ASTM E2760-19e1
蠕变疲劳裂纹扩展试验的标准试验方法

Standard Test Method for Creep-Fatigue Crack Growth Testing

标准号

ASTM E2760-19e1

发布

2019年

发布单位

美国材料与试验协会

当前最新

ASTM E2760-19e1

 

 

引用标准

ASTM E139 ASTM E1457 ASTM E177 ASTM E1823 ASTM E220 ASTM E2714 ASTM E399 ASTM E4 ASTM E467 ASTM E647 ASTM E83

适用范围

1.1 本试验方法涵盖通过使用预裂纹紧凑型 C(T) 试验样本在单轴循环力作用下测定名义均质材料的蠕变疲劳裂纹扩展性能。它涉及具有足够长的加载/卸载速率或保持时间或两者的疲劳循环，以引起裂纹尖端的蠕变变形，并且蠕变变形负责每个加载循环的裂纹扩展。它旨在作为蠕变疲劳测试的指南，以支持材料研发、机械设计、工艺和质量控制、产品性能和故障分析等活动。因此，该方法需要测试至少两个产生重叠裂纹扩展速率数据的样本。导致蠕变疲劳变形和增强裂纹扩展的循环条件随材料和给定材料的温度而变化。假设测试结果中包含了诸如随时间变化的氧化等环境对裂纹扩展速率的影响；因此，必须在代表预期应用的环境中进行测试。
1.2 在蠕变/疲劳试验中观察到两种类型的裂纹扩展机制：（1）时间相关的晶间蠕变和（2）周期相关的穿晶疲劳。两种破裂机制之间的相互作用很复杂，并且取决于材料、施加力循环的频率以及力循环的形状。当计划测试时，必须选择模拟或复制服务负载的负载频率和波形。
1.3 在蠕变疲劳裂纹扩展试验中，通常在材料中观察到两种类型的蠕变行为：蠕变延性和蠕变脆性 (1)2 。对于断裂延展性为 10% 或更高的高蠕变延展材料，蠕变应变占主导地位，蠕变疲劳裂纹扩展伴随着裂纹尖端附近的大量随时间变化的蠕变应变。在蠕变脆性材料中，蠕变疲劳裂纹扩展发生在低蠕变延展性下。因此，随时间变化的蠕变应变相当于或小于裂纹尖端附近伴随的弹性应变。
1.3.1 在蠕变脆性材料中，每个循环的蠕变疲劳裂纹扩展速率或 da/dN 以循环应力强度参数 ΔK 的大小表示。这些裂纹扩展速率取决于加载/卸载速率和最大负载下的保持时间、力比 R 和测试温度（更多详细信息请参阅附录 A1）。
1.3.2 在蠕变延性材料中，加载循环期间裂纹扩展的平均时间速率 (da/dt)avg 表示为 Ct 参数平均大小 (Ct)avg (2) 的函数。注 1——对于断裂延展性为 10% 或更高的高蠕变延性材料，(da/dt)avg 和 (Ct)avg 之间的相关性已被证明与保持时间 (2, 3) 无关。
1.4 以这种方式导出并表示为相关裂纹尖端参数函数的裂纹扩展速率被确定为一种材料特性，可用于在使用和寿命评估方法期间承受类似载荷条件的结构部件的完整性评估。
1.5 本实践的使用仅限于样本，不包括全尺寸部件、结构或消费品的测试。
1.6 这种做法的主要目的是提供评估在高温下运行的工程结构中的裂纹类缺陷所需的材料特性，其中蠕变变形和损坏是设计问题，并且受到涉及缓慢加载/卸载速率或保持的循环加载。次或两者，在最大负载下。
1.7 本实践适用于通过控制加载/卸载速率或最大负载保持时间或两者的恒幅负载控制试验来确定裂纹扩展速率特性。它主要涉及在载荷控制模式下承受单轴载荷的 C(T) 样本的测试。该程序的重点是蠕变和疲劳变形的测试 1 该测试方法由 ASTM 疲劳和断裂委员会 E08 管辖，并由裂纹扩展行为小组委员会 E08.06 直接负责。当前版本于 2019 年 11 月 1 日批准。2020 年 1 月发布。最初于 2010 年批准。上一个版本于 2016 年批准为 E2760-16。 DOI：10.1520/E2760-19E01。 2 括号内的黑体数字指的是本标准末尾的参考文献列表。版权所有 © ASTM International，100 Barr Harbor Drive，PO Box C700，West Conshohocken，PA 19428-2959。美国 本国际标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。 并且损坏在给定周期内同时产生。它不包括连续产生蠕变和疲劳损伤的块循环测试。可以从在这样的条件下进行的测试确定的数据可以表征被测试材料的蠕变疲劳裂纹扩展行为。
1.8 这种做法适用于与时间无关的非弹性应变相比，裂纹尖端处与时间相关的非弹性应变的大小显着的温度和保持时间。对温度、压力、湿度、介质等环境因素没有限制，只要它们在整个测试过程中受到控制并在数据报告中详细说明即可。注 2——本文使用的术语“非弹性”是指所有非弹性应变。本文使用的术语“塑性”仅指非弹性应变的时间无关（即非蠕变）分量。
1.9 以 SI 单位表示的值应被视为标准值。 SI 单位后面括号中给出的值仅供参考，不被视为标准值。
1.10 本标准并不旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如果有）。本标准的使用者有责任建立适当的安全、健康和环境实践，并在使用前确定监管限制的适用性。
1.11 本国际标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。

ASTM E2760-19e1相似标准

推荐