ASTM E2760-16
蠕變疲勞裂紋擴展試驗的標準試驗方法

Standard Test Method for Creep-Fatigue Crack Growth Testing

被代替

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標準號

ASTM E2760-16

發布

2016年

總頁數

19頁

發布單位

美國材料與試驗協會

替代標準

ASTM E2760-19

當前最新

ASTM E2760-19e3

 

 

引用標準

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

適用范圍

1.1 本試驗方法涵蓋通過使用預裂紋緊湊型 C(T) 試驗樣本在單軸循環力作用下測定名義均質材料的蠕變疲勞裂紋擴展性能。它涉及具有足夠長的加載/卸載速率或保持時間或兩者的疲勞循環，以引起裂紋尖端的蠕變變形，并且蠕變變形負責每個加載循環的裂紋擴展。它旨在作為蠕變疲勞測試的指南，以支持材料研發、機械設計、工藝和質量控制、產品性能和故障分析等活動。因此，該方法需要測試至少兩個產生重疊裂紋擴展速率數據的樣本。導致蠕變疲勞變形和增強裂紋擴展的循環條件隨材料和給定材料的溫度而變化。假設測試結果中包含了諸如隨時間變化的氧化等環境對裂紋擴展速率的影響；因此，必須在代表預期應用的環境中進行測試。
1.2 在蠕變/疲勞試驗中觀察到兩種類型的裂紋擴展機制：（1）時間相關的晶間蠕變和（2）周期相關的穿晶疲勞。兩種破裂機制之間的相互作用很復雜，并且取決于材料、施加力循環的頻率以及力循環的形狀。當計劃測試時，必須選擇模擬或復制服務負載的負載頻率和波形。
1.3 在蠕變疲勞裂紋擴展試驗中，通常在材料中觀察到兩種類型的蠕變行為：蠕變延性和蠕變脆性 (1)2 。對于斷裂延展性為 10% 或更高的高蠕變延展材料，蠕變應變占主導地位，蠕變疲勞裂紋擴展伴隨著裂紋尖端附近的大量隨時間變化的蠕變應變。在蠕變脆性材料中，蠕變疲勞裂紋擴展發生在低蠕變延展性下。因此，隨時間變化的蠕變應變相當于或小于裂紋尖端附近伴隨的彈性應變。
1.3.1 在蠕變脆性材料中，每個循環的蠕變疲勞裂紋擴展速率或 da/dN 以循環應力強度參數 ΔK 的大小表示。這些裂紋擴展速率取決于加載/卸載速率和最大負載下的保持時間、力比 R 和測試溫度（更多詳細信息請參閱附錄 A1）。
1.3.2 在蠕變延性材料中，加載循環期間裂紋擴展的平均時間速率 (da/dt)avg 表示為 Ct 參數平均大小 (Ct)avg (2) 的函數。注 1——對于斷裂延展性為 10% 或更高的高蠕變延性材料，(da/dt)avg 和 (Ct)avg 之間的相關性已被證明與保持時間 (2, 3) 無關。
1.4 以這種方式導出并表示為相關裂紋尖端參數函數的裂紋擴展速率被確定為一種材料特性，可用于在使用和壽命評估方法期間承受類似載荷條件的結構部件的完整性評估。
1.5 本實踐的使用僅限于樣本，不包括全尺寸部件、結構或消費品的測試。
1.6 這種做法的主要目的是提供評估在高溫下運行的工程結構中的裂紋類缺陷所需的材料特性，其中蠕變變形和損壞是設計問題，并且受到涉及緩慢加載/卸載速率或保持的循環加載。次或兩者，在最大負載下。
1.7 本實踐適用于通過控制加載/卸載速率或最大負載保持時間或兩者的恒幅負載控制試驗來確定裂紋擴展速率特性。它主要涉及在載荷控制模式下承受單軸載荷的 C(T) 樣本的測試。該程序的重點是在給定周期內同時產生蠕變和疲勞變形和損壞的測試。它不包括蠕變和疲勞的塊循環測試。 1 該測試方法由 ASTM 疲勞和斷裂委員會 E08 管轄，并由裂紋擴展行為小組委員會 E08.06 直接負責。當前版本于 2016 年 11 月 1 日批準。2017 年 1 月發布。最初于 2010 年批準。上一個版本于 2010 年批準為 E2760–10?2。 DOI：10.1520/E2760-16。 2 括號內的黑體數字指的是本標準末尾的參考文獻列表。版權所有 ? ASTM International，100 Barr Harbor Drive，PO Box C700，West Conshohocken，PA 19428-2959。美國 1 damage 是按順序生成的。可以從在這樣的條件下進行的測試確定的數據可以表征被測試材料的蠕變疲勞裂紋擴展行為。
1.8 這種做法適用于裂紋尖端隨時間變化的非彈性應變的大小與與時間無關的非彈性應變相比顯著的溫度和保持時間。對溫度、壓力、濕度、介質等環境因素沒有限制，只要它們在整個測試過程中受到控制并在數據報告中詳細說明即可。注 2——本文使用的術語“非彈性”是指所有非彈性應變。本文使用的術語“塑性”僅指非彈性應變的時間無關（即非蠕變）分量。
1.9 以 SI 單位表示的值應被視為標準值。括號中的英寸-磅單位僅供參考。
1.10 本標準并不旨在解決與其使用相關的所有安全問題（如果有）。本標準的使用者有責任在使用前建立適當的安全和健康實踐并確定監管限制的適用性。

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