金属材料-准静态断裂韧性测试的方法
金属材料静态力学性能测试
金属材料静态力学性能测试
一、实验目的和内容
1、测定金属材料的拉伸、压缩和扭转时力学性能参数，如屈服极限，强度极限等；
2、观察实验现象，并比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的变形及破坏形式。
3、比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的力学性能特点。
二、实验名称
拉伸试验，压缩试验，扭转实验。
三、实验设备
电子式万能材料试验机（WDW3100型） 电子扭转试验机 游标卡尺
四、试件
1、拉伸试验所采用的试件
试件采用两种材料：低碳钢和铸铁。低碳钢属 于塑性材料；铸铁属于脆性材料。试件的外形如图 1所示。本实验采用的试件是GB228-87规定的“标 准试件”中的一种。试件的标距等截面测试部分长度
mm l 1000=，直径mm d 100=。
2、压缩试验所采用的试件
试件的形状如图2所示，本实验采用的试件是国际规定的“标准试件”中的一种。
图2 压缩试件
3、扭转试验所采用的试件
采用标准试件，类似拉伸试件。
五、实验原理
拉伸实验原理：
d 0
压缩实验原理：
扭转实验原理：
六、实验方法及步骤
（一）拉伸试验
测定一种材料的力学性能，一般应用一组试件（3～6根）来进行，而且应该尽可能每一根试件都测出所要求的性能。我们主要是学习试验方法，所以我们测定低碳钢σs、σb、δ、ψ的拉伸试验只用一根试件来进行。其试验步骤如下：
1、测量试件尺寸，主要是测量试件的直径和标距。在标距部分取上、中、下三个截面，对每一个截面用游标卡尺（精度0.02mm）测量互相垂直方向的直径各一次，取其平均值最小截面处的平均直径作为试件的直径。
2、顺时针旋转钥匙打开试验机。
金属断裂韧度测试
金属断裂韧度测试
引言：
金属断裂韧度测试是一种用来评估金属材料抵抗断裂的能力的方法。金属的断裂韧度是指在金属受到外力作用下，在断裂前能够吸收的能量大小。了解金属的断裂韧度对于工程设计和材料选择具有重要意义。本文将介绍金属断裂韧度测试的原理、常用的测试方法以及测试结果的分析和应用。
一、原理
金属断裂韧度是指金属材料在断裂前能够吸收的能量大小。金属的断裂韧度与材料的力学性能密切相关，可以通过材料的拉伸试验来评估。拉伸试验是一种常见的金属力学性能测试方法，通过对试样施加拉力，观察试样在外力作用下的变形和断裂行为，从而得到材料的拉伸性能参数。拉伸试验的结果可以用来计算金属的断裂韧度。
二、测试方法
1. 常规拉伸试验
常规拉伸试验是最常用的金属断裂韧度测试方法之一。该方法需要制备符合标准要求的试样，在拉伸试验机上施加均匀的拉力，观察试样的断裂行为。通过测量试样的断裂前后长度变化和应力-应变曲线，可以计算出金属的断裂韧度。
2. 冲击试验
冲击试验也是一种常用的金属断裂韧度测试方法。该方法利用冲击试验机对试样施加冲击载荷，观察试样在冲击载荷下的断裂行为。冲击试验的结果可以通过试样的冲击功吸收能力来评估金属的断裂韧度。
3. 复合试验
复合试验是一种结合多种测试方法的金属断裂韧度测试方法。通过对试样进行拉伸、冲击等多种试验，综合评估金属的断裂韧度。这种方法可以更全面地了解金属材料的断裂行为，提供更准确的韧度评估。
三、测试结果分析和应用
根据金属断裂韧度测试的结果，可以评估金属材料的断裂性能，并为工程设计和材料选择提供依据。
材料强度和断裂特性测试方法概述
材料强度和断裂特性测试方法概述
材料强度和断裂特性是评估材料性能和可靠性的重要指标。在工程领域中，如
