疲勞斷裂韌性試驗-在線彈性斷裂力學及彈塑性斷裂力學基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種評定材料韌性的力學試驗方法。
除材料本身和試樣取向外,試樣尺寸、應力狀態(tài)、加載方式、加載速率、試驗溫度和試驗環(huán)境等外界因素均會影響材料的斷裂韌性。通常,平面應變狀態(tài)、快速加載、低溫會降低材料斷裂韌性,增加脆斷傾向。同時,在一次加載下不擴展的裂紋a,在疲勞載荷及應力腐蝕作用下會產(chǎn)生緩慢的亞臨界擴展,當達到臨界尺寸ac后,試件斷裂。在選擇斷裂韌性試驗條件,或選用斷裂韌性數(shù)據(jù)時,必須盡可能接近實際工作條件和環(huán)境。
斷裂韌性參數(shù)的大特點是,這些表征材料韌性高低的參數(shù)與外加載荷、試樣尺寸及缺陷尺寸間有定量關(guān)系。知道任何兩個參數(shù),即能預計第三者。從而可對安全分析、事故分析、壽命估算、缺陷評定標準等進行定量計算,并可用于安全設計、材料選擇、材料和工藝研究等各方面。幾種常用的斷裂韌性試驗如下:
1、平面應變斷裂韌度KIc試驗KIc是材料常數(shù),單位為kgf/mm幫(或MN/m幫)。KIc越高,材料的韌性越好。KIc試驗適用于高強度脆性材料。
2、應力腐蝕臨界強度因子KISCC試驗在腐蝕介質(zhì)中,如裂紋頂端的應力強度因子KISC<KISCC,裂紋不擴展。單位同KIc。1975年美國海軍研究試驗室制定了“金屬材料平面應力腐蝕開裂抗力標準試驗法”AD-A008,119。
3、裂紋頂端臨界張開位移δc試驗裂紋頂端張開位移是裂紋頂端塑性應變程度的度量,當達臨界值時,裂紋擴展而導致試樣斷裂。δc越高,材料的斷裂韌性越好,單位為mm。此方法適用于中強度高韌性材料。