CB Z 264-1998 金属材料低周疲劳表面裂纹扩展速率试验方法.pdf

1、u 05 CB 中国船舶工业总公司部标准CB/Z 264-98 金属材料低周疲劳表面裂纹扩展速率试验方法Test method for low cycle faitigue surface crack growth rates of metallic materials 1998一03-20发布1998一08一01实施中国船舶工业总公司发布1 范围1. 1 主题内容中国船舶工业总公司部标准金属材料低周疲劳表面裂纹扩展速率试验方法Test method for low cycle fatigue surf ace crack growth rates of metallic materials

2、CB/Z 264-98 分类号：u05 本标准规定了金属材料在室温(1535）及大气环境下悬臂弯曲加载的低周症劳表面裂纹扩展速率的试验方法。1. 2 适用范围本标准适用于在等幅应变条件下用矩形载面试样测定金属材料及焊接接头大于io-smm/c的表面裂纹扩展速率。2 引用标准GB 6271-86 轴向加荷疲劳试验机动态力校准GB 6398-86 金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法GB/T 15248-94 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法CB/Z 351一95舰船材料低循环疲劳试验数据统计分析方法JG 139-83 拉力、压力和万能材料试验机检定规程3 定义本标准使用的术语见GB6398、GB/

3、T15248、CB/Z351.此外还定义了如下术语3. 1 表面裂纹长度试样表面预制切口快度与其两端的表面疲劳裂纹长度之和，用Zc表示。3.2 表面裂纹深度预制切口深度与沿试样厚度方向扩展至裂纹前缘长度之和用a表示3. 3 表面裂纹扩展速率在循环应变或循环载荷作用下，每循环一周所产生的表面裂纹扩展量，用d Y艺Y;/11)X = 2: idN估计值；F.显著水平为的F分布的上侧分值数，公式04）中F分布的分子自由度为k-2，分母自由度为n-k.F分布表见附录DC参考件）的表D2;71 一Y，值的总个数；K一应变水平级总数。m一一第i个应变范围水平的dC2c)/dN值个数5.4. 5 试验数据处

4、理与计算试验数据处理与计算的举例说明见附录cc参考件。5. 5 试验结果的表达5. 5. 1 列表表内包括试验结果不确定度、最大应变范围、应变比、试验频率、循环次数、表面裂纹长度、表面裂纹扩展速率、试样编号、试验终止形式、备注等基本内容。CB/Z 264-98 5. 5. 2 图示d(2c)/dN-Er曲线是表达试验结果的常用方法，其横坐标为对数应变范围水平，纵坐标为对数表面裂纹扩展速率。如果用回归分析拟合d(2c)/dN一T曲线，应列出回归方程、拟合精度。5.6 试验报告试验报告包括以下基本内容：a.试验材料的牌号、炉号、罐号、批号、规格、化学成分、生产工艺和热处理制度、常规力学性能Eb.试

5、样数量、取样方法、取祥部位、试样尺寸及表面状态；c.试验机型号，测量裂纹长度的装置及不确定度；d.控制方式、试验频率、循环应变i皮形、应变比、总应变范围、环境条件；e.试验终止形式及结果判定；f.试验结果的不确定度和数据处理方法：g.试验结果表达；h.试验执行的标准号及名称；i.试验者、校对者、审核者、试验日期。CB/Z 264-98 附录A疲劳裂纹扩展速率试验试样形状和尺寸（补充件）A1 母材表面疲劳裂纹扩展速率试验试样形状和尺寸如图Al所示。1. 6 0. 8广严！牛Io.02 一与一一十i1. 5 注：试悻厚度B=l624mmd式样左端100mm为夹持部位。图Al母材d(2c)/dN标准

6、试样图A2 焊接撞头表面裂纹扩展速率试验试样形状和尺寸如图A2所示。今？二l。但问Blef 7川寸-+f干i L_l l ln 川RI400，一注：试样厚度B=1624mm;i式样左端100mm为夹持部位。图A2焊接接头d(2c)/dN标准试样图7 CB/Z 264-98 附录B锐化切口刀刃和切口锐化的压制（补充件）B1 锐化切口刀刃形状和尺寸见图Bl16士0.1 r=4. 25士0.05 图Bl锐化切口刀刃B2 切口锐化的压制采用位移法压制切口，压制切口可使用压力机或万能材料试验机B2.1 压制切口前应按图Bl检查刀刃。82. 2 清除试样切口中的金属屑和切口边缘毛刺。B2.3 把刀刃放在切

7、口内，并施加预载荷400N。B2. 4 采用千分表控制压下距离，压下距离约为0.43 mm。1. 50. 05 45土5C1 1 ii试样的结果如表Cl所示CB/Z 264-98 附录C试验数据处理与计算的举例说明（参考件）表Cl总应变范围表面裂纹t乏度循环周数总应变范围2c N AT f:.tT 口lffic 8. 07 200 8. 18 400 8. 29 600 0. 0048 0. 00768 8 . rn 800 8. 51 1000 8. 62 1200 8. 88 1400 9. 14 1600 9. 40 1800 0. 00576 0. 00896 9. 66 2000 9

8、. 92 2200 10. 18 2400 10.41 2500 10. 64 2600 10. 87 2700 0. 00640 0. 01024 11. 10 2800 11. 33 2900 11. 56 3000 淫：2、3篇、f试样的2c、N数据备。表面裂纹t毛度循环周数2c N 口1口1c 12. 01 3100 12.46 3200 12. 91 3300 13. 36 3400 13. 81 3500 14. 26 3600 14. 71 3650 15. 16 3i00 15. 61 3750 16. 07 3800 16.52 3850 16. 97 3900 17. 51

