记GB7733—871518
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