金屬材料 準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法 征求意見稿

1GB/T21143—XXXX金屬材料準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了均勻金屬材料在承受準(zhǔn)靜態(tài)加載時(shí)斷裂韌度K、裂紋尖端張開位移δ、J積分和阻力斷裂曲線的試驗(yàn)方法。試樣有缺口，采用疲勞的方法預(yù)制裂紋，在緩慢增加位移量的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。斷裂韌性由獨(dú)立試樣在延性裂紋擴(kuò)展、延性裂紋擴(kuò)展失穩(wěn)或發(fā)生非穩(wěn)韌性由獨(dú)立試樣在延性裂紋擴(kuò)展、延性裂紋擴(kuò)展失穩(wěn)或發(fā)生非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展時(shí)刻或之后的狀態(tài)確定。當(dāng)裂紋擴(kuò)展表現(xiàn)為延性撕裂條件下的穩(wěn)定擴(kuò)展時(shí)，可以測定用于描裂紋擴(kuò)展表現(xiàn)為延性撕裂條件下的穩(wěn)定擴(kuò)展時(shí)，可以測定用于描述斷裂韌度與裂紋擴(kuò)展量關(guān)系的阻力曲線。對某些鐵素體材料進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可能發(fā)生解理引起的非穩(wěn)線。對某些鐵素體材料進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可能發(fā)生解理引起的非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展或延性裂紋擴(kuò)展的形成和擴(kuò)展被解理擴(kuò)展打斷。裂紋拘束條件不在本標(biāo)準(zhǔn)討論范圍內(nèi)。解理擴(kuò)展打斷。裂紋拘束條件不在本標(biāo)準(zhǔn)討論范圍內(nèi)。ISO15653補(bǔ)充了對焊接材料的特殊試驗(yàn)要求和數(shù)據(jù)處理程序。數(shù)據(jù)處理程序。試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)差異與斷裂類型有很大關(guān)系。例如，由鐵素體鋼解理斷裂得到的斷裂韌度值可能有很大波動。對于需要高可靠性的情況，在ASTME1921中給出了延性-脆性轉(zhuǎn)變區(qū)域定量表征斷裂韌度值波動的處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)不對此情況下的值波動的處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)不對此情況下的試驗(yàn)數(shù)量和試驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用和理解做進(jìn)一步說明。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件GB/T8170GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GBGB/T12160金屬材料單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)系統(tǒng)的標(biāo)定（GB/T12160-2019，ISO9513:2012，IDT）GBGB/T16825.1靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分：拉力和（或）壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)（（GB/T16825.1-2008，ISO7500-1:2004，IDT）GB/T20832金屬材料試樣軸線相對于產(chǎn)品織構(gòu)的標(biāo)識（GB/T20832-2007，ISO3785:2006，IDT）ASTME1820斷裂韌度測定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（StandardTestMethodforMeasurementofFractureToughnessToughness）3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1應(yīng)力強(qiáng)度因子stressintensityfactorK對于均勻線彈性體的彈性應(yīng)力場的大小。3.2裂紋尖端張開位移crack-tipopeningdisplacementδ在預(yù)制疲勞裂紋尖端，裂紋兩表面相對于原始未變形的裂紋平面的張開位移，由旋轉(zhuǎn)公式計(jì)算得到。3.32GB/T21143—XXXXJ積分J-integral圍繞裂紋前緣從裂紋的一側(cè)表面到另一側(cè)表面的線積分或面積分，用以表征裂紋前緣地區(qū)的應(yīng)力—應(yīng)變場。3.4J值J加載參數(shù)，等同于加載參數(shù)，等同于J積分（見3.3由本試驗(yàn)方法確定的指定值（Jc,Ji,Ju等在彈塑性條件下的特征斷裂韌度。的特征斷裂韌度。3.5穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展stablecrackextension在位移控制的試驗(yàn)條件下，位移保持恒定時(shí)，裂紋擴(kuò)展停止或?qū)⑼Ｖ箷r(shí)的裂紋擴(kuò)展量。3.6非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展unstablecrackextension失穩(wěn)的裂紋擴(kuò)展，之前可能有或者沒有穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展（見3.5）。3.7pop-in在力位移曲線上的突然不連續(xù)性，通常表現(xiàn)為位移的突然增加伴隨力降低而后升高。注2：當(dāng)利用本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，預(yù)裂紋平面的非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展（見3.6）可導(dǎo)致pop-in的發(fā)生，應(yīng)將其與1）垂直裂紋平面的分層和撕裂；2）在三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中的支撐輥滑動或緊湊拉伸試驗(yàn)加載鏈中的銷子滑動；3）夾規(guī)安裝不當(dāng)；4）在低溫試驗(yàn)下裂紋表面冰的破碎；5）力和位移的測量與記錄設(shè)備的3.8裂紋擴(kuò)展阻力曲線（R曲線）crackextensionresistancecurves(R-curves)δ或J隨裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展量的變化曲線。4符號和說明本文件采用的符號和說明見表1。表表1符號和說明aafaiama0Δa3GB/T21143—XXXXΔamaxδ或J控制的裂紋擴(kuò)展極限BBNCmmmmVmmmm裂紋尖端張開位移裂紋尖端張開位移δEFFcFFdFfFFLFFmFFQFFuJkJ/mkJ/m2J積分的試驗(yàn)當(dāng)量，相當(dāng)于J積分，通過本標(biāo)準(zhǔn)方法測定其特征值（Jc、Ji、Ju表1（續(xù)）符號和說明Jc(B)kJ/mkJ/m2當(dāng)Δa小于0.2mm鈍化偏置線時(shí)出現(xiàn)非JgkJ/mkJ/m2J控制裂紋擴(kuò)展的上極限JikJ/mkJ/m2穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展開始時(shí)的J值Jm(B)kJ/mkJ/m2對于全塑性特性的第一個(gè)最大力平臺對應(yīng)的尺寸敏感斷裂抗力J值（B為試樣厚度）JmaxkJ/mkJ/m2Ju(B)kJ/mkJ/m2抗力J值（B為試樣厚度）Juc(B)kJ/mkJ/m2當(dāng)穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展無法測量時(shí)出現(xiàn)非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展或J0kJ/mkJ/m2穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展對應(yīng)的未修正的J值4GB/T21143—XXXXJ0.2BLkJ/mkJ/m2穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展為0.2mm鈍化偏置線時(shí)對應(yīng)的非尺寸敏感斷裂抗力J值J0.2BL(B)kJ/mkJ/m2穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展為0.2mm鈍化偏置線時(shí)對應(yīng)的尺寸敏感斷裂抗力J值(B為試樣厚度)KKfKICKKJ0.2BLKQMM--qRR22）變形前試樣裂紋嘴端面到轉(zhuǎn)動中心的距離（SRmRp0.2ST℃UJJ表1（續(xù)）符號和說明JVWz對于彎曲和直通型緊湊拉伸試樣，z為裂紋嘴張開夾規(guī)測量點(diǎn)與缺口5GB/T21143—XXXXzδδc(B)δm(B)對于全塑性特性的第一個(gè)最大力平臺對應(yīng)的尺寸敏感斷裂抗力δδmaxδu(B)δuc(B)δ0.2BLδ0.2BL(B)穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展為0.2mm鈍化偏置線時(shí)對應(yīng)的尺ηηp--υ-注2：除非特別說明，所列舉的各參數(shù)符號的數(shù)值均為試驗(yàn)溫度下的測量或計(jì)算值。