ASTM和ISO标准断裂韧度测试方法比较研究

ASTM E1820-11和ISO 12135-2002标准是测试断裂韧度的主要标准,然而这两个测试标准在钝化线、有效数据区间和阻力曲线拟合等方面存在较大的差异,导致断裂韧度测试结果的较大不同。研究这两个测试标准钝化线的依据,比较它们的差异。ASTM标准采用理想弹塑性材料假设,ISO标准基于材料的真应力应变关系满足幂次定律,ISO标准钝化线斜率比ASTM标准钝化线斜率大;ASTM标准采用两参数方程阻力曲线,而ISO标准采用三参数方程阻力曲线。提出根据材料应力应变特性来选择合适的试验标准,对于带屈服平台的材料可选用ASTM标准,不带屈服平台的材料可选用ISO标准。选取Q345R钢进行断裂韧度试验,用ASTM和ISO两个标准对试验结果进行评估,试验结果表明:Q345R的应力应变曲线在屈服阶段存在屈服平台,ASTM钝化线能更好反映裂纹尖端钝化。ASTM和ISO两个标准测得的断裂韧度分别为235.29 kJ/m^2和179.37 kJ/m^2,两者相差24%。

不同温度下金属材料断裂韧度数据处理方法研究

金属材料断裂韧度测试标准主要采用的是美国ASTM E1820和国际ISO 12135标准,然而其通过处理测试得到的J-Δa数据获得JIC的方法具有明显的区别。主要研究如何对J-Δa数据进行处理以获得合理的JIC值,基于材料本构模型特点提出了在不同温度下金属材料断裂韧度数据处理方法,即本构曲线法(CCM);以金属材料(国产SA508-Ⅲ钢)在不同温度下的断裂韧度数据为例,采用CCM数据处理方法对材料的断裂韧度进行分析计算,并与ASTM E1820,ISO 12135标准进行了比较。结果表明,CCM得到的材料断裂韧度在ASTM E1820,ISO 12135标准数据之间,对于理想弹塑性材料,其CCM结果与ASTM E1820标准结果一致;对于在不同温度下会表现出不同本构特性的金属材料,选用CCM能够获得其在不同温度条件下更合适的断裂韧度。

几种J积分测试标准的比较

从试样、试验参数及夹具、阻力曲线及结果的有效性等几个方面归纳总结了几个常用J积分测试标准的差别,并通过实例计算比较了最终结果的差异。分析发现,各个标准对于J积分的计算、阻力曲线的拟合以及阻力曲线的边界点并不完全相同,其中一种标准有效的数据对于另一种标准而言或许完全无效。