果材料无法经受住所需的力量或无法在适当的载荷条件下延展，可能导致结构和功能的失败。因此，了解材料的强度和断裂特性对于设计和制造过程至关重要。本文将概述几种常见的材料强度和断裂特性测试方法。
一、材料强度测试方法
1. 拉伸测试：拉伸测试是最常见和基础的材料强度测试方法之一。这种测试方
法通过将材料置于拉伸设备中，施加一个持续增加的拉伸载荷，直到材料发生断裂。拉伸测试可以确定材料的拉伸强度、屈服强度、断裂强度等力学性能。
2. 压缩测试：压缩测试是另一种常见的材料强度测试方法，它与拉伸测试相反。在压缩测试中，材料被放置在压缩设备中，施加一个持续增加的压缩载荷，直到材料发生压缩变形或破坏。压缩测试可以评估材料的压缩强度、屈服强度以及抗压性能。
3. 弯曲测试：弯曲测试常用于评估材料在受弯曲载荷下的性能。在弯曲测试中，材料被放置在一个弯曲设备中，施加一个持续增加的弯曲载荷，直到材料产生弯曲或破坏。弯曲测试可以测量材料的弯曲强度、弯曲刚度以及抗弯刚性。
二、材料断裂特性测试方法
1. 断裂韧性测试：断裂韧性是评估材料在受到撞击或快速载荷下承载能力的能力。常见的断裂韧性测试方法包括冲击试验和拉伸试验。
- 冲击试验：冲击试验通过施加一个快速、高能量的外力来模拟撞击条件。常
用的冲击试验方法有冲击强度试验和冲击韧性试验。这些试验可以评估材料在受到冲击载荷时的断裂特性。
- 拉伸试验：拉伸试验用于评估材料在肯尼迪构面的韧性。这种试验方法会施
断裂韧度测试方法
断裂韧度测试方法
断裂韧度测试是材料力学中一种重要的测试，可用于评估材料的强度和韧性。以下是一个常用的断裂韧度测试方法：
1. 准备标准样品：根据材料的尺寸要求和相关标准，制备标准样品。
2. 放置试样：将标准样品安置于测试设备中，保证样品充分高度对齐和紧固。
3. 施加载荷：对样品施加基于测试要求的标准载荷。
4. 测量应变：在施加载荷的同时，用适当的传感器或应变计测量样品的应变。
5. 记录数据：在载荷不断增加的过程中，记录样品断裂前的载荷-应变曲线。按照曲线的斜率和性质对样品进行定量分析，获得断裂韧度值。
需要注意的是，断裂韧度测试方法可能因不同材料或测试要求而有所差异。在具体的实验操作中，应遵循相关测试标准和安全规范，保障实验者和设备的安全。
断裂韧性实验指导书
实验一系列冲击实验
一、实验目的：
1.学习低温温度下金属冲击韧性测定的操作方法；
2.测定温度对金属材料冲击韧性的影响，掌握确定金属材料的脆性转化温
度T k的方法。
二、实验原理：
本实验按冲击试验的最新国家标准GB/T229-1994进行。
用规定高度的摆锤对处于简支粱状态的缺口试样进行一次性打击，可测量试样折断时的冲击吸收功A k。（A k除以试样缺口处截面积得冲击韧性值a k）。
为了表明材料低温脆性倾向大小，常用方法就是测定材料的“韧脆转化温度”。一般使用标准夏比Ｖ型缺口冲击试样测定。
根据不同温度下的冲击试验结果，以冲击吸收功或脆性断面率为纵坐标，以试验温度为横坐标绘制曲线见图1。韧脆转变温度确定方法：
a. 冲击吸收功－温度曲线上平台与下平台区间规定百分数（n）所对应的温度，用ETT n表示。如冲击吸收功上平台与下平台区间50%所对应的温度记为ETT50（℃）。
b. 脆性断面率－温度曲线中规定脆性断面率（n）所对应的温度，用FTT n 表示。如脆性断面率为50%所对应的温度记为FTT50（℃）。
用不同方法测定的韧脆转变温度不能相互比较。
