ICS 29.050 Q 51 中华人民共和国国家标准 GB/T 38338—2019 炭素材料断裂韧性测定方法 Test method for fracture toughness of carbon materials 2020-07-01实施 2019-12-10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/T38338—2019 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。 材料股份有限公司。 本标准主要起草人：杨辉、黄岱、郑景须、李毛、许汉春、夏德祥、毛玉珍、徐建平、吴杰、蔡昌海、吕有厂、 杜爱芳、张惠兵、肖孝天、赤义德。 1 GB/T38338—2019 炭素材料断裂韧性测定方法 1范围 本标准规定了炭素材料断裂韧性术语和定义、仪器设备、试样要求、试验步骤、结果计算和试验 报告。 本标准适用于室温下炭素材料断裂韧性的测定， 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/T1427炭素材料取样方法 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 3术语和定义 3 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 断裂韧性 fracture toughness Kic 预置裂纹在加载压力后的生长所必需的临界应力强度因子，用于表征材料阻止裂纹扩展的能力 仪器设备 4.1游标卡尺：测量范围0mm~300mm，精度0.02mm。 4.2千分尺：测量范围0mm~25mm，精度0.01mm。 4.3影像测量仪：精度0.001mm，具有适宜放大功能的其他测量仪器也可。 4.4干燥箱：具有自动调温装置，能保持温度在105℃～110℃。 4.5材料试验机：试验机传感器精度小于或等于1%，推荐试样最大加载载荷在传感器量程的10%～ 90%。测试夹具要求见图1，其中上、下支点可以自由滚动，辊直径为样品高度的0.75倍～1.5倍 1 GB/T38338—2019 压力！ 上支点锟 H& 下支点辊 底座 支点跨度 +3W+ 图1测试夹具示意图 5试样要求 5.1取样和加工 按GB/T1427的规定进行取样、加工。单个材料测试平行试样不少于6个。 5.2试样尺寸 5.2.1推荐试样尺寸：试样（长）（200mm±0.1mm）×（宽）（15mm±0.05mm）×（高）（20mm士 0.05mm），试样及预制裂缝（槽）见图2，槽深为a。 图2试样示意图 5.2.2试样具体要求见图3，其中槽深度为样品高度的40%。对不同类型炭素材料，采用相同的缩放比 例的样品同样适应。 GB/T38338—2019 单位为毫米 // 0. 025A 200±0.1 L0. 025B 15±0.05 B 20±0.05 100±0.1 A //0.025B 12 =D: 30"±2° 0. 45±0. 05 图3样品尺寸要求 5.3试样槽加工 5.3.1一般情况下，槽口尖端的弧度半径（R）小于0.1mm，特殊情况下，控制在0.01mm以内。 注：由于槽加工的难易程度主要依赖于槽的宽度、底部尖端要求以及材料的平均骨料颗粒粒径尺寸，同时，典型牌 号石墨材料具有一定孔隙率及微裂纹（Morowsik），因此预期槽加工底部尖端为自然裂纹是有可能的。 5.3.2槽加工可采用刀片进行手工样品制备，刀片边缘的夹角应小于试样槽口角度，整个过程需要控 制刀片钝化，使得穿过槽口方向加工的槽深度保持一致。 注：该手工方法有许多不确定性，也可能导致测试失败。 5.3.3考虑到5.3.1和5.3.2的因素，推荐使用数控机械加工设备加工槽，先粗加工，然后细加工。对于 200mmX20mmX15mm等尺寸较大的样品，为保证槽尖端的精度，建议先采用较宽刀具粗加工（样 品较宽处槽口尺寸一般不超过1mm），然后对槽尖端细加工，见图4。细加工槽宽度按图3控制在 0.45mm±0.05 mm。 5.4试样外观 加工后的试样外观，应无可见的裂纹、掉边、缺角、凸起、凹坑、孔洞等缺陷。在材料允许条件下，加 工后试样的粗糙度Ra小于或等于0.8μm。 图4样品槽示意图 3