5一般要求5.1總則金屬材料的斷裂韌度可以表征為特征（單點(diǎn)）值（見第6章）或在有限的裂紋擴(kuò)展范圍內(nèi)的連續(xù)曲線（見第7章）。用于測量斷裂韌度的程序和參數(shù)隨著試驗(yàn)過程中試樣的塑性水平而發(fā)生變化。在試驗(yàn)過程中通過對試樣塑性水平的逐步了解選用確定材料斷裂韌度的試驗(yàn)程序和參數(shù)。試驗(yàn)都是對試樣緩慢地增加位移，測量試驗(yàn)過程中的力和位移，然后利用力和位移之間的關(guān)系通過特征化的裂紋擴(kuò)展下的材料抗力測定斷裂韌度。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)流程圖見圖1，力隨位移變化的特征曲線類型見圖2。5.2斷裂參數(shù)斷裂韌度的特征值是由單一試樣定義的非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展或穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展開始時(shí)的值。KIC表征尖裂紋的擴(kuò)展阻力，并應(yīng)滿足：——裂紋前緣附近處于平面應(yīng)變狀態(tài)；——裂紋尖端的塑性區(qū)與試樣裂紋尺寸、厚度和裂紋前緣韌帶相比要足夠小。KIC是上述條件下的斷裂韌度非尺寸敏感的測量值。滿足一定的有效性判據(jù)才能得到KIC的測量值。δc、δu、δuc、Jc、Ju和Juc也是材料阻止尖裂紋非穩(wěn)定擴(kuò)展抗力的特征值。然而，這些參數(shù)的測量值是尺寸敏感的，都與試樣的厚度有關(guān)。因此在標(biāo)注上述參數(shù)時(shí)都應(yīng)以符號右下標(biāo)的形式、以毫米為單位注明試樣厚度。6GB/T21143—XXXX當(dāng)穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量很大時(shí)，試驗(yàn)程序和斷裂韌度的測量應(yīng)當(dāng)按照第7章進(jìn)行。穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展特性可以用裂紋尖端張開位移δ0.2BL或斷裂韌度J0.2BL表征，也可以用連續(xù)的δ或J阻力曲線表征。δ0.2BL和J0.2BL是非尺寸敏感的，并作為穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展開始的工程估計(jì)值，不應(yīng)與實(shí)際的啟裂韌度值δi和Ji混淆。δi和Ji的測量參見附錄D。測定δ0.2BL和J0.2BL可以選用兩種試驗(yàn)方法。多試樣法試驗(yàn)需要幾個(gè)標(biāo)稱尺寸相同的試樣進(jìn)行單調(diào)加載，每個(gè)試樣對應(yīng)不同的位移量，需同時(shí)測量并記錄力和位移。試樣裂紋前緣在試驗(yàn)后應(yīng)進(jìn)行標(biāo)記（著色或二次疲勞之后將每個(gè)試樣破斷成兩半，在試樣斷口上測量穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量。鐵素體鋼試樣的冷脆化特性有益于試樣破斷時(shí)裂紋前緣斷口的保存。多試樣法需要至少六個(gè)試樣。當(dāng)試樣數(shù)量受限時(shí)，也可通過基于卸載柔度法、電位法或載荷分離法的單試樣法進(jìn)行試驗(yàn)。如果能夠保證足夠的試驗(yàn)精度單試樣法的采用是不受限制的，但應(yīng)保持足夠數(shù)量的試樣。在任何情況下，δ0.2BL或J0.2BL和δ或J阻力曲線滿足本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有效性判據(jù)，則試驗(yàn)結(jié)果是有效的。7GB/T21143—XXXX一般要求特征值阻力曲線參數(shù)特征值阻力曲線參數(shù)!試樣初始值的工程估計(jì)連續(xù)曲線線彈性彈塑性參數(shù)試樣初始值的工程估計(jì)連續(xù)曲線線彈性彈塑性參數(shù)6.3節(jié)6.3節(jié)7.4節(jié)6.4節(jié)6.2節(jié)Jc(B)Ju(B)Juc6.2節(jié)Jc(B)Ju(B)Juc(B)Jm(B)δc(B)δu(B)δuc(B)δm(B)KIC7.5節(jié)、7.6節(jié)δ0.2BLJ0.2BLKKJ0.2BLδ0.2BL(B)J0.2BL(B)試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告↓圖1應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)的總流程圖8GB/T21143—XXXXX裂紋嘴張開位移（V）或載荷線位移（q）Y載荷（F）注2：Pop-in特性與材料韌度和試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置（如試驗(yàn)機(jī)或試樣柔度—斷裂—pop-in圖2斷裂試驗(yàn)中力與位移記錄曲線的特征類型5.3斷裂韌度符號斷裂韌度符號指定如表2所示。表2斷裂韌度符號KKICKKJ0.2BLδδ0.2BLδc(B)δ0.2BL(B)δu(B),δuc(B),δm(B)δg(Δamax)JJiJ0.2BLJc(B)J0.2BL(B)Ju(B),Juc(B),Jm(B)JgJg(Δamax)5.4試樣GB/T21143—XXXX5.4.1試樣形狀和尺寸試樣的尺寸和公差應(yīng)滿足圖3至圖5的要求。aAA0.80.8aaW±0005W B±0.005WW±0005W B±0.005W≥2.3W≥2.3W0.004WA 0.002WA圖3三點(diǎn)彎曲試樣的尺寸比例和公差0.8GB/T21143—XXXX0.80.002WB0.002WA0.275W±0.005W0.275W±0.005W0.002WAaW±0005W125W±001Wa CaW±0005W125W±001Wa CBABA0.6W±0.005W0.6W±0.0050.6W±0.005W0.6W±0.005W0.004WC0.004WC0.004WB0.002WA0.004WA圖4直通型缺口緊湊拉伸試樣的尺寸比例和公差GB/T21143—XXXX0.002WB0.375W±0.005W0.002WA375W0.375W±0.005W0.002WA375W±0.005W≤0.15WaWWAB±0.01Wa0.6W±0.005W0.6W±0.005WBaWWAB±0.01Wa0.6W±0.005W0.6W±0.005WB0.004WB0.004WB0.004WC0.002WA0.004WA注7：可以選擇的銷孔直徑為φ0.188W0+0.004W。當(dāng)使用這個(gè)尺寸的試樣時(shí)，允許最大缺口張開尺寸由0.15W增加到0.21W。圖5臺階型缺口緊拉試樣的尺寸比例和公差試樣形狀尺寸的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮可能的試驗(yàn)結(jié)果（見圖1）、δ或J斷裂韌度值、裂紋平面的取向（見附錄A）及被測材料取樣的尺寸限制。注1：盡管對于J值需要特殊的測量步驟即測量加載線的位移定都是適用的。表3提供了KIC測定所需注2：當(dāng)在加載線測量缺口張開位移時(shí)，對于臺階缺口緊湊拉伸試樣V=q=Vg（見圖5）。這樣的臺階缺口緊湊注3：對于三點(diǎn)彎曲和緊湊拉伸試樣，推薦試樣的寬厚比（W對于緊湊拉伸試樣為0.8~4之間。數(shù)據(jù)表明W/B=4的試樣R曲線略高于W/GB/T21143—XXXX表3KIC試驗(yàn)的最小推薦厚度RP0.2/E/（MPa/MPa）B/mm0.0057≤RP0.2/E<0.00620.0062≤RP0.2/E<0.00650.0065≤RP0.2/E<0.00680.0068≤RP0.2/E<0.00710.0071≤RP0.2/E<0.00750.0075≤RP0.2/E<0.00800.0080≤RP0.2/E<0.00850.0085≤RP0.2/E<0.01000.0100≤RP0.2/E75.4.2試樣制備材料狀態(tài)試樣應(yīng)當(dāng)從最終熱處理狀態(tài)和（或）機(jī)械加工狀態(tài)下的材料上截取。表面光潔度要求時(shí)，并充分考慮了由于特殊的熱處理（例如鋼的水淬）而帶來的試樣尺寸變注2：殘余應(yīng)力可能影響準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的測量。當(dāng)試件從具有明顯殘余應(yīng)力的區(qū)域截取時(shí)，影響是顯著的。例如焊接件、形狀復(fù)雜的型鋼（如熱模鍛、階段式擠壓、鑄造）等，它們不可能完全釋放應(yīng)力或有局部感應(yīng)殘余應(yīng)力。從有殘余應(yīng)力的產(chǎn)品上截取的試樣可能也有殘余應(yīng)力。在試樣的截取過程中可能部分釋放或重新分配殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力的存在仍然可能影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。殘余應(yīng)力疊加到外加應(yīng)力上，作用于裂紋尖端應(yīng)力場，明顯不同于單純的外加力或位移。試樣機(jī)械加工中的變形，試樣幾何形狀的依賴性及在預(yù)制疲勞裂紋過程中的不規(guī)則裂紋擴(kuò)展（例如裂紋前緣過渡彎曲或偏離擴(kuò)展平面）經(jīng)常是受殘余應(yīng)力的影響所致。