三、在不同温度下作冲击试验，可以得出典型的A k-T曲线和脆性断面率曲线（见图1）。冲击吸收功曲线可近似的分为三部分：（1）温度较低，冲击值变化不大，平行横坐标的低A k值部分，称下平台，对应断口为脆性的结晶状；（2）温度较高，高冲击值部分，称为上平台，对应断口为韧性的纤维状；（3）中间部分A k值在上下平台的范围内，变化较大，且分散，对应断口为混合状（结晶状+纤维状断口）。脆性断面率曲线与上述曲线相反，（1）温度较低，断面率高的部分，断口为脆性的结晶状；（2）温度较高，断面率低的部分，断口为韧性的纤维状；（3）中间部分在室温以下温度范围内，断口为混合状（结晶状+纤维状断口）。根据图1的两条曲线，可以定出冲击吸收功上平台与下平台区间50%的韧脆转变温度ETT50（℃）和脆性断面率为50%的韧脆转变温度FTT50（℃）。
06断裂韧性的测试原理
06断裂韧性的测试原理
断裂韧性是物质在受到外力作用下能吸收和抵抗断裂的能力。通常情
况下，材料的韧性越高，表示其在外力作用下发生断裂的能力越强。断裂
韧性的测试旨在评估材料的强度和耐用性，并确定其在不同应力条件下的
破裂行为。
断裂韧性的测试通常包括以下几个方面的原理：
1.断裂机理：断裂韧性的测试原理涉及材料的断裂机制。根据材料的
类型和应力条件，材料的断裂机制可以是塑性断裂、脆性断裂或者中间形
态的韧性断裂。通过仔细观察材料在断裂前后的形态和结构变化，可以揭
示出材料的断裂机理。
2. 断裂试样：在进行断裂韧性测试时，需要选择适当的试样。不同
的材料和应用领域有不同的标准试样，如带缺口的Charpy试样、K1c样
条试样等。选择合适的试样可以使测试结果更准确和可靠。
3.断裂韧性参数：断裂韧性测试通常评估材料在应力条件下的破裂延伸。常见的韧性参数包括断裂韧性KIC（平面应力条件下的断裂韧性）、
K1c（线性弹性断裂韧性）、JIC（平面应力条件下的断裂韧性指标）等。
这些参数可以通过测量材料的裂纹扩展行为来获得。
4.断裂试验方法：常用的断裂韧性试验方法包括冲击试验、拉伸试验、剪切试验等。这些试验方法的原理不同，但在测试过程中都会施加一定的
外力以模拟材料在实际应力条件下的断裂行为。
5.数据分析：进行断裂韧性测试后，需要对测试结果进行分析和解释。通过分析断裂试验中产生的数据，比如裂纹的扩展速率、载荷-位移曲线等，可以获得材料的断裂韧性特性。
断裂韧性测试的目的是评估材料在应力条件下的断裂行为，并确定材料的可靠性和耐用性。这些测试可以为工程师和设计师提供重要的材料性能参数，以支持材料的选择和应用。同时，断裂韧性测试也可以为材料制造和加工过程提供指导，以提高制品的质量和性能。
断裂韧性KIC测试试验
实验五断裂韧性K IC测试试验
一、试样的材料、热处理工艺及该种钢材的σy和KⅠC的参考值
本实验采用标准三点弯曲试样（代号SE（B）)，材料为40Cr，其热处理工艺如下:
①热处理工艺：860℃保温1h，油淬；220℃回火，保温0。5~1h；
②缺口加疲劳裂纹总长：9~11mm(疲劳裂纹2~3。5mm）
③不导角，保留尖角.
样品实测HRC50，从机械手册中关于40Cr 的热处理实验数据曲线上查得:
σy=σ0.2=1650MPa，σb=1850MPa，δ5=9％,ψ=34%，KⅠC=42MN·m-3/2。
二、试样的形状及尺寸
国家标准GB/T 4161—1984《金属材料平面应变断裂韧度KⅠC试验方法》中规定了两种测试断裂韧性的标准试样：标准三点弯曲试样(代号SE（B）)和紧凑拉伸试样（代号C(T)）.这两种试样的裂纹扩展方式都是Ⅰ型的。本实验采用标准三点弯曲试样（代号SE（B））。试样的形状及各尺寸之间的关系如图所示:
为了达到平面应变条件，试样厚度B必须满足下式：
B≧2。5(KⅠC/σy）2
a≧2。5(KⅠC/σy)2
（W-a）≧2。5（KⅠC/σy）2
式中：σy—屈服强度σ0。2或σs.
