金属材料 板状、棒状微型试样 第1部分：疲劳试验方法 编制说明

本项目是依据国标委发[2023]63号文“国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知”下达的项目我国目前使用的疲劳试验标准GB/T26将标准征求意见稿和编制说明发送到力学分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求意见，同时在《钢铁标准网》网站上注意：如果标准草案涉及专利，在标准制修订过程中的任何阶段，均应附上《已披露的专利清单》广泛征求意见，并将反馈意见加以说明。鼓励没有参与国家标准制修订的组织或者个人在标准制修订的任何阶段披露其拥有和知悉的必要专利。本标准在起草过程中主要按GB/T1.1-20由于本标准所依据的能量等效原理是针对均质、各项同性和应力-应变呈幂律的金属材料，因此本标准限定适用材料为循环应力幅-应变幅关系满足幂律的（2）参照GB/T26077对试样的制备与存储图1推荐试样几何构形1）A部分2）B部分图2推荐二次夹具本标准除对试验机及其测控系统进行检查和校准外，还要求进行试验前的对中性检查。通过测量同一试样两侧在前后两次弹性范围内的等载荷加载下的应变的相对误差不超过5%来判断试验机、夹具和试样所组成的加载链系统是否满足对中性要求。循环应力幅-应变幅关系。建议单试样多级循环试验的名义应变幅以0.05%为增应以0.05%~0.1%为变化值，应变水平的设定应尽可能使材料疲劳寿命介于幂律硬化材料的循环应力幅-应变幅曲线关系采用式中，E为弹性模量，Ka为循环强度系数，N在da,p/R∈[0.1(da,p/R)max,(da,p/R)max]范围内，按式（2）表1确定材料循环应力幅关系-应变幅关系所用参数值mpkp1kp20.74940.30320.5851根据疲劳试验中每个试样Nf/2时的力-应变数据，由式（1）确i（5）{i=0c(R,表2确定根部的循环等效应变幅εa所用参数值c0c1c2c3c4c53.6440-1.71750.3356-1.49101.68188.1619{f(σ6）- [1]LiuQ,CaiLX,ChenH,etal.Anoveltestmethodbasedonsmall-specimenstoobtainlow-cycle-fatiguepropertiesofthin-walledmaterials[J].MechanicsofMaterials,2019,138:103153.[2]张泽权,蔡力勋,韩光照,等.基于弹塑性解析方程的薄片试样低周疲劳试验方法[J].机械工程学报,2023,59(6):72-83.有限公司、天津大学、苏州热工研究院有限公司等单位合作完成3种材料的标准漏斗形板状试样低周疲劳试验根据本标准方法完成曲线对比结果。表4为316L材料标准圆棒试样低周疲劳试验结果，表5~表8分别为不同单位的316L材料板状试样低周疲劳试验结果；表9为P91材料标准圆棒试劳试验结果；表14和表15分别为Q370材料标准圆棒试样和板状试样低周疲劳试表3循环应力幅-应变幅关系参数材料试样E/GPaKa/MPana(b)P91316L标准圆棒试样8975.102板状试样(R=5mm)-微力特斯9655.163板状试样(R=5mm)-试金石9245.139板状试样(R=5mm)-三思纵横4.824板状试样(R=4mm)-天津大学8815.631P91标准圆棒试样2164.212板状试样(R=5mm)-微力特斯4.602板状试样(R=5mm)-试金石5.152板状试样(R=5mm)-三思纵横4.733板状试样(R=4mm)-天津大学8815.900Q370标准圆棒试样9825.790板状试样(R=5mm)-西南交大9276.150(a)316L(c)Q370图3循环应力幅-应变幅曲线表4316L标准圆棒试样低周疲劳试验结果试样编号试样直径φ/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle6.000.006000318.40.0016160.0043842#6.000.005000283.70.0014400.00356032183#6.000.004000270.20.0013720.00262858584#6.000.004000271.20.0013770.00262357725#6.000.003000239.20.0012140.001786203286#6.000.003000242.60.0012320.001768188907#6.000.005000298.10.0015130.00348732966.000.003500253.50.0012870.0022139#6.000.003500269.20.0013670.00213393646.000.006000316.60.0016070.004393表5316L板状试样低周疲劳试验结果（微力特斯）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εa应力幅σa弹性应变幅εa,e塑性应变幅εa,p倍寿命2Nfmm∙mm-1MPamm∙mm-1mm∙mm-1Cycle0.006469342.20.0017370.00473223402#0.005538329.10.0016710.00386825703#0.004418310.10.0015740.00284453704#0.006696345.10.0017520.0049445#0.005479328.20.0016660.00381331406#0.004228306.40.0015550.00267282007#0.003256284.40.0014440.001813238000.003349286.80.0014560.00189313200表6316L板状试样低周疲劳试验结果（试金石）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle0.005261310.60.0015760.00368421302#0.005021306.90.0015580.00346433403#0.004032289.50.0014690.00256394104#0.004170292.10.0014830.00268754805#0.007039333.80.0016950.0053446#0.006090322.20.0016360.00445522607#0.005962320.50.0016270.0043350.002675256.60.0013030.001372256409#0.003414276.20.0014020.00201210880表7316L板状试样低周疲劳试验结果（三思纵横）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εa应力幅σa弹性应变幅εa,e塑性应变幅εa,p倍寿命2Nfmm∙mm-1MPamm∙mm-1mm∙mm-1Cycle0.004892310.00.0015740.00331847402#0.005967327.20.0016610.0043063#0.004813308.60.0015670.00324630164#0.002785261.70.0013280.001457183605#0.004046293.70.0014910.00255542806#0.005849325.40.0016520.00419726807#0.004802308.40.0015660.00323738800.004133295.50.0015000.00263347809#0.002918265.70