1、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 corrosion fatigue testing UDC 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祥在旋转状态下承受弯矩时的疲劳性能。注本标准亦可供宾他类型应力作用下的腐蚀班劳试验参考。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(Nl对应于指定循环次数的中值疲劳强
2、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.s 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 环境体积环挠槽、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198703 31批准S!O 1988 03 01实施GB 7 7 3
3、 3 8 7 符号说明单位D 夹持部分或加为部分直径mm d 最大应力处直径mm , 分圆柱之形间试的样连的接夹圆持弧部半分径与试验部分之间或漏斗形试样夹持部mm 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17所示，可为圆柱形、困锥形和I漏斗形，其试验截面均为圆形。各种情况下试梓所承受的弯矩M图和标称应力s图如图17所示。F F M s s 图1圆柱形试样单点加力图2圆锥形试样一一单点加力F F F M s s 图3漏斗形试样一一单点加力图4圆柱形试样两点加力GB 7733-87 F F M M s s 因5圆柱形试
4、样一一四点加力图6漏斗形试样一一两点加力M s 图7漏斗形试样一一四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r3。3.4 试样尺寸同一批试验所使用的试样应具有相同直径d，其偏差为士！TlO.试样实际最小直径的测量精度应不低于Q.Olmm.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Q.Olmm. 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的偏差为土O.OGmm 其夹持端之间的距离L为40mm。n：，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。:, I 2 GB 77 3 3 B
5、7 三E Jt 厂十一严l叶眨Fu三I f A l ： l_. .I 呼A B 一一士广LL、- I / l刽8光滑网柱形试样CK，ll图9环形半圆缺口试样（p为缺口半，l.86)3. 5 试样制备3. 5, 1 取样取样部位、取向和方法应按有关标准或双方协议。3. 5. 2机械加工liJi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！可能均匀一致。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币l不过热试样精）JO.T前进行热处理时，应防止变形或表面层变质。不允许对试样进行轿直3. 5. 3 表丽精加工试样表面的最后精加工，推荐采用水磨
6、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Rao.1001-m 注。毛如试验目的是评也特定表面状态或已知材料腐蚀疲劳性能对麦丽状态不敏感时，则Jt试样制备习、受J.5. 和3,5, 3的限制s：关于试样的加工工艺，可参考附寻AC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JB且在面完虫子无损。试验前应用适当方法检查试样，其表丽如有锈蚀或伤痕，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ii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
7、曲疲劳试验机，但庇满足如下要求a. 所施弯矩误差不大于土l% ; h. 将检验棒装于试验机上，慢慢转动试验机主轴，用百分表ifr检验棒的试验部分或沿其111l1端测得的轮向跳4J量不大于O.02mm装J标准试样空载运转时，在主轴简加力部位割11导的径向跳iJJf最小30 06mrn; c. 频率为1200日z，并力求连续可调，d. 初始弯矩宜为零，e. 冉工额ii二容量FT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皆应满足如下要求，a. 在试验条件F化学稳定性好，h. 环境槽容和、适应4,2. 4要求5 不影响试样承受的弯矩GB 7733-87 d. 在试验周
8、期内咱保指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m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，庇控制如卡主要环坡参数za. 环境成分；b. 环境含氧量；c. 环境pH值gd. 环境温度；e. 腐蚀作用厅式等。4.2.2 如元特殊规定，腐蚀溶液应采用分析纯化学试剂和蒸馆水或去离子水配制D溶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士3C范围内。其他
9、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 环境体事环境应有足够的体积，环境体权与试样被浸表面积之比，推荐不小于20ml/cm。4.2.5 腐蚀作用方式：同批试验或对比试验的腐蚀作用方式成相同。试验过程中，试样试验部分表面与腐蚀环境应始终保挎规定腐蚀作用方式所要求的接触状态。4. 2-6 试验频率：同一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拥q得的径向跳动
10、量，均应不大J0. 03mm。启动试验机后，空载正常运转时，用百分农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，监视q并控制环境参数，使之符合规定要求。5. 7 试验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a. 试样失效发生在其最大应力部位之外；b. 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四川试验一般在（0.951.