因此，在确定试样尺寸时，要预先估计所测材料的KⅠC和σy值,再根据上式确定试样的最小厚度B.若材料的KⅠC值无法估计，则可根据σy/E的值来确定B的大小，然后再确定试样的其他尺寸。试样可从机件实物上切去，或锻、铸试样毛坯。在轧制钢材取样时，应注明裂纹面取向和裂纹扩展方向。
试样毛坯粗加工后，进行热处理和磨削，随后开缺口和预制裂纹。试样上的缺口一般在钼丝电切割机床上进行切割。为了使引发的裂纹平直，缺口应尽可能地尖锐。
astm疲劳标准
astm疲劳标准？
答：ASTM制定的相关疲劳标准有：
ASTM E739：线性或线性化应力-寿命(S-N)和应变-寿命(e-N)。
ASTM E647：疲劳裂纹扩展速率试验方法。
ASTM E468：标准实践，用于展示恒幅疲劳测试的结果，针对金属材料。
ASTM E466：金属材料，力控制，恒幅轴向疲劳试验方法。
ASTM E399：线性-弹性平面应变断裂韧性测试方法。
ASTM E561：K-R曲线测定标准实践。
ASTM E740：断裂测试，使用表面裂纹拉伸试样。
ASTM E1152：J-R曲线的标准测试方法。
ASTM E1820：测量断裂韧性（FM）的标准测试方法。
ASTM E2472：数据采集系统的评估，用于循环疲劳和断裂力学测试。
ASTM E2818：准静态断裂韧度的标准测试方法，用于焊接接头。
ASTM E3095：金属材料延性断裂韧度的统一试验方法。
ASTM B646：laminate材料断裂韧性的测试方法。
ASTM E2818：金属材料焊接接头的准静态断裂韧度测定。
ASTME1323: 采用落锤冲击试验机对金属材料进行动态断裂韧性测定的标准试验方法。
此外，还有关于金属轴向等幅低循环疲劳试验方法和金
属材料准静态断裂韧度测定的ASTM标准等。
金属材料的断裂韧性
1、裂纹尖端塑性区大小
米赛斯屈服判据
平面应力状态
平面应变状态
θ= 0时
θ= 0时
表面塑性区大，平面应力状态 中心塑性区小，平面应变状态
2、应力松弛对塑性区的影响
应力松弛效应： σy达到σys以后，把高出的
应力部分传递给r > r0的区域， 使r0前方区域发生屈服 应力松弛结果：
屈服区域从r0扩大到R
应力场强度因子
四、裂纹扩展的能量释放率
从能量角度考察断裂韧性
裂纹的扩展过程 裂纹前端塑性变形 消耗能量 裂纹新表面的形成
包围尖端塑性区的弹 性集中应力做功提供
裂纹扩展的能量释放率GI（裂纹扩展力）： 裂纹扩展单位面积时，弹性系统所能提供的能量
平面应力
平面应变
临界条件下
GIC的单位：MPa·m
GIC↑裂纹扩展需要的能量↑ 材料抵抗裂纹扩展的能力↑ GIC的物理意义：材料抵抗裂纹扩展能力的度量
能量分析：ABD等于BEHG
Baidu Nhomakorabea
06断裂韧性的测试原理
06断裂韧性的测试原理
断裂韧性是材料在受到外部加载时能够抵抗断裂的能力，是材料力学
性能中的一个重要指标。断裂韧性的测试对于材料的性能评价、设计和选
材具有重要意义。本文将介绍断裂韧性的测试原理，主要包括断裂韧性的
概念、测试方法和影响因素等内容。
一、断裂韧性的概念
断裂韧性是材料在受到外部加载时能够在不断扩展断裂过程中吸收能
量的能力。断裂韧性通常用断裂能量或断裂韧性指标来衡量，是材料在工
程应用中承受冲击或振动载荷时的重要性能指标之一、高断裂韧性的材料
具有较好的抗震、抗冲击性能，更有利于延长材料的使用寿命。
二、断裂韧性的测试方法
目前常用的测试方法主要包括冲击试验法、拉伸试验法、多普勒声发
射法、断口显微镜观察法等。
1.冲击试验法：冲击试验是一种常用的测试方法，通常采用冲击试验
机进行测试。在冲击试验过程中，通过施加冲击载荷，在不同温度和速度
条件下测试材料的韧性性能。冲击试验的结果通常用击穿能量或击穿强度
来表示材料的抗冲击性能。
2.拉伸试验法：拉伸试验是另一种常用的测试方法，通常采用万能材
料试验机进行测试。拉伸试验通过施加拉伸载荷，测试材料在拉伸过程中
的断裂性能，通常用断裂伸长率、断口形貌等指标来评价材料的韧性性能。
3.多普勒声发射法：多普勒声发射法是一种非破坏性测试方法，通过
检测材料在断裂过程中产生的声波信号，分析材料的损伤状态和裂纹扩展
情况，可用于评估材料的断裂韧性性能。
4.断口显微镜观察法：断口显微镜观察法是一种常用的显微观察方法，通过对材料的断口形貌进行显微观察，可以分析材料断裂的机制和性能。
