GB/T 7732-2008 金属材料 表面裂纹拉伸试样断裂韧度试验方法

ICS77.040.10

H22SB

中华人民共和国国家标准

GB/T7732—2008

代替GB/T7732—1987

金属材料表面裂纹拉伸试样断裂

韧度试验方法

Metallicmaterials—Fracturetoughnesstestingmethodwith

surfacecracktensionspecimens

2008-05-13发布2008-11-01实施

发布

GB/T7732—2008

-1.Z-—1—

刖弓

本标准与ASTME740-03«表面裂纹拉伸试样的断裂韧度试验方法》一致性程度为非等效。

本标准代替GB/T7732—1987《金属表面裂纹断裂韧度试验方法》，并对GB/T7732—1987在以下

方面的内容进行了修改和补充：

修改了标准的名称；

-在“规范性引用文件”中，删去了原引用标准GB6397《金属拉伸试验试样》，增加了规范性引用

文件GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》、GB/T12160（（单轴试验用引伸计的标定》、

GB/T10623《金属力学件能试验术语》、GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分：拉

力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准和GB/T20832《金属材料试样轴线相对于产品

织构的标识》；

——增加了第3章“原理”；

——修改了预制疲劳裂纹的具体要求；

——修改了试验机的具体要求；

——修改了引伸计的类型，增加了裂纹尖端张开位移典型的测量装置示意图；

——修改了试验程序中的试验速度；

——将原标准中的附录A标题改为“疲劳裂纹尺寸和形状的控制技术”；

——将原标准中的附录B标题改为“表面裂纹断裂韧度试验的应力强度因子方程”。

本标准的附录A和附录B为规范性附录，附录C为资料性附录。

本标准由中国钢铁工业协会提出。

本标准由全国钢铁标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：钢铁研究总院、武汉钢铁（集团）公司。

本标准起草人：高怡斐、周峰峦、王春旭、李荣锋、邱保文。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

——GB/T7732—19870

T

GB/T7732—2008

金属材料表面裂纹拉伸试样断裂韧度试验方法

1范围

本标准规定了在连续缓慢增加的拉伸载荷下测定断裂韧度试验方法的原理、术语、定义及符号、试

样、试验设备及试验程序、试验结果处理和试验报告。

本标准适用于具有半椭圆或部分圆形表面裂纹的金属材料矩形横截面拉伸试样，

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T228金属材料室温拉伸试验方法(GB/T228—2002,eqvISO6892：1998)

GB/T10623金属材料力学性能试验术语(GB/T10623—2008,ISO23718：2007,M()D

GB/T12160单轴试验用引伸计的标定(GB/T12160—2002,ISO9513：1999,IDT

GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分：拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校

准(GB/T16825.1—2002,ISO7500-1：1999,IDT

GB/T20832金属材料试样轴线相对于产品织构的标识(GB/T20832—2007,ISO3785：2002,

IDT

3原理

本试验是用来评价具有表面裂纹的板材或类似板状的结构件在服役过程中的承载能力。当服役条

件和实验条件相同时，表面裂纹拉伸试验的结果可以在设计中直接应用。

4术语、定义和符号

4.1术语及定义

GB/T10623规定的以及下列术语及定义适用于本标准。

4.1.1

裂纹深度crackdepth

a

表面裂纹前缘最深点到试样前表面的距离。裂纹深度是试样厚度的一部分。

4.1.2

裂纹长度cracklength

2c

表面裂纹前缘与试样前表面相交的两点间的距离。

4.1.3

剩余强度residualstrength

<7r

最大拉伸载荷与试样横截面面积之比。

4.2符号

符号、单位和名称列于表lo

1

GB/T7732—2008

表1符号及名称

符号名称单位

B试样厚度mm

W试样宽度mm

L试样测试部分长度mm

a裂纹深度mm

如加工裂纹源深度mm

2c裂纹长度mm

2c0加工裂纹源长度mm

(B—a)试样韧带尺寸mm

KiI型应力强度因子MPay'm

Ktq表面裂纹拉仲试样的条件断裂韧度MPay'm

心表面裂纹拉仲试样的断裂韧度MPa从m

M试样前后表而总的修正系数

(P第二类完全椭圆积分

Fq条件力N

Fnmx最大拉伸力N

Ffmax疲劳预制裂纹时，循环力的最大值N

Ffmin疲劳预制裂纹时，循环力的最小值N

V表面裂纹试样中心处的裂纹嘴张开位移mm

Ox剩余强度MPa

Kmax疲劳预制裂纹过程中最大应力强度因子MPay'm

E材料的弹性模量MPa

5试样

5.1试样形状和尺寸

典型的表面裂纹拉伸试样见图1,试样头部形状和尺寸应适应试验机夹头夹持。试样比例尺寸：

W/B=6~10；L/W^2o当这些宽度和长度尺寸超过实际应用尺寸吋，必须用实际应用尺寸。

5.2试样制备

5.2.1试样取向

试样取向标记应满足GB/T20832的要求。

表面裂纹拉伸试样断裂韧度与裂纹取向和裂纹扩展方向有关，试样应以两个字母标记其取向。第

一个字母表示裂纹面的法线方向，第二个字母表示裂纹深度的预期扩展方向。例如X-Z表示裂纹面的

法线方向为纵向，预期的裂纹扩展方向为板厚方向。标记方法如图2所示。

5.2.2试样表面要求

对于轧制板材试样，应保留原轧制表面，试样工作部分长度的表面不得有划伤、锈蚀等缺陷。如有

特殊要求需要加工试样时，应保留一侧原轧制表面，并在该面预制裂纹，加工面的表面粗糙度尺“的最

大允许值为3.2“m。

2

GB/T7732—2008

5.2.3裂纹源

为了便于疲劳预制裂纹，一般在试样进行最终热处理之前，用薄片的金刚石圆锯或类似的刀具和电

火花机床在试样表面中部制造一个人造裂纹源。

裂纹源的加工方法不限，推荐«o/B<1/8,2co/B<1/2,并应使裂纹源根部半径不大于0.25mm0

裂纹源平面应与试样表面中心线垂直，偏差不大于10°o

5.2.4预制疲劳裂纹

试样应尽可能在热处理之前预制疲劳裂纹。

预制疲劳裂纹的深度应不小于0.25B或1.0mm,取其较小者；并且疲劳裂纹的扩展量应不小于最