在外加力為零時(shí)的缺口張開位移（裂紋閉合效應(yīng)）表征殘余應(yīng)力的存在，并可能影響隨后的斷裂韌度測定。在ISO15653中描述了焊接試裂紋面取向在機(jī)械加工之前確定裂紋平面取向，并應(yīng)與附錄A和GB/T20832標(biāo)識保持一致，同時(shí)要記錄試樣和材料的其他信息，如試驗(yàn)報(bào)告E.1示例。機(jī)械加工a)試樣的缺口外形不應(yīng)超過圖6所示的包跡線。通過銑床加工的缺口底徑不應(yīng)大于0.10mm。通過鋸、磨或火花腐蝕加工的缺口尖端寬度不應(yīng)大于0.3mm。試樣缺口平面應(yīng)垂直于試樣表面，偏差在2°以內(nèi)。GB/T21143—XXXXa)包跡線c火花腐蝕或機(jī)械加工的狹縫d三點(diǎn)彎曲試樣的邊沿或緊湊拉伸試樣的加載線圖6疲勞裂紋包跡和裂紋引發(fā)缺口 -o0.005WACC 90°或120°GB/T21143—XXXXb)試樣刀口可以是整體的，也可以是附加的。設(shè)計(jì)如圖8和9所示。圖8和9中的2x尺寸應(yīng)當(dāng)在夾規(guī)的工作范圍以內(nèi)，刀口邊沿與試樣表面成直角，并且應(yīng)保持相互平行偏差在0.5°以內(nèi)。對于兩種類型圖對應(yīng)的夾規(guī)，應(yīng)保證夾規(guī)與刀口接觸點(diǎn)之間能自由轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)使用內(nèi)置刀口或剛性很好的刀片時(shí)，應(yīng)使用放大尺寸的缺口，參見圖5、6和9所示。也可以使用其它能滿足試驗(yàn)精確度和測量要求的刀口或夾規(guī)測量位移。當(dāng)需要使用側(cè)槽時(shí)（見），建議在預(yù)制疲勞裂紋之后再開側(cè)槽。a)整體刀口b）附加刀口圖8外置刀口和相應(yīng)的缺口幾何尺寸GB/T21143—XXXXz=z=0yxdcyxbea注2：如果用刀片代替內(nèi)置刀口，那么通常在加載線上刀片厚度一半處測量位移。－2y+螺紋直徑≤W/2－2x見b)－臺階緊湊拉伸試樣的加載線圖9內(nèi)置刀口和相應(yīng)的缺口幾何尺寸疲勞預(yù)制裂紋.1總則疲勞預(yù)制裂紋應(yīng)在試樣最終熱處理及機(jī)械加工后或特定環(huán)境條件下進(jìn)行。預(yù)制疲勞裂紋后，斷裂試驗(yàn)前如果需要模擬特殊的工程應(yīng)用的允許進(jìn)行中間處理。這一處理應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。在整個(gè)預(yù)制疲勞裂紋過程中最大疲勞裂紋預(yù)制力應(yīng)準(zhǔn)確至±2.5%。試樣厚度B和寬度W應(yīng)按照5.5.1測量并應(yīng)記錄，根據(jù).3和.4計(jì)算預(yù)制疲勞裂紋最大力Ff。疲勞過程中的最小與最大力比應(yīng)該在0到0.1之間，為了加快裂紋萌生可以在前1周次或幾周次使用-1.0的應(yīng)力比。.2設(shè)備和裝置疲勞預(yù)制裂紋的裝置應(yīng)仔細(xì)地對中以保證施加的力在整個(gè)試樣厚度上保持一致，且相對于預(yù)期的裂紋平面對稱地分布。.3三點(diǎn)彎曲試樣對于三點(diǎn)彎曲試樣，在最后的1.3mm或50%的預(yù)裂紋擴(kuò)展量取其小值時(shí)的最大疲勞預(yù)制裂紋載荷應(yīng)當(dāng)取如下兩式結(jié)果的低值。GB/T21143—XXXXFf=0.8××Rp0.2………………式中Rp0.2是預(yù)制疲勞裂紋或加載試驗(yàn)時(shí)材料屈服強(qiáng)度的較低值。=ξ×E……………式中ξ=1.6×10-4m1/2Rp0.2）p和（Rp0.2）t分別是預(yù)制疲勞裂紋和加載試驗(yàn)時(shí)材料的屈服強(qiáng)度，E是預(yù)制疲勞裂紋或加載試驗(yàn)時(shí)材料彈性模量的較低值。0)(W,0)(W,.4緊湊拉伸試樣對于緊湊拉伸試樣，在最后的1.3mm或50%的預(yù)裂紋擴(kuò)展量取其小值時(shí)的最大疲勞預(yù)制裂紋載荷應(yīng)當(dāng)取如下兩式結(jié)果的低值?！罵p0.2………………式中Rp0.2是預(yù)制疲勞裂紋或加載試驗(yàn)時(shí)材料屈服強(qiáng)度的較低值。=ξ×E………………式中ξ=1.6×10-4m1/2（Rp0.2）p和（Rp0.2）t分別是預(yù)制疲勞裂紋和加載試驗(yàn)時(shí)材料的屈服強(qiáng)度，E是預(yù)制疲勞裂紋或加載試驗(yàn)時(shí)材料彈性模量的較低值。(W,(W,試樣側(cè)面開槽用于測定斷裂韌性特征點(diǎn)（如KIC、δc、Jc）的試樣可以是無側(cè)槽試樣或開側(cè)槽試樣。測定R曲線的全部試樣都應(yīng)當(dāng)開側(cè)槽。兩側(cè)槽應(yīng)該深度相等，側(cè)槽角度為30°~90°之間（含30°、90°),底部半徑為（0.4±0.2）mm。側(cè)槽深度B-BN應(yīng)不超過0.2B，除了注2的情況外，應(yīng)在預(yù)制疲勞裂紋后開側(cè)槽。GB/T21143—XXXX注2：對于一些材料，為了協(xié)助預(yù)制疲勞裂紋，允許在開始預(yù)制疲勞裂紋之前開一推薦奧氏體鋼采用帶側(cè)槽試樣，側(cè)槽角度為90°,因?yàn)樵谠嚇颖趁娈a(chǎn)生的較大位移，可能導(dǎo)致側(cè)槽部分或完全閉合。5.5預(yù)試驗(yàn)的要求5.5.1尺寸測量試樣尺寸應(yīng)符合圖3至圖5的要求。測量厚度B、BN和W應(yīng)精確至±0.02mm或±0.2%，取其中較大值。試樣厚度的測量，應(yīng)在試驗(yàn)前，沿著預(yù)期的裂紋擴(kuò)展路徑，至少在三個(gè)等間距位置處測量，取測量平均值為厚度B。對于帶側(cè)槽試樣，試樣凈厚度應(yīng)沿裂紋擴(kuò)展路徑在側(cè)槽內(nèi)至少三個(gè)等間距位置測量，取測量平均值為凈厚度BN。試樣寬度的測量應(yīng)跨過整個(gè)厚度在至少三個(gè)等間距位置測量，三次測量與裂紋平面的距離不超過10%的名義寬度。測量的平均值為寬度W。當(dāng)使用直通型缺口緊湊拉伸試樣時(shí)，應(yīng)當(dāng)測量試樣前端與試樣末端之間的距離（例如1.25W）。當(dāng)使用圖8b）所示的附加刀口時(shí)，應(yīng)當(dāng)測量刀口厚度z。如果使用刀片之類的刀口，應(yīng)取一半厚度作為z。當(dāng)使用圖8a)和圖9所示的整體或附加刀口時(shí)，z等于0。5.5.2裂紋形狀與長度要求從試樣的機(jī)械加工缺口根部形成疲勞裂紋的過程如下。對于所有形狀的試樣（見圖3~5），a0/W應(yīng)在0.45~0.7之間，測定KIC試樣a0/W應(yīng)在0.45~0.55之間。最小的預(yù)制疲勞裂紋擴(kuò)展量應(yīng)大于1.3mm或2.5%W，取其中較大者。缺口和疲勞裂紋應(yīng)當(dāng)在圖6所示的包跡線之內(nèi)。5.6試驗(yàn)裝置5.6.1校準(zhǔn)所有測量設(shè)備應(yīng)采用直接或間接方法溯源校準(zhǔn)至認(rèn)可的分級校準(zhǔn)試驗(yàn)室。5.6.2力的施加測力系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T16825.1-2008中的一級的要求。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)在恒定的位移速率下加載。試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的標(biāo)稱測量能力應(yīng)該超過1.2FL，對于三點(diǎn)彎曲試樣Rm………………對于緊湊拉伸試樣Rm………………5.6.3位移的測量夾規(guī)應(yīng)當(dāng)有表征缺口張開位移V（裂紋嘴間相對位移）的電信號輸出。夾規(guī)（或其它合適的位移傳感器）的設(shè)計(jì)應(yīng)保證夾規(guī)與刀口接觸點(diǎn)之間能自由轉(zhuǎn)動。用于測定缺口張開位移和加載線位移的夾規(guī)應(yīng)滿足GB/T12160-2002一級準(zhǔn)確度的要求。應(yīng)至少為每周對使用的夾規(guī)進(jìn)行校準(zhǔn)。在技術(shù)允許的情況下夾規(guī)的校準(zhǔn)應(yīng)在試驗(yàn)溫度±5℃范圍之內(nèi)進(jìn)行，除非夾規(guī)在試驗(yàn)時(shí)的溫度與試GB/T21143—XXXX樣不同，在這種情況下應(yīng)在其使用時(shí)溫度±5℃范圍之內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)。夾規(guī)的真實(shí)響應(yīng)應(yīng)當(dāng)在位移達(dá)到0.3mm之前準(zhǔn)確到±0.003mm，而之后的準(zhǔn)確度達(dá)到±1%。當(dāng)夾規(guī)具有較好的絕熱性能時(shí)也可以在室溫下進(jìn)行校準(zhǔn)。無論如何宜確保校準(zhǔn)滿足試驗(yàn)條件的要求。5.6.4試驗(yàn)裝置三點(diǎn)彎曲試樣使用的加載裝置，在加載過程中允許支承輥?zhàn)杂上蛲庖苿樱ㄒ妶D10并保持整個(gè)試驗(yàn)過程中輥的接觸，以減少摩擦力的影響。支承輥的直徑應(yīng)為W/2~W之間。加載裝置受力面的硬度應(yīng)大于40HRC(400HV)或。支承輥尺寸圖10三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置GB/T21143—XXXX緊湊拉伸試樣加載時(shí)使用的U型鉤和加載銷應(yīng)盡量減小摩擦。試樣在受拉力作用時(shí)，試驗(yàn)裝置應(yīng)保證同軸。