HB 5152-1980 金属室温旋转弯曲疲劳试验方法.pdf

1、中华人民共和三机械工业部标准曲t 适用范围本方法适用于室温条件下，测定金属及合金的目型试中下，在旋转状态下，承受弯曲力矩时的疲劳性能。2. 术语、定义及符号2.1 疲劳g在交变应力作用下，材料由于损伤的累积而逐渐形成裂纹直至完全断裂的过程。2.2 旋转弯曲s通过旋转试样，实现反复弯曲疲力的作用。在此忻况丁，产生弯矩的力恒定不变R不转动。2.3 对称循环应力g交变应力的最大值川军和最小值百犬小相等、符号相反(自i1.J一.ft )的循环应力，如闯l所示。 。ZR口M-KU t 图1对称循环应为回2.4 疲劳寿命，tE规定的交变应)J作用下，i式样至断裂前所mr得的iIii环次数。一般用10的倍数

2、表示，有效数字保留三位。2.5 S-N曲线阁，S-N曲线指交变应力最大值和断裂循环次数的关系曲线图形。该曲线包括有从中等寿命区(1010循环)到长存命区(10以t循环)的线段，2.6 循环基数=为测定痰劳极限预先规定的应力循环次数。第三舰械工业部发布六二-研究所提出t 9 8 1竿1月1目三三-厂、六二-所实施起草69 共8页第2页HB515Z-80 对于S-N曲线具有水平部份的金属及合金，循环基数为10。对于5-NI曲线不具有水平部份的金属及合金，循环架数1072在大于10702.7 疲劳强度自对应于某一循环次数的应为mhO2.8 疲劳极限z规定应JJ循环基数F的中值疲劳强度。光滑试样疲劳极

3、限vJl表示，缺口试样疲劳极限以1表示。2.9 名义应力a用简单的弹性理论公式，按试悴净截面引算的应力。对于缺口试样，不考虑诸如孔洞，;勾槽，园角等几何形状对应力分布的影响。试样上的交变应力按下式计算g悬臂梁试样s筒支梁试样s式巾zM 32.P.L -w - . d M 16. P L a -一一，= -一丁b斗Vn d M 试样危险截雨土的弯矩，kgf(mm kg f(mm kgf-mm, mm J W 试样危险截丽的抗弯截而系数，F 施加在试样上的总负荷，L 力臂长度。对简文梁式试验机，kg f, L为P分力(P /2 ) I信用点JiIJ最近支点的EU离。mm，d 试样危险截l面的直径.

4、(缺口试样为缺口底部血径)rnmo 2.10 理论应力集中系数g应力集中反最大局部应为与i主事峨的各义应力之比俏，以k，表示。3. 试撞机3.1 允许用不同类型的旋转弯陆疲劳试验和L进行试验。3.2 推荐试验机的转速在100010000转/分内进行试验。3.3 用静力方法检验试验机加力系统时，其误差不得扭过士1%，偏差不得太于1%。3.4 将标准试棒装夹在试验机t.用于慢慢转动试验机主动辙，在标准试棒加荷部位上.m百分表检责其不同制1度不成犬于0.01毫米，启动试验丰几后，究毛钱IFJ吊运转时，其不同轴度不应犬子。.06毫米。3.5 疲劳试验和L按同家计宣部门的检定朗和进行检定，可飞少每年检立

5、一次。4. 试桦及真制备4.1 试样分为国柱形和同弧形两类。本标准确定网柱形i式样为标准试样口4. 1.1 园柱形试轩( 1 ) 圆柱形光滑试样的形状和尺寸见图2及表1, 70 HB5152-80 共8页第3页细号R 飞76/飞78飞797 9 飞8口-1 L , 一LL , -l 国2因柱形光滑试样表l号D+B-EZ1dhOE 短试样编R -口. L , I 17 9.5 2d以上96 65 40 30 E 12 7.5 2d以上96 65 40 30 ( 2 ) 网柱形诀口试样的形状和尺才见罔3及去2076/78/气79, 编号口L. L L , 罔3因柱形缺口jj样表2tt t式样短;式

