ASTM E399-22
金属材料线弹性平面应变断裂韧性的标准试验方法

Standard Test Method for Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness of Metallic Materials

被代替

标准号

ASTM E399-22

发布

2022年

发布单位

美国材料与试验协会

替代标准

ASTM E399-23

当前最新

ASTM E399-23

 

 

引用标准

ASTM B645 ASTM B909 ASTM E177 ASTM E1820 ASTM E1823 ASTM E1921 ASTM E1942 ASTM E3076 ASTM E337 ASTM E4 ASTM E456 ASTM E647 ASTM E691 ASTM E8/E8M

适用范围

1.1 本试验方法涵盖使用厚度为 1.6 毫米（0.063 英寸）或更大2 的疲劳预裂样品在主要线弹性、平面应变条件下测定金属材料的断裂韧性（KIc 和可选的 KIsi），并缓慢地、或者在特殊（选择性）情况下迅速增加裂纹位移力。测试设备、样品配置和实验程序的详细信息在附件中给出。概述了使用实验数据计算断裂韧性值的两个程序：
1.1.1 KIc 测试程序在本测试标准的正文中进行了描述，并且是本测试方法的测试和结果报告程序的强制性部分。 KIc 测试程序基于高达样品宽度 2% 的裂纹扩展。这可能导致断裂韧性抵抗曲线依赖于样本尺寸而上升，较大的样本产生更高的断裂韧性结果。
1.1.2 KIsi 测试程序在附录 X1 中描述，并且是本测试方法的可选部分。 KIsi 测试程序基于 0.5 mm 的固定裂纹扩展量，因此，KIsi 对样本尺寸的敏感度低于 KIc。这种对尺寸不太敏感的断裂韧性 KIsi 在整个测试方法中被称为尺寸不敏感。附录 X1 包含一个可选程序，用于重新解释作为本测试方法一部分记录的力位移测试记录，以计算附加断裂韧性值 KIsi。注 1——对于厚度小于 1.6 毫米（0.063 英寸）且足够脆的材料（见 7.1），可以使用其他类型的样本进行平面应变断裂韧性测试 (1).3 对于如此薄的材料，没有标准测试方法。材料。
1.2 本试验方法分为两部分。第一部分给出了测试的一般建议和要求，并包括 KIc 测试程序的具体要求。第二部分由附录组成，其中提供了有关位移计和加载夹具设计的具体信息、单个样本配置的特殊要求以及疲劳预裂的详细程序。提供的附加附件给出了铍和快速力测试的具体程序，以及 KIsi 测试程序，该程序为作为 KIc 测试程序一部分收集的测试数据提供了可选的附加分析程序。
1.3 所有试样配置共有的一般信息和要求： 章节 参考文件 2 术语 3 应力强度因子 3.1.1 平面应变断裂韧性 3.1.2 裂纹平面方向 3.1.4 测试方法总结 4 意义和用途 5 意义 5.1 注意事项5.1.1 – 5.1.5 实际应用 5.2 设备（另见 1.4） 6 张力机 6.1 疲劳机 6.2 加载夹具 6.3 位移计、测量 6.4 样本尺寸、配置和准备（另见 1.5） 7 样本尺寸估计 7.1 标准和替代样本配置 7.2 疲劳裂纹起始槽口 7.3.1 疲劳预裂（另见 1.6） 7.3.2 超过起始槽口的裂纹扩展 7.3.2.2 一般程序 8 样本测量厚度 8.2.1 宽度 8.2.2 裂纹尺寸 8.2.3 裂纹平面角度8.2.4 试样测试加载率 8.3 测试记录 8.4 结果的计算和解释 9 测试记录分析 9.1 Pmax/PQ 有效性要求 9.1.3 试样尺寸有效性要求 9.1.4 报告 10 1 本测试方法由 ASTM E08 委员会管辖疲劳和断裂问题，由断裂力学小组委员会 E08.07 直接负责。当前版本于 2022 年 6 月 1 日批准。2022 年 7 月发布。最初于 1970 年批准。上一个版本于 2020 年批准为 E399 – 20a。 DOI：10.1520/E0399-22。 2 有关铝合金断裂韧性测试的更多信息，请参见实践 B645。 3 括号内的黑体数字指的是本标准末尾的参考文献列表。版权所有 © ASTM International，100 Barr Harbor Drive，PO Box C700，West Conshohocken，PA 19428-2959。美国 本国际标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。 1 截面精度和偏差 11 1.4 与测试设备相关的具体要求： 双悬臂梁位移计 附件 A1 测试夹具 附件 A2 弯曲试样加载夹具 附件 A2.1 紧凑型试样加载 U 形夹 附件 A2.2 1.5 与单个试样配置相关的具体要求：弯曲试样 SE(B) 附件 A3 紧凑型试样 C(T) 附件 A4 圆盘形紧凑试样 DC(T) 附件 A5 弧形拉伸试样 A(T) 附件 A6 弧形弯曲试样 A(B) 附件 A7 1.6与特殊试验程序相关的具体要求： 疲劳预裂 KIc 和 KIsi 试样 附录 A8 热压铍测试 附录 A9 快速力测试 附录 A10 KIsi 测定 附录 X1 1.7 以 SI 单位表示的值应视为标准。括号中给出的值仅供参考。
1.8 本标准并不旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如果有）。本标准的使用者有责任建立适当的安全、健康和环境实践，并在使用前确定监管限制的适用性。
1.9 本国际标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。

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