用于測定阻力曲線的U型鉤的銷孔應(yīng)是平底的（見圖11）以保證加載銷在整個(gè)加載過程能自由轉(zhuǎn)動。圓底銷孔的U型鉤（見圖12）不允許用于單試樣法（卸載柔度）的試驗(yàn)。0.002WA0025W+005W0.002WAR0.125W(R0.15W)0.002WA005W(01W)a0025W(005W)005W(01W)a0025W(005W)b0.025W0.005WB0.26W0.5W 0.002WA0.002WA025025W025WD05W+015WBD05W+015WBW0.005WB 0.005WBA A為便于安裝夾規(guī)可以將U型鉤的角去掉BBGB/T21143—XXXX圖11用于緊湊拉伸試樣的平底加載銷孔U型鉤的典型設(shè)計(jì) 0.002WAaWWWWo0.005WB0.26W0.5W0.002WA0.002WA0.002WAW05W+05W+015WDWDWW0.005W0.005WBAA圖12用于緊湊拉伸試樣的圓底加載銷孔U型鉤的典型設(shè)計(jì)5.7試驗(yàn)要求GB/T21143—XXXX5.7.1三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)試驗(yàn)裝置的同軸度加載裝置應(yīng)同軸，加載線應(yīng)與兩輥中心的間距相等，且距離之差小于兩輥間距的1%。跨距S應(yīng)當(dāng)是4W±1%。兩輥的軸線保持相互平行，且偏差在±1°以內(nèi)。試樣的放置位置，應(yīng)使裂紋頂端位于兩輥正中，準(zhǔn)確到±1%S，同時(shí)試樣裂紋平面應(yīng)與兩輥軸線平行，偏差在±2°以內(nèi)。裂紋尖端張開位移裂紋尖端張開位移δ是由缺口張開位移V計(jì)算得到的。當(dāng)不能直接測量V時(shí)，V可以由夾規(guī)測量值Vg按照式（25）計(jì)算得到。V和Vg的位置定義見圖13。加載線位移加載線位移q或缺口張開位移V用于測定J值。當(dāng)不能直接測量V時(shí)，V可以由夾規(guī)測量值Vg按照式（25）計(jì)算得到。注：附錄F描述了直接或間接測量加載線位移的方法。參5.7.2緊湊拉伸試驗(yàn)試樣和裝置的同軸度加載U型鉤的同軸度應(yīng)達(dá)到0.25mm，試樣應(yīng)位于加載銷的中心，偏差在0.75mm以內(nèi)。裂紋尖端張開位移裂紋尖端張開位移δ是由缺口張開位移V計(jì)算得到。缺口張開位移V對于臺階型缺口緊湊拉伸試樣和直通型缺口緊湊試樣均定義為加載線上的位移（見圖14）。由于對于直通型缺口緊湊拉伸試樣不能直接測量V，V可以由夾規(guī)測量值Vg按照式（27）計(jì)算得到。J積分參數(shù)J是通過計(jì)算缺口張開位移V或加載線位移q得到的。對于緊湊拉伸試樣，V和q相同。當(dāng)采用臺階型缺口緊湊拉伸試樣（見圖5）進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對于采用整體或附加刀口（分別見圖8和圖9加載線位移q等于夾規(guī)測量值Vg。由于對于直通型缺口緊湊拉伸試樣不能直接測量q，q可以由夾規(guī)測量值Vg按照式（27）計(jì)算得到。a)整體刀口b)附加刀口圖13三點(diǎn)彎曲試樣中V和Vg的位置GB/T21143—XXXXa)直通型缺口緊湊拉伸試樣b)臺階型缺口緊湊拉伸試樣圖14緊湊拉伸試樣中V，q和Vg的位置5.7.3試驗(yàn)溫度在環(huán)境溫度試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)溫度偏差應(yīng)控制在±2℃,并作記錄。為此，應(yīng)在距離裂紋尖端5mm以內(nèi)的區(qū)域用熱電偶或鉑電阻溫度計(jì)與試樣表面接觸進(jìn)行測量。試驗(yàn)應(yīng)在適當(dāng)?shù)牡蜏鼗蚋邷亟橘|(zhì)下進(jìn)行。冷卻介質(zhì)為液體時(shí)，當(dāng)試樣表面溫度達(dá)到試驗(yàn)溫度后，每mm試樣厚度B浸泡時(shí)間至少為30s。冷卻介質(zhì)為氣體時(shí)，每mm試樣厚度B保溫時(shí)間至少為60s。在試驗(yàn)溫度下的浸泡時(shí)間最少為15min。試樣溫度應(yīng)保持在試驗(yàn)溫度的2℃以內(nèi)，并應(yīng)按照第8章的要求進(jìn)行記錄。5.7.4記錄應(yīng)該記錄力和相關(guān)的位移。對于模擬信號記錄方式，應(yīng)調(diào)整記錄儀的放大比，使力-位移曲線的初始斜率在0.85~1.15之間。5.7.5試驗(yàn)速率試驗(yàn)應(yīng)該在缺口張開位移、加載線位移或橫梁位移的控制條件下進(jìn)行。加載線位移速率應(yīng)該保證在線彈性區(qū)，應(yīng)力強(qiáng)度因子速率在0.2MPa·m1/2s-1~3MPa·m1/2s-1之間。對于同一組試驗(yàn)，所有試樣都應(yīng)在同一標(biāo)稱速率下加載。5.7.6試驗(yàn)分析第6章給出了斷裂韌性特征點(diǎn)的分析，第7章給出了阻力曲線的測定（見圖1）。5.8試驗(yàn)后的裂紋測量5.8.1總則試樣在試驗(yàn)后應(yīng)被打斷，進(jìn)行斷口檢查測定原始裂紋長度a0及在試驗(yàn)過程中發(fā)生的穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量Δa。GB/T21143—XXXX對于某些試驗(yàn)，有必要在試樣打斷之前標(biāo)記出穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展的范圍。穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量可以通過熱著色或試驗(yàn)后二次疲勞的方法標(biāo)記。注意盡量減小試驗(yàn)后試樣的變形。對于鐵素體鋼通過冷卻脆化的方法有助于在試樣打斷時(shí)減小試樣變形。5.8.2初始裂紋長度a0測量初始裂紋長度a0時(shí)，應(yīng)從加載線（CT試樣）或裂紋嘴面（SEB試樣）測量到疲勞裂紋的尖端，測量儀器的最大允許誤差為±0.1%或0.025mm，取其大者。圖15和圖16顯示了九點(diǎn)測量位置。a0值是通過先對距離兩側(cè)表面0.01B位置（對于開側(cè)槽試樣，從側(cè)槽根部算）取平均值，再和內(nèi)部等間距的七點(diǎn)測量長度取平均值得到的，即a0按下式計(jì)算：a0=|ai……（7）g初始裂紋前緣h伸張區(qū)i裂紋擴(kuò)展區(qū)j最終裂紋前緣k圖15三點(diǎn)彎曲試樣裂紋長度的測量GB/T21143—XXXXa)普通試樣b)開側(cè)槽試樣g疲勞預(yù)制裂紋h初始裂紋前緣i伸張區(qū)圖16緊拉試樣裂紋長度的測量初始裂紋長度應(yīng)滿足下列要求：a)a0/W應(yīng)當(dāng)在0.45~0.70之間，除了KIC，KIC要求a0/W應(yīng)當(dāng)在0.45~0.55之間。b)試樣中心七點(diǎn)任一點(diǎn)的裂紋長度與九點(diǎn)平均值之差不應(yīng)超過0.1a0。c)疲勞預(yù)制裂紋前緣的任何位置與機(jī)械加工缺口之間的距離應(yīng)不小于1.3mm或2.5%W，取其大者。d)疲勞預(yù)制裂紋應(yīng)在圖6所示的包跡線之內(nèi)。如果上述要求不能滿足，那么初始裂紋長度就不滿足本方法的要求，在試驗(yàn)結(jié)果中應(yīng)明確注明。如果預(yù)制疲勞裂紋的平直度不滿足b）的要求可以按照ISO15653:2018附錄C的要求修改預(yù)制疲勞裂紋程序，當(dāng)進(jìn)行了如上修改后得到的斷裂韌性結(jié)果應(yīng)標(biāo)注字母M如KM，JM或δM。5.8.3穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展Δa裂紋擴(kuò)展量（包括任何的裂紋尖端鈍化）Δa，應(yīng)借助測量準(zhǔn)確度±0.025mm的儀器按照5.8.2描述的九點(diǎn)平均值方法測量初始和終止裂紋長度。諸如星狀和孤立的島狀等不規(guī)則形狀的裂紋擴(kuò)展，應(yīng)當(dāng)按照第8章的要求在報(bào)告中注明。注：忽略星狀擴(kuò)展區(qū)域或主觀地平均裂紋擴(kuò)展區(qū)域?qū)τ诠浪悴灰?guī)則裂紋長度是唯一可行的辦法。由高度不規(guī)則裂最終裂紋長度中間7點(diǎn)任一點(diǎn)與9點(diǎn)平均值的差值不應(yīng)超過0.1（a0+Δa）。所有的試驗(yàn)前和試驗(yàn)后的測量都應(yīng)記錄并按照第6和7章進(jìn)行計(jì)算。5.8.4非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展當(dāng)有證據(jù)表明發(fā)生不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展并止裂時(shí)，這一現(xiàn)象和pop-in特性（見圖17）有關(guān)，在每一個(gè)GB/T21143—XXXXpop-in之前的整個(gè)穩(wěn)態(tài)裂紋擴(kuò)展量Δa都應(yīng)按照5.8.3進(jìn)行記錄。穩(wěn)態(tài)裂紋擴(kuò)展量Δa包括疲勞預(yù)制裂紋前緣的全部的穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展，這部分穩(wěn)態(tài)裂紋擴(kuò)展是記錄的特定的pop-in或斷裂發(fā)生之前的穩(wěn)態(tài)裂紋擴(kuò)展的總和。X裂紋嘴張開位移（V）或加載線位移（q）Y圖17pop-in特性的估計(jì)（見6.2.2，6.3.1和6.4.1）6穩(wěn)定和非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展下的斷裂韌度測定6.1總則本條款描述了對應(yīng)于圖1左半部分和表2的斷裂韌度（單點(diǎn)）特征值的測定，圖2顯示了力-位移特性。