(完整版)断裂韧性KIC测试试验
实验五断裂韧性K IC测试试验
一、试样的材料、热处理工艺及该种钢材的σy 和KⅠC的参考值
本实验采用标准三点弯曲试样（代号SE（B）），材料为40Cr，其热处理工艺如下：
①热处理工艺：860℃保温1h，油淬；220℃回火，保温0.5~1h ；②缺口加疲劳裂纹总长：9~11mm （疲劳裂纹2~3.5mm）③不导角，保留尖角。
样品实测HRC50，从机械手册中关于40Cr 的热处理实验数据曲线上查得：σy=σ 0.2=1650MPa，σ
b=1850MPa，δ 5=9%，ψ =34%，KⅠC=42MN · m -3/2。
二、试样的形状及尺寸
国家标准GB/T 4161-1984《金属材料平面应变断裂韧度KⅠC 试验方法》中规定了两种测试断裂韧性的标准试样：标准三点弯曲试样（代号SE（B））和紧凑拉伸试样（代号C（T））。
这两种试样的裂纹扩展方式都是Ⅰ型的。本实验采用标准三点弯曲试样（代号SE（B））。试样的形状及各尺寸之间的关系如图所示：
为了达到平面应变条件，试样厚度 B 必须满足下式：
B≧2.5（KⅠC/ σy）2
a≧2.5（KⅠC/ σy）2
（W-a）≧ 2.5（KⅠC/σ y）2
式中：σ y—屈服强度σ 0.2 或σ s 。
因此，在确定试样尺寸时，要预先估计所测材料的KⅠC 和σ y 值，再根据上式确定试样
的最小厚度B。若材料的KⅠC 值无法估计，则可根据σ y/E 的值来确定B 的大小，然后再确定试样的其他尺寸。试样可从机件实物上切去，或锻、铸试样毛坯。在轧制钢材取样时，应注明裂纹面取向和裂纹扩展方向。
断裂韧性测定
断裂韧性测定
断裂韧性测定，也叫断裂硬度测定，是一种测定物体的破坏容性能力的重要评价标准。其实质就是针对特定物体，在承受一定表面拉力时，观测物体断裂趋势，推算出断裂硬度数据，从而衡量物体强度和完整性能，并分析断裂分离原因。
断裂韧性测定，基本装置主要由待测样品、测试机架、拉力发生装置、负荷传递系统等组成，以及控制测试过程的操作台。
断裂硬度测定，做法通常是将物体固定在测试架上，采用拉力发生装置使其承受外力，然后观测其断裂趋势及分离形态。一般而言，断裂硬度越大，表明物体强度及完整性能越好，耐久性比较强；相反，断裂硬度越小，则物体强度及完整性较差，耐久性较差。
断裂韧性测定具有明确、准确与可控等优点，可用于金属材料、塑料、橡胶、碳纤维、食品等多种物体的完整性研究，并且在材料科学领域和工程生产实际应用中广泛。有效准确地测量断裂韧性，不仅有助于提升物体的完整性，而且对于判断对比相同物体的强度及完整性，也大有裨益。
总之，断裂韧性测定是一种重要的物体完整性评估方式，结合了科学实验与工程应用，为各领域提供了助力，具有广阔的发展前景。
（完整版）断裂韧性KIC测试试验
（完整版）断裂韧性KIC测试试验
实验五断裂韧性K IC测试试验
⼀、试样的材料、热处理⼯艺及该种钢材的σy和KⅠC的参考值
本实验采⽤标准三点弯曲试样（代号SE（B）），材料为40Cr，其热处理⼯艺如下：
①热处理⼯艺：860℃保温1h，油淬；220℃回⽕，保温0.5~1h；
②缺⼝加疲劳裂纹总长：9~11mm（疲劳裂纹2~3.5mm）
③不导⾓，保留尖⾓。
样品实测HRC50，从机械⼿册中关于40Cr 的热处理实验数据曲线上查得：
σy=σ0.2=1650MPa，σb=1850MPa，δ5=9%，ψ=34%，KⅠC=42MN·m-3/2。
⼆、试样的形状及尺⼨
国家标准GB/T 4161-1984《⾦属材料平⾯应变断裂韧度KⅠC试验⽅法》中规定了两种测试断裂韧性的标准试样：标准三点弯曲试样（代号SE（B））和紧凑拉伸试样（代号C(T)）。这两种试样的裂纹扩展⽅式都是Ⅰ型的。本实验采⽤标准三点弯曲试样（代号SE（B））。试样的形状及各尺⼨之间的关系如图所⽰：
为了达到平⾯应变条件，试样厚度B必须满⾜下式：
B≧2.5(KⅠC/σy)2
a≧2.5(KⅠC/σy)2
（W-a）≧2.5(KⅠC/σy)2
式中：σy—屈服强度σ0.2或σs。
因此，在确定试样尺⼨时，要预先估计所测材料的KⅠC和σy值，再根据上式确定试样的最⼩厚度B。若材料的KⅠC值⽆法估计，则可根据σy/E的值来确定B的⼤⼩，然后再确定试样的其他尺⼨。试样可从机件实物上切去，或锻、铸试样⽑坯。在轧制钢材取样时，应注明裂纹⾯取向和裂纹扩展⽅向。