.0013490.001570182200.005898326.20.0016560.004243表8316L板状试样低周疲劳试验结果（天津大学）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle0.003174285.00.0014470.001727180202#0.003210285.90.0014510.001759133103#0.004105305.30.0015500.00255569504#0.004044304.20.0015440.00250083205#0.005198323.70.0016430.00355539186#0.006365339.40.0017230.0046427#0.006221337.60.0017140.00450726900.005288325.10.0016500.00363834909#0.005298325.20.0016510.0036472900表9P91标准圆棒试样低周疲劳试验结果试样编号试样直径φ/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle6.000.007000371.80.0017210.0052792#6.000.007000371.80.0017210.0052793#6.000.006000379.20.0017560.00424425724#6.000.006000320.90.0014860.0045145#6.000.005000353.10.0016350.00336578066#6.000.005000363.30.0016820.00331831787#6.000.004000320.90.0014860.00251465586.000.004000330.10.0015280.00247262189#6.000.003000305.60.0014150.001585185206.000.003000316.90.0014670.00153312666表10P91板状试样低周疲劳试验结果（微力特斯）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle0.004973352.10.0016300.00334344202#0.006196374.80.0017350.00446125503#0.002982300.00.0013890.001593210404#0.003929328.00.0015190.00241078205#0.004014330.20.0015290.00248589406#0.004901350.60.0016230.00327840007#0.006039372.20.0017230.00431625600.006895386.00.0017870.0051089#0.006995387.50.0017940.0052010.002912297.60.0013780.00153417440表11P91板状试样低周疲劳试验结果（试金石）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle0.006106368.70.0017070.00439926502#0.006182369.90.0017120.00446925303#0.004764345.90.0016010.00316242304#0.005060351.40.0016270.00343343205#0.003754324.00.0015000.00225459606#0.003718323.10.0014960.002222100207#0.002800296.70.0013740.001426164400.002901300.10.0013890.001512241209#0.006935380.50.0017620.0051730.006716377.50.0017480.0049682190表12P91板状试样低周疲劳试验结果（三思纵横）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle0.006926376.40.0017420.00518426402#0.005802358.90.0016620.00414040403#0.005555354.70.0016420.00391338404#0.004718338.80.0015690.00314962005#0.003852319.20.0014780.00237485006#0.002685284.50.0013170.001368278407#0.004430332.70.0015400.00289050200.003755316.80.0014670.00228891409#0.002735286.30.0013250.001410259200.006958376.80.0017450.005214表13P91板状试样低周疲劳试验结果（天津大学）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle0.005372342.40.0015850.00378732702#0.006327355.00.0016430.00468428903#0.002904294.40.0013630.001541188804#0.003959318.90.0014760.00248393205#0.005167339.40.0015710.00359545706#0.004017320.00.0014810.00253599807#0.002900294.20.0013620.001538212400.006248354.00.0016390.00460933809#0.007491367.90.0017030.0057880.007468367.70.0017020.005766表14Q370标准圆棒试样低周疲劳试验结果试样编号试样直径φ/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle6.000.005000361.10.0018180.00318289002#6.000.006000384.60.0019360.00406475323#6.000.007000411.30.0020710.00492944904#6.000.008000403.50.0020310.00596924425#6.000.005000364.10.0018330.00316785166#6.000.004500351.30.0017680.002732128747#6.000.004500353.20.0017780.002722197146.000.008000422.60.0021280.00587230169#6.000.007000396.80.0019980.0050023604表15Q370板状试样低周疲劳试验结果（西南交大）试样编号试样宽度w/mm试样厚度t/mm应变幅εamm∙mm-1应力幅σaMPa弹性应变幅εa,emm∙mm-1塑性应变幅εa,pmm∙mm-1倍寿命2NfCycle0.006861390.40.0019620.00489933202#0.005910378.00.0018990.00401172003#0.005953378.60.0019020.00405165604#0.007034392.50.0019720.00506234805#0.004971363.40.0018260.00314599406#0.008130404.50.002033