斷裂韌度值考慮下列兩種情況：a)非尺寸敏感性，相應(yīng)的符號KIC、δi、δ0.2BL、Ji、J0.2BL和KJ0.2BL；b)尺寸敏感性，相應(yīng)的符號δc(B)、δ0.2BL(B)、δu(B)、δuc(B)、δm(B)、Jc(B)、KJc(B)、J0.2BL(B)、Ju(B)、Juc(B)和Jm(B)，其中B代表試樣厚度。試驗(yàn)記錄的不連續(xù)性包括力的突然下降和相應(yīng)的位移增加，如果變化量小于當(dāng)前值的1%，可以忽略不計(jì)。其它的突然不連續(xù)性可以用pop-in現(xiàn)象來解釋。產(chǎn)生pop-in的原因應(yīng)該進(jìn)行研究和記錄。當(dāng)pop-in與預(yù)裂紋平面的非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展無關(guān)時(shí)，利用pop-in點(diǎn)來測定斷裂韌度是不合適的。當(dāng)某一pop-in與預(yù)裂紋平面的不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展有關(guān)或者可以排除其它產(chǎn)生pop-in的原因時(shí)，按照下述條款進(jìn)行評估pop-in。1）按照6.2測定KIC；2）分別按照6.3和6.4測定δ和J斷裂韌度值。GB/T21143—XXXX6.2平面應(yīng)變斷裂韌度KIC的測定6.2.1總則試驗(yàn)記錄應(yīng)按照6.2.2的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行，按照6.2.3計(jì)算得到條件值KQ。試樣尺寸的檢查應(yīng)與6.2.4一致，采用的Rp0.2應(yīng)為試驗(yàn)溫度下試樣的塑性延伸強(qiáng)度。本標(biāo)準(zhǔn)推薦采用a0/W≈0.5的試樣進(jìn)行KIC的測定。6.2.2試驗(yàn)記錄FQ的數(shù)據(jù)處理測得條件載荷FQ的第一步是對載荷位移記錄的初始部分斜率進(jìn)行評估。這個(gè)斜率應(yīng)在試驗(yàn)記錄的線性最好的部分獲取，試驗(yàn)數(shù)據(jù)至少應(yīng)包括Fmax（見圖18）的50%。參考文獻(xiàn)[7]提供了用于得到最佳斜率的適用方法。如圖18所示，從原點(diǎn)作直線OFd，該直線的斜率比記錄曲線的線性部分OA的斜率低ΔF/F。ΔF/F的值應(yīng)滿足下述要求：a)對于三點(diǎn)彎曲試樣的力F與缺口張開位移V曲線：ΔF/F=0.05 b)對于三點(diǎn)彎曲試樣的力F與加載線位移q曲線：ΔF/F=0.04 c)對于緊湊拉伸試樣，力F與缺口張開位移V及力F與加載線位移q曲線：ΔF/F=0.05 圖18中的Ⅰ型和Ⅱ型曲線Fd之前的最大力是FQ，圖18中的Ⅲ型曲線Fd=FQ。記錄試樣所能承受的最大力Fmax（見圖18并計(jì)算Fmax/FQ。如果比值超過1.1，則KQ不等于KIC，應(yīng)按6.3和6.4進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如果比值小于1.1，KQ應(yīng)按6.2.3直接進(jìn)行計(jì)算。X裂紋嘴張開位移（V）或載荷線位移（q）Y圖18FQ的定義（用于測定KQ）6.2.3KQ的計(jì)算KQ值用按照5.5.1、5.8.2、6.2.2測定的B、BN、W、a0、FQ來計(jì)算。三點(diǎn)彎曲試樣KQ的計(jì)算公式如下：GB/T21143—XXXX………………應(yīng)注意根據(jù)式(11)計(jì)算KQ的單位。如果B和W用m為單位，F(xiàn)用MN為單位，那么KQ的單位就應(yīng)是MPa·m1/2。如果B和W用mm為單位，F(xiàn)用kN為單位，那么為了保證KQ的單位還是MPa·m1/2就應(yīng)在式右邊乘以103/2。緊湊拉伸試樣KQ的計(jì)算公式如下：……應(yīng)注意根據(jù)式(12)計(jì)算KQ的單位。如果B和W用m為單位，F(xiàn)用MN為單位，那么KQ的單位就應(yīng)是MPa·m1/2。如果B和W用mm為單位，F(xiàn)用kN為單位，那么為了保證KQ的單位還是MPa·m1/2就應(yīng)在式右邊乘以103/2。6.2.4KIC的有效性判定如果滿足以下條件：a0≥2.52且B≥2.52且≥2.52……且0.45≤≤0.55……（14）則KQ就是KIC。注意公式（13）使用的單位。KQ用MPa·m1/2為單位；Rp0.2用MPa為單位；a0、B、(W-a0)用m為單位。并且：Kf≤0.6KQ..……（15）(Rp0.2)p和(Rp0.2)t分別是預(yù)裂紋和試驗(yàn)溫度下偏置0.2%對應(yīng)的塑性延伸強(qiáng)度。如果不能滿足式（13）、式（14）和式（15）的要求及本方法的其他要求，結(jié)果就不是有效的KIC，并應(yīng)根據(jù)6.3或6.4對可能有效的δ或J值進(jìn)行計(jì)算。6.3斷裂韌度δ0的測定常見的F-V記錄曲線類型（1）~（5見圖2GB/T21143—XXXXa)在圖2的（1）、（2）和（4）型的情況下，取斷裂點(diǎn)的值為Fc、Fu或Fuc。P≥……………………（16）則取斷裂點(diǎn)之前的第一個(gè)pop-in值為Fc、Fu或Fuc。c)當(dāng)發(fā)生在斷裂之前的pop-ins計(jì)算P<……………………（17）則取斷裂點(diǎn)的值為Fc、Fu或Fuc。式（16）和式（17）中的P按下式計(jì)算（見附錄GP=1-………………ΔF在這里表示在pop-in發(fā)生時(shí)載荷的下降值式（18）中：是根據(jù)式（8）~（10）得到的計(jì)算值，對三點(diǎn)彎曲或緊湊拉伸試樣均適用；P代表裂紋尺寸的增加和所有pop-in包括第n級pop-in柔度疊加的因子；Q1代表pop-in1處的彈性位移（見圖17Fn代表第n級pop-in處的力；Qn代表第n級pop-in處的彈性位移量；yn代表第n級pop-in處的力下降量；xn代表第n級pop-in處的位移增量；n代表被考慮的最后一個(gè)pop-in的系列號（見圖17）。當(dāng)只有一個(gè)pop-in發(fā)生時(shí)，n=1。當(dāng)有多個(gè)pop-ins發(fā)生時(shí)，取n=1,2,3等按式（18）進(jìn)行連續(xù)計(jì)算是必要的。Qn可以通過圖解或解析方法得到（見圖17）。另外，(Qn+xn)可以通過對試樣卸載得到。當(dāng)F和V對應(yīng)于穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展（5.8.3）后的裂紋失穩(wěn)(5.8.4)時(shí)，且Δa<0.2mm+………………應(yīng)將其記錄為Fc和Vc。當(dāng)F和V對應(yīng)于穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展（5.8.3）后的裂紋失穩(wěn)(5.8.4)時(shí)，且Δa≥0.2mm+………………應(yīng)將其記錄為Fu和Vu。當(dāng)不可能測定失穩(wěn)之前的穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量Δa（見5.8.3）時(shí)，F(xiàn)和V應(yīng)記錄為Fuc和Vuc。6.3.2Fm和Vm的測定當(dāng)試驗(yàn)記錄在斷裂之前沒有顯著的pop-in（見6.3.1）而出現(xiàn)最大力平臺時(shí)，F(xiàn)m的值應(yīng)為通過試驗(yàn)GB/T21143—XXXX記錄的首個(gè)達(dá)到最大力的點(diǎn)（見圖2，類型（6對應(yīng)于Fm的V應(yīng)記錄為Vm。6.3.3Vp的測定對應(yīng)于裂紋嘴張開位移Vc、Vu、Vuc和Vm（按6.3.1和6.3.2測定）的缺口張開位移的塑性分量Vp（見圖19）可以通過對試驗(yàn)記錄進(jìn)行手工計(jì)算或計(jì)算機(jī)技術(shù)自動計(jì)算得到。X裂紋嘴張開位移（V）或加載線位移（q）Y圖19Vp的定義(用于測定CTOD)可以用基于柔度關(guān)系的分析方法來計(jì)算Vp，應(yīng)從H.1中規(guī)定的總的缺口張開位移V中扣除理論彈性缺口張開位移Ve。Vp的測定，對應(yīng)于F≤Fm的情況（見圖2且忽略了在該力值范圍以外的穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展和pop-in引起的裂紋擴(kuò)展的影響。6.3.4δ0的計(jì)算δ0值由按照5.5.1測定的B、BN、W、z和按照5.8.2測定的a0和按照6.3.1或6.3.2測定的F以及按照6.3.3測定的Vp來計(jì)算得到。0值不因裂紋擴(kuò)展量Δa而進(jìn)行修正。GB/T21143—XXXX對于三點(diǎn)彎曲試樣，δ0按下式計(jì)算（見參考文獻(xiàn)[9]對于緊湊拉伸試樣，δ0按下式計(jì)算：…………對于式（21）和式（22）m和τ由下式計(jì)算：m=4.9?3.5…………τ=?1.42+2.8)?0.35{0.8+0.2exp?0.019B?25)}………………（24）對于式（21）和式（22）Vp為V的塑性分量，當(dāng)使用附加刀口時(shí)，夾規(guī)測量值Vg由下式轉(zhuǎn)換為V：對于三點(diǎn)彎曲試樣：Vg………………對于臺階型緊湊拉伸試樣： （26）對于直通型緊湊拉伸試樣：Vg………………注5：當(dāng)Vp的測量位置在試樣缺口邊緣以外（見圖8b）時(shí)，z是正值；當(dāng)Vp的測量位置在試樣缺口邊緣以內(nèi)時(shí)，z是注6：對于直通型緊湊拉伸試樣允許采用由Vg計(jì)算得到的V是因?yàn)榭梢酝茖?dǎo)證明計(jì)算得到的V與直接測量的V（=q）6.3.5斷裂韌度δ0的判定按照6.3計(jì)算的斷裂韌度δ0值是尺寸敏感的，與試樣厚度直接相關(guān)。