11、05）预计四川范围的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，一般试验两个以上试样。成力增量般为预计m川的35%。第根试样的应力水平应略高于预计CF州。试验顺序如图10、图11或因12所示。根据试验结果，取下列任一方法之求出的应力作为CF(N)o 用逐点描迹法或最小二乘法，拟合上述试验数据即成S-N曲线。使用试样数量通常取决于数据使用者的要求，但在条件有限时贝1J由双方协定。6试验结果的表示方法试验结果有下列两种表示方法6. 1 列表法Gl5 GB 7733-87 表中应包括如下内容试验顺序、试样号、试样尺斗、形状或K，、试样表面粗糙度、试验环境、试验频率、股
12、）j和循环次数、中等寿命区的干均疲劳寿命和长寿命区的川山。6- 2 图示法S N曲线图是常用的一种图示疲劳试验结果的方法u绘制5N曲线时，以试验/Cl)a,.l史叽MPal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向）J采用线性坐标均对数坐标。7 试验报告试验报告应包括如下内容：也注明本标准号；b. 试验材料的名称、产地、炉号、规格、冶炼、加工及处理L艺、化学成分和常规力学性能（矶、占、等），c. 取样方法、试样尺，t!f5状或K，及其表同状态：d. 试验机型号、试验频率；e. 环城成分、含氧量、pH值、温度、压力和体积等主要环境参数；r. 试验结果。按“6.试验结果的表示方法”
13、报告试验结果；g. 试验者、试验完成日期；h. 且他。s 1 3 c;a 7733 87 附录A疲劳试样加工工艺（参号件）A1 车削A 1 1 车削粗加工将试样毛l不直径从X十5rnm(X为试样h径d加上适吨的表面精加工余量）粗车至XtO. 5mm日J,推荐采用如下逐次递减车自lj深度：I o. G口。25mmoA 1 2 车商lj精110T 将试样从X十Q.5mn1精车罕X时，应进步递减车自lj深度，推荐采用自口F逐次递减车削深度：(), 1250 075 0 05rnrn, 推荐走刀培为O.06mm转。A2 磨自lj精加工磨削用来精力nI. F书热处理而强度提高，以致不易车削精加工的材料。
14、A2 1 横向精磨将试样直径从x+o.5mm横向精磨至X十O.05mm 时，推荐采用如下递减磨削深度。.03 O. 015mm。用成型砂轮横磨漏斗形试样时砂轮有i试样应以相同的占向旋转（见图Al),t 仨马图A1 111(;电砂轮横磨漏斗形试样A2. 2 纵向精府将试样直径从X十O.05mm纵向精磨至Xmm时，推荐磨削深度为Q.005mn10 多孔砂轮适I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门，02mm/s,磨削时，应提供足够的高质坠冷却液，（HI水草溶液，以期充分冷却试样注;1)为简化捕斗7在试样的加ir 序，较硬金属的试样经粗革后，即可用纵向精瞬将试样自径磨ii.)(
15、mrn,f川领采用较小的磨削深度并提供充分冷却，确保表面质量。如暂不能实行纵向精磨，则A2.2可代之以横向磨削来完成，8.模11磨削探度平得大于O.005rnn, 一。hi革取措施并仔细加二l圆柱形试样的试验部分与亮持部分之间的注撞圆弧确保罔弧与试验部分呻牲榈接GB 7733 87 处连接圆滑。A3 表面精加L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710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a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使化和残余应力层。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祥表面精加工，电解抛掉一薄层。注2缺口试样的缺口加工工艺可参考Al和AZ，但磨削精加工时均为横向腐削。附加说明本标准由冶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GB7733-87 I 518
