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GB／T 38822-2020 金属材料 蠕变-疲劳试验方法

D）有保载时间（应变控制）

）有保载时间（力控制）

6. 1 ± 一般要求

式验设备一般包括试验机、引伸计、加热和温度测

GB 50421-2018 有色金属矿山排土场设计标准6.2.3夹具及对中检查

3.1夹具应能够将循环力平稳传递至试样轴线上。上下夹具间的距离应尽可能小，以避免侧向 设备的几何尺寸应能够良好对中。因此，应限制夹具组件的数量并尽可能减少机械配合面的数量 3.2夹具应能保证试样在安装过程中的可重复性。夹具应具有确认试样对中用的表面以及保证

3.3在刚性装夹系统中出现的不对称弯曲通常由以下一条或几条原因引起（见图3）： a）夹具的角度偏差； b）在理想刚性系统中加力装置的侧向偏差； c）在非刚性系统中试样链的装配偏差或作动器在轴承间的侧向间随

）非刚性系统中试样链的偏差

非刚性系统中试样链的偏差

图3疲劳试验系统中错位引起的不对称弯曲

6.3.1对于圆柱形试样应采用轴向引伸计测量试样上的应变 6.3.2对于沙漏形试样，可采用测量径向变形的引伸计。引伸计尖端应在试样直径最小处接触试样。 6.3.3平衡支撑引伸计，并对引伸计进行调整，使其施加在试样上的接触力尽可能小，避免试样表面产 生刻痕。 6.3.4引伸计应适合长期测量动态应变量并最大限度地降低信号漂移、滑动和机械滞后。它应能直接 测量试样上的轴向应变。 6.3.5引伸计应能够避免由干温度 引起的信号漂移

测量试样上的轴向应变。 6.3.5引伸计应能够避免由于温度波动而引起的信号漂移

测量试样上的轴向应变。

6.4加热与温度测量系统

可采用的加热方法包括：电阻炉加热、辐射 电磁感应加热、情性气体或液体加热。建议优先 采用三段独立控温的电阻炉加热。加热装置应使试样能够均匀地加热到规定的温度，在整个试验期间， 标距段的温度梯度不大于2℃或标称试验温度的1%两者中的较大值

6.4.2温度测量系统

4.2.1通常采用热电偶或其他测温仪对试样标距两端及中间各一点进行试样温度的测量。对于金 样，需在缺口处固定一支热电偶。如选用非接触式温度测量装置，应事先验证其测温精度在试验江 不低于热电偶

与热电偶直接接触。固定热电偶的通常方法包括捆绑、压力或点焊。当使用电阻炉加热时，热电偶焊点 应避免直接辐射

注1：当测试材料易于氧化时，不宜单独使用光学高温计进行试样温度测量，而宜使用热电偶测温作为辅助 注2：贵金属热电偶择优选用S型或R型，建议使用温度大于400℃ 注3：廉金属热电偶建议用于400℃以下试验：如试验温度超过400℃，廉金属热电偶使用时间不宜超过500h。

循环计数器用于记录控制变量循环的次数。对于不超过10000个周次的试验，应能记录所有周 次。对于试验周次超过10000个周次的试验，计数器分辨率应高于失效循环数的1%

6.7.1应定期对试验机及其控制系统和测量系统进行检查和校准，同轴度应达到5%，符合GB/T34104 或JG556的要求，

6.7.2每个传感器及其附属电子元件应作为一个系统进行校准，且应符合以下要求：

测力系统按照GB/T16825.1、GB/T25917.1或JJG556进行校准； 应变测量系统按照GB/T12160进行校准； 温度测量仪表按照JJG617进行校准； 热电偶按照JJG141或JJF1637进行校准。 6.7.3在一组试验开始前应检查引伸计的标距、测力系统和引伸计以及热电偶、测温仪的校准状态及 校准证书。

测力系统按照GB/T16825.1、GB/T25917.1或JJG556进行校准； 应变测量系统按照GB/T12160进行校准； 温度测量仪表按照JJG617进行校准； 热电偶按照JJG141或JJF1637进行校准。 6.7.3在一组试验开始前应检查引伸计的标距、测力系统和引伸计以及热电偶、测温仪的校准状态及 校准证书。

本标准采用的试样包括圆柱形试样和沙漏形试样两种，见图4

沙漏形试样通常用于高应变范围试验，以降低试样屈曲的风险。沙漏形试样采用径向引伸计进行 应变测量。沙漏形试样如图4b)所示。沙漏形试样推荐使用以下几何尺寸： 一标距段圆柱直径：d≥5mm； 一过渡圆弧半径：r=6d±2d； 夹持端直径:D.≥2d