厚度應(yīng)以mm為單位，在斷裂韌度符號的右下標(biāo)括號中注明：利用Fc和Vc計(jì)算δ0，得到δc(B)；利用Fu和Vu計(jì)算δ0，得到δu(B)；利用Fuc和Vuc計(jì)算δ0，得到δuc(B)；利用Fm和Vm計(jì)算δ0，得到δm(B)。GB/T21143—XXXX例如對于試樣厚度B=25mm的試驗(yàn)，得到的由Fc和Vc計(jì)算的δ0值，斷裂韌度值δc(B)應(yīng)標(biāo)為δc(25)。6.4斷裂韌度J0值的測定6.4.1Fc和Vc或qc，F(xiàn)u和Vu或qu或Fuc和Vuc或quc的測定用和6.3.1相同的方法測定F和V或q，按照6.4.4計(jì)算J0值。當(dāng)F對應(yīng)于較小的穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量時(shí)（見5.8.2且Δa<0.2mm+……F應(yīng)記錄為Fc，對應(yīng)的V或q應(yīng)記錄為Vc或qc。當(dāng)F和q對應(yīng)于較大的穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量時(shí)（見5.8.3且Δa≥0.2mm+……F應(yīng)記錄為Fu，對應(yīng)的V或q應(yīng)記錄為Vu或qu。當(dāng)不能測定Δa時(shí)（見5.8.3F和V或q應(yīng)記錄為Fuc和Vuc或quc。6.4.2Fm和qm的測定當(dāng)試驗(yàn)記錄在斷裂之前沒有顯著的pop-in（見6.3.1）而出現(xiàn)最大力平臺時(shí)，F(xiàn)m的值應(yīng)為通過試驗(yàn)記錄的首個(gè)達(dá)到最大力的點(diǎn)（見圖2，類型（6對應(yīng)于Fm的V或q應(yīng)記錄為Vm或qm。6.4.3Up的測定通過試驗(yàn)記錄適當(dāng)?shù)募虞d線位移qc、qu、quc和qm或裂紋嘴張開位移Vc、Vu、Vuc和Vm（見6.4.1和6.4.2從H.3中規(guī)定的總面積中減去理論的彈性面積Ue得到塑性分量Up。有多種計(jì)算方法可以使用，例如通過求積儀得到，或利用計(jì)算機(jī)的數(shù)字積分技術(shù)，還可以利用后面敘述的彈性柔度分析方法得X裂紋嘴張開位移（V）或加載線位移（q）YGB/T21143—XXXX圖20Up的測定（用于J的測定）），6.4.4J0的計(jì)算對于三點(diǎn)彎曲和緊湊拉伸試樣的J0值，可以借助下列關(guān)系和5.5.1中確定的B、BN、W，5.8.2中確定的a0以及相應(yīng)的6.4.3中確定的Up值和6.4.1或6.4.2中確定的試驗(yàn)記錄上的力F計(jì)算得到。對于三點(diǎn)彎曲試樣，若UP由測量的加載線位移q計(jì)算得到，J0按下式來計(jì)算：…………對于三點(diǎn)彎曲試樣，若UP由測量的裂紋嘴張開位移V計(jì)算得到，J0按下式計(jì)算：………………其中S是定義的跨距（見圖10式中ηp=3.667-2.199(a0/W)+0.437(a0/W)2 對于臺階型缺口緊湊拉伸試樣，J0按下式來計(jì)算：……式中ηp=2+0.522(1-a0/W) 直通型緊湊拉伸試樣的Up可以用式（27）將Vg換算為q（=V）計(jì)算得到。J0的計(jì)算與臺階型缺口緊湊拉伸試樣相同，采用式（33）。6.4.5斷裂韌度J0的判定按照6.4計(jì)算的斷裂韌度J0值是尺寸敏感的，與試樣厚度直接相關(guān)。厚度應(yīng)以mm為單位，在斷裂韌度符號的右下標(biāo)括號中注明：利用Fc和Vc或qc計(jì)算J0，得到Jc(B)；利用Fu和Vu或qu計(jì)算J0，得到Ju(B)；GB/T21143—XXXX利用Fuc和Vuc或quc計(jì)算J0，得到Juc(B)；利用Fm和Vm或qm計(jì)算J0，得到Jm(B)。例如對于試樣厚度B=25mm的試驗(yàn)，用Fc和qc計(jì)算得到的J0，斷裂韌度值Jc(B)應(yīng)標(biāo)為Jc(25)。7δ-Δa和J-Δa阻力曲線和穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展下的啟裂韌度δ0.2BL、J0.2BL、δi和Ji的測定7.1總則本條款描述了對應(yīng)于圖1右半部分顯示的具有穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展和非線性力-位移試樣的斷裂行為的測定，根據(jù)δ或J與Δa的關(guān)系曲線取特征值。δ隨裂紋擴(kuò)展量Δa的變化是非尺寸敏感的，已經(jīng)對δ進(jìn)行了穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展修正。本方法給出了利用δ-Δa和J-Δa阻力曲線測定工程啟裂韌度δ0.2BL和J0.2BL的方法。分析步驟適用于多試樣或單試樣的δ或J測定。7.2試驗(yàn)步驟7.2.1概述按照5.7對試樣加載，按照5.8測量產(chǎn)生的裂紋擴(kuò)展量。7.2.2多試樣法對一系列標(biāo)稱尺寸相同的試樣加載到預(yù)先選定的不同位移水平，并測定相應(yīng)的裂紋擴(kuò)展量。每個(gè)試樣都為δ-Δa或J-Δa阻力曲線（后面通稱R曲線）提供一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。得到一條R曲線（見7.4）和在穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展開始附近處測量斷裂韌度δ0.2BL或J0.2BL（見7.6）需要六個(gè)或更多個(gè)合適位置的點(diǎn)。對第一個(gè)試樣加載到剛剛超過最大力，測量相應(yīng)的穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量，并根據(jù)此時(shí)位移量來估計(jì)其它合適位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)位移量。一組名義上完全相同的試樣可以都按照5.8.2的規(guī)定進(jìn)殘余應(yīng)力修正或都不進(jìn)行修正。7.2.3單試樣法單試樣法是利用彈性柔度或其他技術(shù)通過一個(gè)試樣的試驗(yàn)得到阻力曲線上的多個(gè)點(diǎn)的方法。附錄I描述了單試樣法。當(dāng)Δa≤0.2(W-a0)時(shí)，利用直接法估計(jì)的最終裂紋擴(kuò)展量Δa與測量的裂紋擴(kuò)展量之差應(yīng)當(dāng)不超過后者的15%或0.15mm，取其大者；當(dāng)Δa>0.2(W-a0)時(shí)，這一差值應(yīng)在0.03(W-a0)以內(nèi)。為了后續(xù)的裂紋擴(kuò)展量的測定需要對初始裂紋長度a0作一個(gè)估計(jì)時(shí)，例如卸載柔度技術(shù)，a0的估計(jì)值應(yīng)該在試驗(yàn)后測量a0值的2%以內(nèi)。對于間接測量技術(shù)，第一個(gè)試樣用于建立試驗(yàn)輸出與測量裂紋擴(kuò)展量直到定義的Δamax之間的修正關(guān)系。至少需要一個(gè)附加試樣完成相同試驗(yàn)，用于驗(yàn)證由第一個(gè)試樣得到的裂紋擴(kuò)展量的精確性。估計(jì)值與實(shí)際Δa測量值之差應(yīng)不超過后者的15%或0.15mm，取其大者，否則試驗(yàn)結(jié)果無效。7.2.4最終裂紋前緣的平直度最終裂紋長度定義為按照5.8.2和5.8.3描述的九點(diǎn)平均值法測定的初始裂紋長度加上穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量。中間七點(diǎn)的裂紋長度與九點(diǎn)平均值之差不應(yīng)大于0.1a0，否則試驗(yàn)結(jié)果無效。7.3J和δ的計(jì)算7.3.1J的計(jì)算對于三點(diǎn)彎曲試樣，若測量裂紋嘴張開位移V，則J按下式計(jì)算：…………式中S是定義的跨距（見圖10）。若測量q則取ηp=1.9；Yp=0.5，若測量V則由式（32）計(jì)算得到ηp，由公式（36）計(jì)算得到Y(jié)p。GB/T21143—XXXXYp=0.131+2.131(a0/W)-1.465(a0/W)2對于臺階型缺口緊湊拉伸試樣，J按下式來計(jì)算：「F(a)721-D2ηU「(BB「F(a)721-D2ηU「………………ΔΔa7W-a0」（36）（37）式中ηp由公式（34）給定。注5：對于直通型缺口緊湊拉伸試樣直接測量加能夠證實(shí)計(jì)算得到的q與直接測量的q相差在17.3.2δ的計(jì)算對于三點(diǎn)彎曲試樣，δ按下式計(jì)算（見參考文獻(xiàn)[10]「FS(a)721-v2(1-r)Δa+rBNp0.5W1.5×g1(|,「FS(a)721-v2(1-r)Δa+rBNpm由公式（39）計(jì)算，rp由公式（40）計(jì)算：m=4.9?3.5…………（39）rp=R1()+R2…………（40）式中R1=?0.62+0.76…………（41）R2=0.61?0.22…………（42）對于直通型缺口緊湊拉伸試樣，δ按下式來計(jì)算：(BBNW)0.52|(W,+0.46W+zp(BBNW)0.52|(W,+0.46W+zp注5：對于直通型缺口緊湊拉伸試樣直接測量加GB/T21143—XXXX7.4R曲線圖δ或J與Δa的點(diǎn)組成了R曲線（例如圖I.1）。數(shù)據(jù)可以用表格或圖形的形式表達(dá)。為了便于分析也可以將數(shù)據(jù)擬合成方程或?qū)M合的方程以曲線的形式做出來。