金屬材料軸向等幅低循環(huán)疲勞試驗方法

《金屬材料軸向等幅低循環(huán)疲勞試驗方法(GB/T 15248-2008)》由中國航空工業(yè)第一集團公司提出。由中國航空工業(yè)第一集團公司歸口。

在本部分編寫過程中，參考了國家標準《GB/T 15248-2008 金屬材料軸向等幅低循環(huán)疲勞試驗方法》、《GB/T 3075-2008 金屬材料 疲勞試驗 軸向力控制方法》、《GB/T 20120.1-2006 金屬和合金的腐蝕 腐蝕疲勞試驗 第1部分：循環(huán)失效試驗》以及ASTM標準《ASTM E466 Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials》、《ASTM E606-04 Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing》關(guān)于軸向疲勞試驗的相關(guān)規(guī)定，同時也參考了中國科學(xué)院金屬研究所編制的高溫高壓水腐蝕疲勞試驗技術(shù)文件，并結(jié)合中國科學(xué)院金屬研究所以及國外相關(guān)研究機構(gòu)關(guān)于高溫高壓水腐蝕疲勞試驗的實施經(jīng)驗而制定。具體技術(shù)內(nèi)容說明如下。

(1)　為保證利用標準試樣獲得的疲勞性能能夠代表本體材料的疲勞性能，保證疲勞數(shù)據(jù)的有效性，規(guī)定除構(gòu)件外，標準疲勞試樣形狀尺寸應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定：圓棒狀試樣標距段直徑d最小為6.35 mm，標距段長度L=3d±d，過渡圓弧半徑r=4d±2d；矩形試樣標距段最小厚度T為2.54 mm，標距段長度L=3T±T/2，寬度H=2T，過渡圓弧r=2T±T/2。

(2)　為保證疲勞數(shù)據(jù)的有效性，規(guī)定試樣平行度、垂直度、同軸度一般應(yīng)優(yōu)于0.08。

(3)　為方便試樣在高溫高壓水環(huán)境中與疲勞試驗機連接，推薦棒狀疲勞試樣采用末端臺階連接方式，矩形試樣采用歐姆夾夾持方式。

(4)　為實時控制、監(jiān)測高溫高壓水溶液的水化學(xué)參數(shù)，高溫高壓水腐蝕疲勞試驗裝置必須配置循環(huán)水回路，主要包括儲水罐、循環(huán)泵、高壓泵、換熱器、預(yù)熱器、冷凝器、背壓閥、離子交換樹脂等。儲水罐的出水口通過管路連接循環(huán)泵，循環(huán)泵的出口分別通過管路連接水化學(xué)監(jiān)測回路和高溫高壓水回路。水化學(xué)監(jiān)測回路上有電導(dǎo)率探頭、溶解氧探頭、pH探頭、離子交換樹脂等，之后返回儲水罐。高溫高壓水回路設(shè)有高壓泵、換熱器、試樣臺、高壓釜、冷凝器、背壓閥等，管路的出口連接儲水罐。

(5)　為保證能夠模擬典型輕水堆核電站服役循環(huán)水環(huán)境，規(guī)定高壓釜能夠在280-325oC、8-16.5 MPa高溫高壓水環(huán)境下，保持穩(wěn)定密封并能長期運行。

(6)　為保證試樣在恒溫條件下開展疲勞試驗，規(guī)定溫度測量位置處于疲勞試樣標距段附近，溫度波動范圍小于±2℃。

(7)　為保證試驗環(huán)境的關(guān)鍵水化學(xué)參數(shù)，需實時精確監(jiān)測、控制循環(huán)水中的溶解氧含量。

(8)　為保證高壓釜內(nèi)高溫高壓水的水化學(xué)參數(shù)，規(guī)定循環(huán)水流速應(yīng)能夠保證高壓釜內(nèi)水每小時更換一次，如體積為10L的高壓釜，循環(huán)水流速應(yīng)不小于10L/h.

(9)　為方便疲勞試樣裝卸，應(yīng)確保高壓釜體積要足夠大，可以安裝試樣臺，操作方便。

(10)　為實現(xiàn)對處于高溫高壓水環(huán)境中的試樣進行疲勞加載，疲勞加載系統(tǒng)與高壓釜之間應(yīng)實現(xiàn)動密封連接，并能在高溫高壓水環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。

(11)　為保證疲勞試驗過程中的同軸度，疲勞機加載系統(tǒng)、高壓釜、試樣臺、試樣夾具等部件必須精密配合，盡量消除連接件之間的間隙，能夠穩(wěn)定有效夾持疲勞試樣，保證疲勞試樣安裝后同軸度優(yōu)于0.08 mm。

(12)　為保證開展高溫高壓水低周疲勞試驗的有效性與精確性，規(guī)定高溫高壓水腐蝕疲勞試驗裝置應(yīng)能夠在高溫高壓水環(huán)境下實現(xiàn)應(yīng)變控制或者在位移控制模式下實時精確原位監(jiān)測疲勞試樣標距段應(yīng)變。

(13)　為確保順利、安全、有效開展高溫高壓水腐蝕疲勞試驗，規(guī)定操作人員應(yīng)嚴格按照操作規(guī)程開展試驗。

(14)　為保證試驗安全，規(guī)定高溫高壓水腐蝕疲勞試驗裝置能夠在出水溫度過高時自動報警并關(guān)閉系統(tǒng)；在高壓釜入口處安裝爆破閥，使高壓釜內(nèi)壓力由于故障升高時，進行爆破泄壓；高壓釜內(nèi)溫度過高時自動報警并關(guān)閉系統(tǒng)；高壓釜、預(yù)熱器、換熱器等部件泄漏時，能夠自動報警并關(guān)閉系統(tǒng)；冷卻水斷流時能夠自動報警。

(15)　為保證試驗裝置的穩(wěn)定性與可靠性，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定定期對疲勞機力傳感器、位移傳感器、高精度線性可變差動變壓位移傳感器、高壓釜熱電偶、預(yù)熱器熱電偶、溶解氧探頭、壓力傳感器等，進行準確度校正

(16)　為確保試驗數(shù)據(jù)的有效性，一般每個試驗點需重復(fù)3次。

1992年9月22日，《螺紋緊固件軸向載荷疲勞試驗方法》發(fā)布。

1993年6月1日，《螺紋緊固件軸向載荷疲勞試驗方法》實施。

2019年6月4日，《鋁合金擠壓型材軸向力控制疲勞試驗方法》發(fā)布。

2020年5月1日，《鋁合金擠壓型材軸向力控制疲勞試驗方法》實施。