试样⽑坯粗加⼯后，进⾏热处理和磨削，随后开缺⼝和预制裂纹。试样上的缺⼝⼀般在钼丝电切割机床上进⾏切割。为了使引发的裂纹平直，缺⼝应尽可能地尖锐。
材料断裂韧性 的测定
其中Fmax为F-V曲线上 Fq 一最大载荷。 若 K 满足以上两个判据即就是 K 。否则就必须加大试样 Q IC 尺寸而重新做实验，新试样的尺寸至少应为原试样的1.5倍。
四三点弯曲实验装置实验图如图所示五实验方法及步骤本实验是用带有预制疲劳裂纹的缺口试样在三点弯曲或拉伸下自动记录载荷pf及裂纹嘴的张开位移v然后按一定的方法在记录的pfv曲线上求出裂纹长度的表观扩展量为2的载荷将此值载荷代入相应的试样表达式中计算的条件1测量尺寸
材料断裂韧性 K IC 的测定
一、实验的目的
裂纹尺寸取
a 2 a3 a 4 a 3
八、 K IC 的计算
三点弯曲试样加载时，裂纹尖端的应力强度因子 K I的表达式为
K Q
其中
Fq S BW
3 2
a Y1 ( ) W
a a a a a 3( ) 2 [1.99 (1 )(2.15 3.93 2.7( ) 2 ] a w w w w f( ) w 3 w a a 2 2(1 2 )(1 ) w w
断裂韧性的测试方法
断裂韧性的测试方法
断裂韧性是材料在受载过程中发生断裂前能吸收的能量的量度。常用的测试方法有以下几种：
1. 缺口冲击试验（Charpy或Izod试验）：在标准试样上制作一V形缺口，然后从一定高度自由落锤击向试样的缺口处。根据试样断裂前后的能量差来评估材料的断裂韧性。
2. 压缩试验：将试样置于压力机中，在加载过程中逐渐增加加载力直至试样发生断裂。通过测量试样的变形、压缩应力和压缩应变来评估材料的断裂韧性。
3. 拉伸试验：将试样置于拉伸机中，在逐渐增加拉伸力的作用下，测量试样的变形、拉伸应力和拉伸应变。根据拉伸断裂前后的应变能量差来评估材料的断裂韧性。
4. 复合材料层间剪切试验：对于复合材料，通常采用复合材料层间剪切试验来评估其断裂韧性。该试验使用双剪样品，通过施加剪切荷载来产生剪切应力，测量剪切变形和剪切应力，以评估复合材料的断裂韧性。
需要注意的是，不同材料的断裂韧性测试方法有所差异，根据具体的材料类型和需求选择合适的测试方法进行断裂韧性评估。
金属的断裂 断裂韧度KIC的测试和影响因素、应用举例
K IC
S
,a
2.5
K IC
S
, (W
a)
2.5
K IC
S
在确定试样尺寸时，应该首先知道材料的屈
服强度和 KIC 的估算值，才能定出试样的最 小厚度B，然后再按上图确定宽度W和长度L， 如果值无法估算，可以根据材料的 （s表E43）进行确定
缺 口 形 式
二、测试方法
三点弯曲试验和紧凑拉伸试验如下图所示
三、试验结果的处理
三点弯曲的实验结果通过Eq.(4-30)进行计算
Eq.(4-30)是计算三点弯曲KQ的
断裂韧度 KIC 有效性判断
（1）厚度判据： B 2.5(KQ /s )2 （2）载荷比判据：Fmax / FQ 1.10
满足上述条件的话 KQ KIC ，否则，应该加 大试样的尺寸重做试验，新试样尺寸至少 应为原试样的1.5倍，直到满足上述条件。
从滑移塑性变形和解理断裂的角度考察，面心 立方结构由于易产生滑移塑性变形而不产生解 理断裂，因此 K IC 提高。因此，奥氏体钢的 K IC 较铁素体钢、马氏体钢高。如果奥氏体在裂纹 尖端应力场作用下发生马氏体相变，则因为消 耗附加能量会使 KIC 进一步提高。另外，基体晶 粒越细则 KIC 越高（但是也不是绝对的）。
3、杂质及第二相的影响
钢中的非金属夹杂物和第二相如果为脆性，则会 在应力的作用下造成相界面的开裂形成裂纹，造 成 KIC下降；第二相的形状也有影响，例如球状碳 化物比板条状和网状碳化物造成的 KIC 下降要小 一些（如铸铁）。
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Published 2008-06-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Metallic materials — Unified method of test for the determination of quasistatic fracture toughness
TECHNICAL CORRIGENDUM 1