7.4.1圖的結(jié)構(gòu)δ或J與Δa的阻力曲線由7.2和7.3得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)組成（見圖21）。lbbacd2d3d4d2d3d4d1OOmax裂紋擴(kuò)展量(Δa)注：至少需要六個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。每一個(gè)裂紋長度區(qū)間應(yīng)至少包含一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。如果需要方程，可以使用確定的圖21用于測定R曲線的數(shù)據(jù)分布過Δa最大數(shù)據(jù)點(diǎn)作鈍化線的平行線與橫坐標(biāo)軸交于一點(diǎn)，此點(diǎn)的橫坐標(biāo)值定義為Δamax，Δamax應(yīng)滿足下式的要求：0.5≤Δamax≤0.25（W-a0）………………（44）根據(jù)的描述，用下面兩種方法之一來確定鈍化線：δ=1.87(Rm/Rp.)Δa （45）或J=3.75RmΔa （46）式中Rm和Rp0.2應(yīng)在試驗(yàn)溫度下測定。注2：附錄D給出了利用掃描電鏡（SEM）測量臨界伸張區(qū)寬度進(jìn)而進(jìn)行鈍化線標(biāo)定的方法，對于延性較高的奧氏GB/T21143—XXXX按照（見圖21）得到Δamax，過Δamax作鈍化線的平行線定義為有效裂紋擴(kuò)展量的右邊界線。在Δa=0.1mm（見圖21）處作鈍化線的平行線定義為有效裂紋擴(kuò)展量的左邊界線。當(dāng)發(fā)生非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展時(shí)試驗(yàn)應(yīng)終止，如果在斷口上可以測量穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量，該數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)包括在R曲線圖上。不穩(wěn)定斷裂數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)在R曲線上清晰地標(biāo)明，并應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明（見附錄E）。7.4.2數(shù)據(jù)間隔和曲線擬合至少需要六個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)定義R曲線。擬合R曲線時(shí)，在四個(gè)等間距的裂紋擴(kuò)展區(qū)內(nèi)，每個(gè)區(qū)域至少有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，如圖21所示。對0.1mm和Δamax邊界線之間的數(shù)據(jù)點(diǎn)按指數(shù)方程式（47）進(jìn)行擬合。y……………………（47）式中α和β≥0，0≤γ≤1。如果按照附錄C線性擬合得到的α或β小于0，那么結(jié)果無效，擬合公式也不能用于表達(dá)R曲線。這種情況下，建議進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)或采用附錄I的單試樣法。如果使用單試樣法，所有位于0.1mm偏置線以右的數(shù)據(jù)點(diǎn)都應(yīng)參加曲線擬合。但是，只有達(dá)到δg或Jg時(shí)，R曲線才有效（見圖22）。l裂紋擴(kuò)展量(Δa)注：如果R曲線與δmax或Jmax水平線在Δamax邊界線左側(cè)相交，那么δg或Jg等于δmax或Jmax。圖22δg或Jg的定義和極限判定7.5阻力曲線的判定7.5.1J-Δa阻力曲線的判定GB/T21143—XXXX每個(gè)試樣的Jmax按以下三個(gè)公式計(jì)算，取其中的最小值：Jmax=B……………………Jmax=a0……………………Jmax=W?a0……………………按照上式計(jì)算的最小Jmax作為J-Δa阻力曲線的上邊界線(見圖22)。J與擬合曲線在Jmax或Δamax（由式（44）得到）邊界線的交點(diǎn)定義為Jg（見圖22）。Jg應(yīng)為該尺寸下被測試樣的J控制的裂紋擴(kuò)展行為的上極限。7.5.2δ-Δa阻力曲線的判定每個(gè)試樣的δmax值按以下三個(gè)公式計(jì)算，取其中的最小值：……………………………………按照上式計(jì)算的最小δmax作為δ-Δa阻力曲線的上邊界線(見圖22)。δ與擬合曲線在δmax或Δamax（由式（44）得到）邊界線的交點(diǎn)定義為δg（見圖22）。δg應(yīng)為該尺寸下被測試樣δ控制的裂紋擴(kuò)展行為的上極限。7.6J0.2BL和δ0.2BL的測定和判定7.6.1J0.2BL的測定按照7.4繪制擬合R曲線，要求在0.1mm和0.3mm鈍化線偏置線之間至少有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，在0.1mm和0.5mm鈍化線偏置線之間至少有兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（見圖23）。按照式（47）擬合的曲線應(yīng)至少包括六個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在曲線圖上偏置0.2mm處作鈍化線的平行線，見圖23。擬合曲線與0.2mm偏置線的交點(diǎn)定義為J0.2BL。如果J0.2BL超過Jmax（見），那么J0.2BL無效。如果J-Δa曲線在0.2mm裂紋擴(kuò)展偏置線交點(diǎn)處的斜率(dJ/da)0.2BL不能滿足下式的要求：3.75Rm>0.2BL…………那么按測定的J0.2BL無效。如果J0.2BL符合7.6，也符合8.8，那么按測定的J0.2BL是非尺寸敏感的。如果不是這樣，就應(yīng)該報(bào)告尺寸敏感值J0.2BL(B)，B是試樣厚度。當(dāng)應(yīng)用環(huán)境為線彈性但是試樣無法得到有效的KIC結(jié)果時(shí)，在穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展開始時(shí)的線彈性平面應(yīng)變斷裂韌性值可以由下式計(jì)算：KJ0.2BL=…………7.6.2δ0.2BL的測定GB/T21143—XXXX按照7.4繪制擬合R曲線，要求在0.1mm和0.3mm鈍化線偏置線之間至少有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，在0.1mm和0.5mm鈍化線偏置線之間至少有兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（見圖23）。按照式（46）擬合的曲線應(yīng)至少包括六個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在曲線圖上偏置0.2mm處作鈍化線的平行線，見圖23。擬合曲線與0.2mm偏置線的交點(diǎn)定義為δ0.2BL。如果δ0.2BL超過δmax（見），那么δ0.2BL無效。如果δ-Δa曲線在0.2mm偏置線交點(diǎn)處的斜率(dδ/da)0.2BL不能滿足下式的要求：1.87……那么按確定的δ0.2BL無效。如果δ0.2BL符合7.6，也符合8.7，那么按照測定的δ0.2BL是非尺寸敏感的。如果不是這樣，就應(yīng)該報(bào)告尺寸敏感值δ0.2BL(B)，B是試樣厚度。aJQ0.2BLdOb\c/ //裂紋擴(kuò)展量(Δa)/mm圖23δ0.2BL或J0.2BL的數(shù)據(jù)間隔7.7通過掃描電鏡測定啟裂韌度δi和Ji附錄D給出了利用伸張區(qū)的寬度（SZW）測定啟裂韌度δi和Ji值的方法。掃描電鏡操作者應(yīng)該具備解析掃描電鏡斷口照片的經(jīng)驗(yàn)。如果SZW不能與穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展區(qū)分，那么不能用此種方法測定δi或Ji。8試驗(yàn)報(bào)告GB/T21143—XXXX8.1結(jié)構(gòu)本標(biāo)準(zhǔn)給出了試驗(yàn)報(bào)告的格式參考，試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括七個(gè)部分（見8.2到8.8被測材料的描述，試樣和試驗(yàn)條件，包括試驗(yàn)環(huán)境都應(yīng)按照8.2注明。機(jī)械加工，疲勞裂紋，裂紋前緣的平直度和裂紋長度數(shù)據(jù)都應(yīng)符合8.3。導(dǎo)出的斷裂參數(shù)應(yīng)該符合8.4到8.8。8.2試樣、材料和試驗(yàn)環(huán)境（見E.1）。8.2.1試樣描述——試樣編號；——類型；——裂紋面取向；——取樣位置。8.2.2試樣尺寸——厚度B和凈厚度BN，(mm)；——寬度W，(mm)；——初始相對裂紋長度，a0/W。8.2.3材料描述——材料的成分和標(biāo)準(zhǔn)牌號；——產(chǎn)品成形（板，鍛造，鑄造等）和狀態(tài)；——在預(yù)制裂紋溫度下的拉伸性能的參考值或測量值；——在試驗(yàn)溫度下的拉伸性能的參考值或測量值。8.2.4輔助尺寸——跨距S，(mm)；——刀口厚度z（見5.5.1）。8.2.5試驗(yàn)環(huán)境——溫度(℃);——加載位移速率（mm/min）；——位移控制的類型。8.2.6預(yù)制疲勞裂紋的條件——Kf(MPa·m1/2)；——Ff(kN)；——預(yù)制疲勞裂紋溫度(℃)。8.