试样的公差应满足以下要求，这些值的表述与轴心或基准面相关 平行度：//≤0.005d； 同轴度：≤0.005d； 垂直度.≤0.005d

试样夹持端尺寸根据试验设备来确定，图5是儿种常用的夹持端。夹具应能固定试样且轴向对中 良好，不应出现回弹。顶紧力应大于试验力，以免在夹持部位发生过冲。夹具的设计应与试样的夹持端 配套。图6给出了一些实例。 注1：对于承受过零载荷的试样，从拉伸到压缩的过程中，螺纹和端部夹具能保证平稳过渡，反之亦然。通常在夹持 过程宜对试样进行预加载（例如图6）。对于螺纹端测试的试样，宜使用限制公差螺纹。 注2：一般来说，不宜采用完全依靠调节螺纹的方式达到试样对中。 注3：夹持力宜大于循环载荷，以避免试样在夹县中反弹

图6推荐的对中良好、避免回弹的试样夹具实例

是考察某些特殊因素（如表面热处理，氧化等）的影响，可以不遵从7.2.2～7.2.6的建议，但是任何偏离 都应在试验报告中加以注明

机加工可能使试样表面产生残余应力从而影响试验结果。这一应力是由加工阶段产生的热梯度引 起的，它还与材料的变形或显微组织的改变有关。对于高温试验，残余应力对试验结果的影响是不明显 内。应采用以下两种机加工方法，对于硬质材料，应优先考虑磨削： 磨削：与成品尺寸相差0.1mm内采用，进刀量不超过0.005mm/次； 抛光：与成品尺寸相差0.25mm内使用粒度逐渐减小的砂纸完成抛光。建议在最终阶段对试 样采取纵向抛光。 注1：材料的显微组织的变化：这一现象是由加工过程中的温度升高以及应变硬化引起的。它也是引起相变、表面 再结晶的原因。其直接影响就是使试验结果无效，因为测试材料已经不是它的原始状态了，宜注意防范。 注2：污染物介人：某些元素或化合物可能会劣化某种材料的机械性能，例如存在于钢或钛合金中的氯，因此在加工 过程中应避免这些元素的使用（特别是在切削乳化液中）。在试样前期保存的清洁及去油过程中宜注意上述 问题，

7.2.3.1应按照相关产品标准或双方协议的规定，从半成品或成分一致的试验材料上取样，并应记录试 样取样部位的详细信息。 7.2.3.2应在试验报告上附上清晰的取样图，取样图应包括： 一每件试样的取样部位： 半成品的加工方向（如轧制方向、挤压方向等）； 急生

7.2.3.1应按照相关产品标准或双方协议的规定，从半成品或成分一致的试验材料上取样，并应记录试 样取样部位的详细信息。

7.2.3.2应在试验报告上附上清晰的取样图，取样图应包括： 每件试样的取样部位； 半成品的加工方向（如轧制方向、挤压方向等）； 每件试样的标记。 7.2.3.3在试样加工过程中试样应有唯一的编号。可用任何标记方法在试样不会被加工掉的区域进行 标记，标记不应影响试验质量。 Z2.3.4应在试样的两端进行标记.以便当试样断裂后半件也可被识别出来

7.2.4试样的表面状态

试样的表面粗糙度：平均表面粗糙度Ra小于0.2m，对于圆柱形试样，加工去除所有由车床 造成的沿圆周方向的划痕和明显的加工痕迹；如在试样表面加工完成后再进行热处理，应在热 处理后对试样表面进行抛光。如不能抛光，则热处理宜在真空环境或惰性气体保护条件下进 行，以避免试样发生氧化。 残余应力：建议去除试样的残余应力。 材料微观组织的变化：热处理不应改变被研究材料的显微组织，热处理及机加工的细节应在试 验报告中注明。 污染物的介人：应避免污染物介入

GB/T38822—2020

GB/T 388222020

制备好后的试样应妥善保存，以防止任何损伤（接触刮伤或氧化）。建议采用单独的盒子或有封装 头的管保存试样。在某些情况下，有必要将试样存放在真空瓶或放有硅胶的干燥器中。应尽量减少对 试样的运输。

试验应在以下合适的环境下进行： 相对稳定的室温及相对湿度； 最小限度的大气污染（如灰尘，化学蒸气等）； 没有影响试验机控制和数量采集的外部电信号干扰； 最小限度的外部机械振动

式验机的控制精度应使在整个试验过程中应力（或应变)值的峰值误差在1%以内

试样在安装时尽量避免预应力和预应变，同时不应破坏系统的对中性

安装接触式引伸计应注意接触压力，过高的接触压力可导致试样在引伸计位置开裂，过低的接触 导致引伸计滑动

3.2.5.1试验开始时，建议在室温下在弹性范围内对试样反复施加循环力，用以确认测量系统（力及应 变）工作的正确性。 3.2.5.2为判别在力、位移和测量系统中可能存在的问题，应在试验开始之前进行以下测量