6、样编号ID二;:11dzo-82 l dO川巳irfl .o 5 民L L , L L. 0.75 2d以上lE 17 11 9.5 96 65 40 30 N 12 9 7.5 0.75 2dl己J，J:96 65 40 30 共8页第4页H851 &2-811 3 0 72 根据需要，可用具有如下Kt俏的V形缺口试悴进行试验，iJC样形状及凡、I见网4及表 2叫3Qo斗。，自由土2。飞7河 巳图4园柱V形缺口试牛羊飞7618179Kt值与几何参数表3Kt d/D r m1 2.0 0.625 0.690 2.5 0.625 0.390 3.0 0.625 0.260 3.5 0.625 0

7、.180 4.0 0.625 0.135 4. 1. 2 国弧形i式样, ( 1 ) 两弧形光珩tAfT的形状及尺寸见图51灰40761飞78/飞797, 咱-一一斗-I。国5国弧形光滑试洋表4编号R V 9.5 5d lV _f: 一一沪一一一一一一一一一一一一一飞T7.5 5d以上第5页共8页HB6152-8 uz于rt r-9试口缺形弧园76/77179 白园弧形缺口试样的形状和尺寸见图自及表昌。1. 5 ( 2 ) 图自口. , 编号rLO05 R Vll 11 9.5 0.75 d以上VlIl 7.5 0.75 5d以t I 可采用如下非标准Iji式样进V电IV丁1794. 1.3

8、因被试材料尺寸所限或有关技术条件许可情况下，行试验，试样的形状及尺寸几图7。, 16/1/79 NO-刊的SEOA节m时，因+0 4晶，。 编号。.DU$11:;., 1.5 52 52 .44T+ 编号国弧形个讯样取t干部f;(!k方向，J恨Jhl有关技术条件73 图7理材占4;J、t0;JJf，怦叶句4.2 i式样串J备4.2.1 ，t料由锻切fI、规定进门。第8页第6页HBl.l &t-80 4.2.2试样需要热处理后进行试验肘，则热处理后再加工成试佯。如热处理后会使材料加工性能变坏，可将材料予先加工成试样毛坯，热处理后再精加工PX试样，但试样毛坯尺寸应包括最后加工余量及可能产生挠曲相产

9、生表Hl裂纹的尺寸。试样精加工应为磨光。缺口试样的缺口在热处理盾加工。4.2.3 试样在整个加工过程中，不应使试样受冷作硬化和过热作用。4.2.4 试样加工工艺，可参考附录推荐的工艺进行。4.3 试样检验试样装在顶针上或偏摆仪上进行检验时，工作长度上不同轴度不应犬于0.01毫米，试样最大最小直径差不应大于0.01毫米，试样椭园度不应大于0.01毫米。试样夹头部份与工作部份之间过渡园弧联接应园滑，试样工作表面应光洁无划痕，损伤或锈蚀。i式样测量精度不低于0.01毫米。5. 试验程序提试幢蜻属处理5.1 将试样牢固地装持在夹具内，用子慢慢转动试验机主动轴，在试验机或试样加荷部位上，用百分表检查其偏

10、摆度不应大于0.03毫米。最后启动试验机，待少许时间，将负荷无冲击的加上去，停止试验时先去掉负荷再停辈。试验原则上不得中途停试。5.2 试梓断在危险截面之外结果无效。5.3 SN曲线的测试。对S-N曲线中等寿命区，采用成组i试验楼，235立应力水平测定疲劳寿命。对长寿命区，采用升降法，给定循环次数测定应力。处理数据肘，假定对数疲劳寿命和应方均遵循正态分布。术试验方法所测定的S-N曲线具有50%存活率，即中值S-N曲线。tb按照本试验方法，细胞提供先分的散掘，则还可指出具有任意存活率如99.9坷的P-S-N曲线.5. 3. 1成组试验i去吧应力水平不少于三级。各级应力水平的试样个数的分配一般随应

11、力水平的降低(分散性变大逐渐增加。每组试样不得少于三恨。M数中值寿命IgN5 0为每组试样的对数疲劳寿命19N，的平均值gKNbo=t-ZlgN, 5.3.2 升降泌升降法用手测定疲劳极限，或用于测定任一指定循草本次数(如10循环下的疲劳强度。试样个数一般在10根以士。试验时，予先指定某一循环次数。i式样在指定的应力循环次数下未发生断巍，称作超出。第根试样的试验应力水二jL.应略高于予计疲劳强度值.随后试样的试验应力取决于前一根试样的试验结果。凡前一根试桦未达到指定循环基数时发生断裂，则随后的一次试验就在m:.-.级的应力水平下进行，凡前一根试样越出，则随后一次的试验就在高一级应力水平干.进行