9、 3950 18. 04 4000 18. 58 4050 19. 11 4100 19. 65 4150 20. 18 4200 9 CB/Z 264-98 C2 绘制2c-N曲线10 据表Cl所列数据绘制2cN曲线见图Cl。2C 21 eA0.00稽。T 19-oAt:-=O二00576- 17” 15 。T A A =0.00640. ;r A A0.00768: T : 1000 2000 图Cl2c-N曲线3000 4000 N CB/Z 264-98 C3 计算不同Er的d(2c)/dN据公式(1）计算的结果列于表CZ表CZ总应变范围表面裂纹扩展速率d(Zc) / dN AT mm

10、/c o. 00480 0. 00055 0. 00060 0. 00576 0. 00130 0. 00125 0. 00640 0. 0023 0. 0022 0. 00768 0. 0045 0. 0044 0.00896 0. 00903 0.0076 0.01024 0. 01070 0. 0088 注：表C2中d(2c/dN栏中后三列数据为f、沪、4试样的数据C4 求d(Zc)/dN-6y曲线表达式据公式（4）和公式（5）计算得到：0. 00065 0. 00134 0. 0020 0. 0043 0. 0098 0. 0125 A= s. 8737 B = 3. 9025 按公式

11、(10）形式表达为：I d ( 2c) g dN = 5. 9737十3.9025 lg6同据公式（9）计算得到rr = 3. 7629io-i 6. 1243 io-: 查表Dl.t, = 2. 0734，按公式(11)和公式(12）计算得到：A的95%置信区间为5.3762.6. 3711 B的95%置信区间为3.6715 .4. 1335 0. 00070 0. 00150 0. 0021 0. 0046 0. 0094 o. 0112 查表CZ.F, = 2. 93 .按公式(13）计算，则得到在95%置信水平的d(2c)/dN-6-r曲线的置信带：I d (2c）1(x十2.iso1

12、 2 T:-gd万5.肌7+ 3.阳k的土O1485 l24 + 0. 3033 J d(2c)/dN-6T曲线及其置信带如图CZ所示。CS d(2c)/dN-6T曲线表达式充分度检验11=24.K=6.按公式04）计算F1 = 1. 079 则F1 F= 2. 93) 说明示例中的数据用线性方程表示，可以接受。11 12 CB/Z 264-98 d2c )/dN 0.1 .二.LL“.咀0. 01 a. 001 o. 0001 四h., .叩4. ” - . -.”. . -. . . . ”一”，阜川、”. .-. . .”.”-.” . . . . . : . . . . 自“”，”.I

13、.d! .?”#”?” :r：:J：；二：；二：2：；二t/I.:：；二：J(lc) 亏了lu，幽筒里饵.- . . . . . . ”“四” . . . .- - 四”“由”吨，品” . . . -. ., ”“” . . . - - .”&.”. -. .:. . . . o. 001 0. 01 /:.r 图CZd(2c)/dN-6Er曲线CB / Z 264-98 附录D数据统计分布数值表（参考件）D1 置信水平90%和95%的双侧t分布数值见表Dl表Dl1- 2 90% 95 % 4 2. 1318 2. 7764 2. 01 50 2. 5706 1. 9432 2. 4469 1

14、. 884 6 2. 3645 1. 8596 2. 3060 1. 8331 2. 2622 10 1. 8125 2. 2281 11 1. 7959 2. 2010 12 1. 7823 2. 1788 13 1. 7709 2. 1604 1-l 1. 7613 2. 1H8 15 1. 7530 2. 1315 16 1. 7 459 2. 1199 17 1. 7396 2. 1098 18 1. 73-11 2. 1009 19 l. 72 91 2. 0930 20 l. 72.7 2. 0860 21 1. 7207 2. 0796 22 1. 71 71 2. 07 39

15、13 CB/Z 264-98 D2 置信水平95%的F分布见表D2表D2分子自由度1 2 3 4 1 161 200 216 225 2 18. 5 19. 0 19. 2 19. 22 3 10. 1 9. 55 9. 28 9. 12 4 7. 71 6.94 6. 59 6. 39 5 6. 61 5. 79 5. H 5. 19 6 5. 99 5. 14 4. 76 4. 53 7 5. 99 4. 74 4. 35 4. 12 8 5. 32 4. 46 4. 07 3. 84 9 5. 12 4. 26 3. 86 3. 63 10 4. 96 4. 10 3. 71 3. 48

16、 11 4. 84 3. 98 3. 59 3. 36 分12 4. 75 3.89 3. 49 3. 26 13 4. 67 3. 81 3. 41 3. 18 母14 4.60 3. 74 3. 34 3. 11 15 4. 54 3. 68 3. 29 3. 06 自16 4.49 3. 63 3. 2-1 3. 01 由17 4. 45 3. 59 3. 20 2. 96 18 4. 41 3.55 3. 16 2. 93 度19 4. 38 3.52 3. 13 2. 90 20 4. 35 3.49 3. 10 2. 87 21 4.32 3.47 3. 07 2. 84 22 4

17、.30 3. 44 3. 05 2. 82 23 4. 28 3.42 3. 03 2. 80 24 4.26 3.40 3. 01 2. 78 25 4. 24 3.39 2. 99 2. 76 26 4. 23 3.37 2. 98 2. 74 27 4. 21 3. 35 2. 96 2. 73 28 4.20 3.34 2. 95 2. 71 29 4. 18 3. 33 2. 93 2. 70 30 4. 17 3.32 /2. 92 2. 69 14 CB/Z 264-98 附加说明：本标准由舰船材料专业组提出。本标准由中国船舶工业总公司七院第七二五研究所归口。本际准由中国船舶工业总公司七院第七二五研究所负责起草。本际准主要起草人：李春林、胡素坤、王任甫、常海、杨明、田朝旭。15