Matériaux métalliques — Méthode unifiée d'essai pour la détermination de la ténacité quasi statique
RECTIFICATIF TECHNIQUE 1
Technical Corrigendum 1 to ISO 12135:2002 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals , Subcommittee SC 4, Toughness testing — Fracture (F), Pendulum (P), Tear (T).
Page 1, Clause 2
Replace the reference to ISO 7500-1:— with the following:
ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1: Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system Delete the reference to Footnote 1) and the footnote “To be published. (Revision of ISO 7500-1:1999)”. Page 13, Figure 6 Add “(not to scale)”.
Move the note from under the title of Figure 6 to above the title. Page 16, Figure 9, Footnote d) Replace “on” with “or” to give
d
Edge of bend or straight compact specimen.
ISO 12135:2002/Cor.1:2008(E)
Page 21, Figure 11
In NOTE 3, replace “displacement” with “displacements” to give:
NOTE 3 For specimens showing large displacements, clevis hole dimensions shall be enlarged to the values shown in brackets.
Exchange the texts of footnotes a) and b) to give:
©ISO 2008 – All rights reserved3
ISO 12135:2002/Cor.1:2008(E)
Page 26, 5.8.2, list items
Replace c), d), e) and f) with a), b, c) and d).
Page 28, 6.1, list item a)
Place a comma between “determinations” and “or”.
Page 29, 2nd paragraph
Change “1,1” to “1,10” (in two places), to give:
The maximum force F max (see Figure 16) sustained by the specimen is recorded and the ratio F max/F Q calculated. If that ratio exceeds 1,10, K Q is considered to bear an insufficient relation to K lc and the record is then interpreted in accordance with 6.3 or 6.4. If F max/F Q is less than 1,10, K Q is calculated directly in accordance with 6.2.3.
Page 47, A.1.1, 2nd sentence
Delete “of a” to give:
An example SEM photograph is shown in Figure A.1.
4 ©ISO 2008 – All rights reserved