ICS 77.040.10 H 22 中华人民共和国国家标准 GB/T38822—2020 金属材料 蠕变-疲劳试验方法 Metallic materialsCreep-fatigue test method 2020-12-01实施 2020-06-02发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T38822—2020 目 次 前言 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 符号和说明 4 5 试验原理 6 设备 7 试样 8 试验程序 10 9 试验报告 13 附录A（资料性附录） 蠕变-疲劳寿命函数关系式 14 参考文献 15 ZIC GB/T38822—2020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本标准起草单位：中国科学院上海应用物理研究所、华东理工大学、中国科学院金属研究所、上海发 电设备成套设计研究院有限责任公司、冶金工业信息标准研究院、上海海关工业品与原材料检测技术中 心、上海交通大学、上海航空材料结构检测股份有限公司， 本标准主要起草人：周伯谋、王润梓、陆燕玲、邱建科、侍克献、董莉、周冶东、吴益文、田根起、张显程、 李德辉、董安平、涂善东、侯慧宁。 1 GB/T38822—2020 引言 高温环境下工作的机械构件有可能同时产生蠕变损伤和疲劳损伤，在设计服役期内存在蠕变和疲 劳损伤的构件应该考虑两种损伤的交互作用，即蠕变-疲劳交互作用。在某些工业领域（如核电、航空、 机械工程），研究材料的长期蠕变-疲劳性能对工程研究和应用十分重要。 为了明确不同实验室试验数据的可靠性和一致性，需对遵从本标准某些关键点的试验数据进行 收集。 Ⅱ GB/T 38822—2020 金属材料蠕变-疲劳试验方法 1范围 本标准规定了金属材料蠕变-疲劳试验方法的术语和定义、符号和说明、试验原理、试验设备、试样、 试验步骤、试验记录和试验报告 本标准适用于光滑圆形截面试样恒定应力幅、恒定应变幅条件下的单轴蠕变-疲劳试验 2 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T12160金属材料单轴试验用引伸计系统的标定 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/T 22315 金属材料弹性模量和泊松比试验方法 GB/T25917.1 单轴疲劳试验系统 第1部分：动态力校准 GB/T26077 金属材料疲劳试验 轴向应变控制方法 GB/T34104 金属材料试验机加载同轴度的检验 JJF1637 廉金属热电偶校准规范 JJG 141 工作用贵金属热电偶 JJG556 轴向加力疲劳试验机 JJG 617 数字温度指示调节仪 3 3术语和定义 GB/T26077界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 保载时间 holdtime th 蠕变-疲劳试验中，试验控制变量（力、应变）在一个循环中保持不变的时间。保载时间通常位于拉 伸和/或压缩的力或应变峰值处，但也可位于循环内的其他位置。 3.2 总循环周期 total cyclic period Tt 完成一个试验循环的时间。 注：t是保载时间（th）和非保载时间（t品）（即稳态和动态）之和。 3.3 裂纹形成 crackformation 裂纹在试样中萌生并扩展的过程。 1 GB/T38822—2020 3.4 初始弹性模量 initial modulus of elasticity E。 在第一个循环周次期间内的弹性模量 3.5 第N周次的弹性模量 modulus of elasticity at cycle N En 第N个循环滞后线中，峰值拉伸应力后的卸载模量（见图1中的E）和峰值压缩应力后的卸载 模量（见图1中的Ec）的平均值。 3.6 应力范围 stress range Aa 最大应力与最小应力之间的差值。 注：对于蠕变-疲劳试验，最大和最小应力之间的差值称为“峰值应力范围”。对于应变控制下的蠕变-疲劳试验，保 载时间前后应力下降的范围称为“松弛应力范围”[见图1b）。 3.7 非弹性应变范围 inelastic strain range Aein 循环期间塑性应变范围和保载时间内蠕变应变范围的总和。也是在拉伸和压缩卸载过程中，应变 轴交叉点与滞后迥线的外推线性区域之间在应变轴上的距离，见图1。 4 符号和说明 本文件所使用的符号和说明见表1。 表1符号和说明 符号 说明 单位 d 圆柱试样标距段直径 mm D. 夹持端直径 mm E 弹性模量 MPa E. 初始弹性模量 MPa EN 第N周次的弹性模量 MPa Et 拉伸模量 MPa Ec 压缩模量 MPa L 平行标距段长度 mm Lo 初始平行标距段长度 mm Li 刚性装夹系统中上下夹具的垂直距离 mm N 循环周次 Nt 试样失效的循环周次 X 理想刚性系统中加力装置或夹具的侧向偏差 mm X2 由夹具的角度偏差所造成的侧向间隙 mm 2 GB/T38822—2020 表1(续） 符号 说明 单位 X: 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隙 mm 过渡段圆弧半径（从试样平行段到夹持端） mm 时间 T 试验温度 ℃ T: 显示的试样温度 ℃ 循环的频率 Hz 应变 E max 循环内的最大应变 min 循环内的最小应变 Ae. 蜻变应变范围（见图1) 弹性应变范围 Aep 塑性应变范围（见图1) e, 总应变范围（见图1) Aein 非弹性应变范围（见图1) 应力 6 MPa O max 循环内的最大应力（见图1） MPa Omin 循环内的最小应力（见图1） MPa 应力范围（见图1) MPa Ao, 应力松弛范围（见图1) MPa 夹具的角度偏差 (°) 5 试验原理 采用足够慢的循环频率[见图1a)或采用带保载的波形[见图1b)、c)]，在高温下对试样施加单轴 循环载荷的方法，获得材料的蠕变-疲劳性能。 需要考虑氧化对蠕变-疲劳性能的影响，也可补充相应的 疲劳和变试验，以进一步获得蠕变对疲劳的影响或者疲劳对蠕变的影响。 Ae Omux A8 Ae. 有保载时间（应变控制） 无保载时间 b) a) c）有保载时间（力控制） 图1 应力-应变滞后迥线示意图 3