2.5.1试验开始时，建议在室温下在弹性范围内对试样反复施加循环力，用以确认测量系统（力及应 ）工作的正确性。 2.5.2为判别在力、位移和测量系统中可能存在的问题，应在试验开始之前进行以下测量： a 应在室温和试验温度下测量弹性模量。在每个温度下测量值的偏差不应超过预期值的10%， 建议按照GB/T22315确定弹性模量。 应在实测温度到达规定试验温度并稳定（试验机处在力控模式下的力值零点处）之后确定平均 热膨胀系数。热膨胀系数可通过用热应变除以从室温到试验温度的温度变化来计算。热膨胀 系数的偏差不应超过预期值的10%。 注：热膨胀系数的获取方法有多种，可查找相关标准、文献资料或依据双方的技术协议，也可开展热膨胀系数试验，

验温度时对其示值调零。由于引伸计的 标距已经因为热膨胀发生了变化，在高温试验中应对应变值的测量进行修正。最低限度在预试验修正 时应对标距的热膨胀值进行记录。对于自动系统使用修正后的标距长度用于在线控制及数据采集。 3.2.5.4对于某些系统，特别是试验温度超过1000℃时，可能在试样处于热状态时安装引伸计，在这

安装加热设备。在加热期间，试样温度。 过规定温度所充许的上限。在整个加热过程中， 力不应超过材料屈服强度的10%。应在试验温度至少保温30min才可开始试验

8.3.1在试样没有施加力的情况下，应将引伸计清零。 8.3.2除非测试的目的是评估加载顺序的影响，否则第一个循环的首个四分之一的方向应是拉伸。 3.3.3试验过程中，控制参量的相邻循环间循环峰值波动不超过0.5%，并且在整个过程中峰值波动不 超过2%。 8.3.4在试验中断的情况下，只有当能够确定试样没有经历由于中断引起的任何额外变形时，试验才 可以重新启动。如试验重新启动，应记录于试验报告中。在试验完成后，可通过分析设备记录的试验数 据，并可结合断口分析最终确定试验结果的有效性。 8.3.5试验应在能够对环境温度和湿度进行控制的实验室中进行。在整个试验过程中，除非由于热弹性 效应，显示的试样温度与试验温度的偏差（T：一T)不应大于士2℃，平行段的温度变化不应大于士2℃或 式验温度1%两者中的较大值。 注：建议保护试验机周围的区域免受气流影响。这在保载时间期间记录数据时特别重要，因为通风引起的局部温 度变化可能导致控制和响应变量的显著变化

8.4.1试验记录的内容

在试验过程中，应在循环内的关键转折点，即在力和应变的最大值与最小值处以及在保载时间自 和结束时连续记录力、变形、温度

GB/T38822—2020

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如试验设备允许，应力、应变及温度的记录应与时间相关。如不能做到这一点，至少应记录应力、 I温度的峰值，以便根据8.5确定试样失效，

1试验结束通常定义为相对于试验期间的稳定状态，最大拉伸应力或拉伸和压缩弹性模量比降 的白分比（如图7中的X%）。

于初始硬化以及软化后存在稳定状态或一直处于稳定状

）对于连续循环软化的材米

图7基于材料的峰值应力降低的裂纹形成和终止试验条件

8.6.1试验完成后，应立即关闭加热系统 主试验后的检查之前减少试样和裂纹表面的氧化程度 如试验在试样断裂之前终止，应尽量避免在加热设备冷却过程中的试样过载。 8.6.2在试样彻底断裂前结束试验，可避免引伸计和断口的损伤

8.7试验结束后的检查

应确定裂纹的位置，并记录在试验报告中。裂纹位置按下列描述记录： 在引伸计跨距之间； b） 在引伸计与试样接触点或在热电偶位置处； 在标距段内(JTJ052-2000)[1]《公路工程沥青及沥青溷合料试验规程》，引伸计的量规长度之外； d）过渡圆弧段内：

9.1试验报告应包括的内容

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A.2频率修正的应变寿命

A.3频率修正的拉伸滞迥能量

金，见式（A.2)：

可使用有效频率获取波形影响。实际频率√定义为一个周次总时间的倒数。然而GB 50265-2022 泵站设计标准(正版高清，带书签).pdf，一个周次的各 个部分造成的损伤可能不一样。例如，对于塑性材料，压缩过程可部分愈合拉伸保载期间产生的蠕变损 伤，从而减小频率对寿命的影响

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金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 ［2] GB/T 2039—2012 金属材料单轴拉伸螨变试验方法 [3] GB/T 3075—2008 金属材料疲劳试验轴向力控制方法 ［4] GB/T 6379.2—2004 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测 量方法重复性与再现性的基本方法 L5 GB/T6398—2017金属材料疲劳试验疲劳裂纹扩展方法 [6] GB/T15248一2008金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法 『71JJG 762—2018引伸计