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)的判定8.3.1限定條件所有滿足特定要求的數(shù)據(jù)都應(yīng)按照本方法進(jìn)行判定，只有有效的數(shù)據(jù)才能用以定義斷裂韌度。建議按照表E.2編排8.3.2至8.3.4中描述的數(shù)據(jù)。力—位移的記錄應(yīng)滿足5.7.4的要求。8.3.2裂紋長度的測量按照圖15和圖16所示，在橫跨試樣厚度的等間隔的九點(diǎn)上測量裂紋長度。下述值應(yīng)該在報(bào)告中注——機(jī)械加工缺口長度（am——疲勞缺口尖部的初始裂紋長度（a0）；——預(yù)制疲勞裂紋長度（a0-am——最終裂紋長度（af——平均裂紋擴(kuò)展量(Δa=af-a0）。8.3.3斷口的形貌GB/T21143—XXXX——記錄斷口特殊形貌的信息；——記錄非穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展例如解理的信息。8.3.4Pop-in——力-位移記錄上的每一個(gè)pop-in對應(yīng)的F,x,y和Q；——發(fā)生顯著pop-in的數(shù)量；——第一個(gè)顯著pop-in的位置和表E.2中注明的信息。8.3.5阻力曲線——阻力曲線的數(shù)據(jù)包括表E.3單試樣試驗(yàn)阻力曲線的數(shù)據(jù)。8.3.6數(shù)據(jù)判定的檢查表如果符合下述要求，則數(shù)據(jù)有效：a)試樣應(yīng)滿足5.4.1尺寸和公差的要求；b)試驗(yàn)裝置應(yīng)滿足5.7誤差和同軸度的要求；c)試驗(yàn)機(jī)和夾規(guī)應(yīng)符合5.6的準(zhǔn)確度要求；d)平均初始裂紋長度a0應(yīng)在0.45W~0.7W之間，對于KIC試驗(yàn)應(yīng)在0.45W~0.7W之間；e)預(yù)制疲勞裂紋的長度（從機(jī)械加工缺口的根部算起）應(yīng)不小于1.3mm或2.5%W，取其中大者；f)試樣兩表面的疲勞預(yù)制裂紋應(yīng)在包跡線之內(nèi)（見圖6g)預(yù)制疲勞裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)滿足的要求；h)中間七點(diǎn)的初始裂紋長度與九點(diǎn)初始裂紋平均值之差應(yīng)不超過0.10a0；i)中間七點(diǎn)的最終裂紋長度與九點(diǎn)最終裂紋平均值之差應(yīng)不超過0.10(a0+Δa)；j)力-位移記錄的初始斜率應(yīng)在0.85和1.5之間（便于手工記錄的分析k)對于單試樣法直接計(jì)算的裂紋擴(kuò)展量，當(dāng)裂紋擴(kuò)展量小于等于0.2（W-a0）時(shí)，計(jì)算的最終裂紋擴(kuò)展量與九點(diǎn)平均測量的裂紋長度之差應(yīng)小于后者的15%或0.15mm，取其大者；當(dāng)裂紋擴(kuò)展量大于0.2（W-a0）時(shí)，這一差值應(yīng)小于0.03（W-a0l)單試樣法估計(jì)的初始裂紋長度a0/W與測量的初始裂紋長度a0/W之差應(yīng)小于后者的2%；m)對于單試樣法間接計(jì)算裂紋擴(kuò)展量，當(dāng)裂紋擴(kuò)展量小于等于0.2（W-a0）時(shí)，計(jì)算的最終裂紋擴(kuò)展量與九點(diǎn)平均測量的裂紋長度之差小于后者的15%或0.15mm，取其大者；當(dāng)裂紋擴(kuò)展量大于0.2（W-a0）時(shí)，這一差值應(yīng)小于0.03（W-a0n)7.4.2和7.6.1中要求的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量和間隔應(yīng)滿足δ-Δa曲線和δ0.2BL的測定要求；o)7.4.2和7.6.2中要求的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量和間隔應(yīng)滿足J-Δa曲線和J0.2BL的測定要求。8.4KIC的判定如果KQ（按照6.2.3計(jì)算得到的）滿足下列有效性判據(jù)，則KQ等于KIC，建議按照E.4的格式報(bào)告：a)滿足8.3的全部要求，包括0.45W≤a0≤0.55W；b)2.5e)Fmax/FQ≤1.10，式中Fmax是試樣承受的最大力。8.5δc(B)、δu(B)、δuc(B)和δm(B)的判定尺寸敏感CTOD單點(diǎn)特征值的判定依據(jù)由6.3.5給出，采用圖2對載荷和位移分類并按照6.4.1測量穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量Δa。厚度應(yīng)以mm為單位，在斷裂韌度符號的右下標(biāo)括號中注明。例如對于試樣厚度B=25mm的試驗(yàn)，得到的由Fc和Vc計(jì)算的δ0值，斷裂韌度值δc(B)應(yīng)標(biāo)為δc(25)。8.6Jc(B)、Ju(B)、Juc(B)和Jm(B)的判定GB/T21143—XXXX尺寸敏感單點(diǎn)特征值J的判定依據(jù)由6.4.5給出，采用圖2對載荷和位移分類并按照6.4.1測量穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展量Δa。厚度應(yīng)以mm為單位，在斷裂韌度符號的右下標(biāo)括號中注明。例如對于試樣厚度B=25mm的試驗(yàn)，得到的由Fc和Vc計(jì)算的J值，斷裂韌度值Jc(B)應(yīng)標(biāo)為Jc(25)。8.7δ-R曲線的判定按照7.4.2對數(shù)據(jù)進(jìn)行冪乘擬合，擬合δ-R曲線。應(yīng)滿足下述要求：a)按8.3判定合格的數(shù)據(jù)；b)按設(shè)定δ-R曲線的極限δg。8.8J-R曲線的判定按照7.4.2對數(shù)據(jù)進(jìn)行冪乘擬合，擬合J-R曲線。應(yīng)滿足下述要求：c)按8.3判定合格的數(shù)據(jù)；d)按設(shè)定J-R曲線的極限Jg。8.9δ0.2BL(B)判定為δ0.2BL的條件按照7.6.1計(jì)算得到的δ0.2BL(B)如果符合下述條件，則判定為δ0.2BL：a)滿足8.3的全部要求；b)冪乘擬合線與0.2mm偏置鈍化線交點(diǎn)的切線斜率dδ/da小于0.935(Rm/Rp0.2)；c)15δ0.2BL≤a0；d)15δ0.2BL≤B；e)15δ0.2BL≤W-a0。8.10J0.2BL(B)判定為J0.2BL的條件按照7.6.2計(jì)算得到的J0.2BL(B)如果符合下述條件，就判定為J0.2BL：a)滿足8.3的全部要求；b)冪乘擬合線在0.2mm偏置鈍化線交點(diǎn)的切線斜率dJ/da小于1.875Rm；c)20≤a0；e)20≤W?a0。9測定結(jié)果的數(shù)值修約試驗(yàn)測定的性能結(jié)果數(shù)值應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行修約。如未規(guī)定具體要求，應(yīng)按照以下要求進(jìn)行修約。對于KIC,KQ,KJ0.2BL以及Jc(B),Ji,Jm(B),Ju(B),Juc(B),J0.2BL,J0.2BL(B)應(yīng)保留三位有效數(shù)字；對于δc(B),δi,δm(B),δu(B),δuc(B),δ0.2BL,δ0.2BL(B)應(yīng)準(zhǔn)確到0.001mm。修約的方法按照GB/T8170。GB/T21143—XXXX（規(guī)范性）裂紋面的取向下列各項(xiàng)符號將用來使裂紋面和擴(kuò)展方向的選取符合產(chǎn)品的特性方向（見GB/T20832）。使用一串帶有連字符的字母，在連字符前的字母表示常規(guī)的裂紋面的方向，連字符后面的字母表示預(yù)期的裂紋擴(kuò)展方向（見圖A.1）。對于鍛造金屬字母X表示主變形（最大晶粒流動）的方向；字母Z表示最小變形的方向；字母Y表示垂直于X-Z平面的方向。如果試樣的取向與產(chǎn)品的特性方向不一致，那么將使用二個(gè)字母來表示裂紋面和（或者）預(yù)期的裂紋擴(kuò)展方向（見圖A.1b）。如果沒有晶粒流的方向（例如鑄件可以任意指定參考軸但是必須能夠清晰的識別它們。a)與晶粒流動方向一致b)與晶粒流動方向不c)徑向晶粒流動，軸向加工方向d)軸向晶粒圖A.1斷裂平面的確定GB/T21143—XXXX（規(guī)范性）應(yīng)力強(qiáng)度因子和柔度關(guān)系B.1應(yīng)力強(qiáng)度因子B.1.1三點(diǎn)彎曲試樣對于三點(diǎn)彎曲試樣，應(yīng)力強(qiáng)度因子系數(shù)g1(a0/W)由式B.1給出見參考文獻(xiàn)[13]。B.1.2緊湊拉伸試樣對于緊湊拉伸試樣，應(yīng)力強(qiáng)度因子系數(shù)g2(a0/W)由式B.2給出見參考文獻(xiàn)[13]?！ⅲ簽榱撕喕疜的計(jì)算，在表B.2中給出了對應(yīng)a0/W的g2(a0/W)的GB/T21143—XXXX表B.1三點(diǎn)彎曲試樣的g1(a0/W)值a0/Wg1(a0/W)a0/Wg1(a0/W)GB/T21143—XXXX表B.2緊湊拉伸試樣的g2(a0/W)值a0/Wg1(a0/W)a0/Wg1(a0/W)B.2彈性柔度關(guān)系以下彈性柔度關(guān)系式僅適用于平面應(yīng)變條件，如材料不滿足平面應(yīng)變狀態(tài)而滿足平面應(yīng)力狀態(tài)則應(yīng)以下彈性柔度關(guān)系式僅適用于平面應(yīng)變條件，如材料不滿足平面應(yīng)變狀態(tài)而滿足平面應(yīng)力狀態(tài)則應(yīng)在公式B.3、B.6、B.8、B.10中刪除（1-在公式B.3、B.6、B.8、B.10中刪除（1-D2）項(xiàng)。B.2.1三點(diǎn)彎曲試樣力F與缺口張開位移VM1關(guān)系的公式對于三點(diǎn)彎曲試樣力F與缺口張開位移VM1，其彈性柔度VM1/F由式（B.3）給出見參考文獻(xiàn)[14]：…