12、，豆豆元成全部试验J，止。处理数据时，从第一次出现相反结果的两个数据点开始，对第一次出现相反结果以前的数据，主11(1升降图的波动范围内，则可作为有效数据加以利用。相邻两千应力级的差值叫做以jJ增量:3。!主力增量的大小最好边J幸得使试验在374 H曲t1h-80共8页第7页6级应力水平下进行。应力增量估计在予计疲劳强度的35%。疲劳极限或申值疲劳强度按下式计算z式中zn 有效试验总次数皿应力水平级数i 第1级应力水平7=tzv-q V, 在第1级应力水平下的试验次数。注.应用统计;挂.iE可给出疲劳极限的上、下限度-5.3.3 单点试验法当试样个数受到限制和试验条件有困难时，可采用单点试样法

13、近似的测运S-N曲线。试样数量至少8根。在中等寿命区，应力水平不应少于5级。测定疲劳极限时，如试惮在第i级应力叫作用下未达到循环基数断裂，而在较低的i+ 1级应力川1作用下越出，并且两个应力差值(i;+ 1 )不超过;+ 1的5%. !i!U.与i川的平均值即疲劳极限2LI=(U+川利用单点试验法所测定的S-，;曲线，只能供作参考，粗略估计材料的疲劳性能。5.3.4 S-N曲线的表达方式以纵座标表示交变应力的最大值(可简马为).一般使用线性尺度，也可用对数尺度。以横座标表示疲劳寿命，采周对数尺度。用直线或曲线拟合各数据点，即得S-N曲线图。在图中至少要注明g材料牌号及工艺条件，试样形状，尺、快

14、口试样应注明应力集中系数疲劳试验机型号及加载频率。吃5.4 检验性试验z通常取3岳根试样，在规定的疲穷应力下进行试验，如在规定的循环次数内不断裂，!i!认为i生材料检验合格，反之则不合格。Ii材料技术条件另有规定，可按有关规定边行检验。5.5 试验记录及试验报告在试验记录和试验报告中，应包插下列各项$5.5.1 材抖制造厂名称。岳.5.2材料规格，牌号，冶炼炉号和冶炼方法。5.5.3 材料的化学成份。5.5.4 材料的常规机械性能。5.5.5 11111取试样条件和方法。5.5.6 材料热处理工艺国.5.7试轩形状、尺寸及试验温度。5.5.8 试验机名称、型号及运转速度，5.5.9 试验日期及

15、试验、校对者签名。75 共S页第8页H面事iti-8076 5.5.10 试验结果一览表。5.5.11 S-N曲线图及应力升降阁。5.5.12 其它。共1页第1页附_.擅剪试样加工工艺1. 车制粗加工试样从d+ 5毫米(d指标称直径都上表面抛Jf:.余量的真径车到d+ 0.5毫米，车削过握应分IJIJ按1.25毫米，&.75毫米、0.25毫米遂次减少其军削深度。2. 精加工2.1 年削精加工z试样从d+ 0.5毫米精车Jd时，应该进一步减少的切削深度分别为0.125毫米、。.()7S:毫米、0.05毫米。进行这些车削精加工时，应采取每转不超过0.06毫米的走刀量。2.2 磨削精加工.M于不易车削的材料，采用磨削进fI精力UJ词。试样从d+ 0.5毫米加工虽IJd时的工序如下s比d大0.1毫米之前，磨肖IJ深度为0.025毫米;由d+ 0.1毫米磨到IJd + O. 025毫米之前，磨削t制度为0.005毫米，然后以0.002毫米的磨削深度磨如d 0 3 表面抛光用人工或机械方法，对已加工到d尺寸的试样进行抛光到标称直径时，要求用于抛光的砂布(砂纸逐渐变细，最后用600号碳化硅砂布(或砂纸)。最后抛光方向，应该沿试样纵向进行，以保证除去砂粒造成的磨痕。抛光后的试样光洁度应达到IJ79077