JB/T 8189-1999 汽轮机 金属高温裂纹开裂和扩展速率试验方法

K54中华人民共和圜机械行业标准JBT8189-1999汽轮机金属高温裂纹开裂和扩展速率试验方法199-08-06发布2000-01-01实施国家机械工业局发布JB/T8189-1999前言本标准是对JB/T8189-95《汽轮机金属高温裂纹开裂和扩展速率试验方法》进行的修订。本标准在技术内容上基本保持原标准的内容,仅对原标准章条编号、示图和个别用词做了修改。本标准自实施之日起代替JB/T818995本标准由全国汽轮机标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:上海发电设备成套设计研究所。本标准主要起草人:周顺深、刘晨本标准于1988年9月首次发布。中华人民共和国机械行业标准JBT8189-1999汽轮机金属高温裂纹开裂代替JB/8189-95和扩展速率试验方法1范围本标准规定了汽轮机金属高温裂纹开裂和扩展速率试验方法本标准适用于确定汽轮机金属材料试样在高温长期应力下的缺口蠕变、高温疲劳和蠕变一疲劳交互作用的裂纹开裂和扩展速度的试验方法术语和符号dt蠕变裂纹扩展速度/sK应力强度因子MN/m2/2净截面应力参考应力MN/m2修正J积分J/(m2·h)裂纹长度△加载点位移位移速度mm/s断裂时间裂纹开裂时间ttPpb裂纹扩展时间hhh载荷蠕变指数韧带宽度mm试样厚度mmBwr试样宽度mm紧凑拉伸试样几何形状因子单边缺口平板拉伸试样几何形状因子C型试样几何形状因子管子内径mmR。管子外径管壁内某一点的半径管子外径/管壁内某一点的半径裂纹试样拉伸极限载荷/无裂纹试样拉伸极限载荷国家机械工业局1999-08-06批准20001-01实施JB/T8189-1999高温COD速率mm/sN高温疲劳断裂循环数次高温疲劳裂纹开裂时循环数次高温疲劳裂纹扩展循环数次△t蠕变一疲劳交互作用时,在最大拉伸载荷上保载时间min(h)A1,A2,A3,m,m2,m;蠕变裂纹扩展时材料常数B1,B2,B3,D1,D2,D高温疲劳裂纹扩展时材料常数3试样31本标准主要采用紧凑拉伸试样,其形状和尺寸如图1~图3所示(图中试样厚度均为10mm)线切割2-6103H2810±0.1土0.1图1紧凑拉伸试样线切割3(120图2单边缺口平板拉伸试样JB/T8189-1999图3C型试样32选取的试样毛坯应能代表原材料的冶金组织或符合试验目的要求,取样的部位、方向应注明。3.3试样缺口采用线切割加工成形,线切割槽最终宽度不大于0.15mm34试样工作部分表面应磨光,其表面粗糙度Ra值不大于0.8m,°4试验设备4.1本试验可在蠕变试验机和可实现周期加载或在相应载荷谐的试验机上进行。4.2试验机的载荷偏差±1%,偏心率10%,均按蠕变试验机要求。4.3为满足电位法测定裂纹的需要,对仪器的准确度等级及温度控制要求如下4.3.1仪器准确度等级应能正确反映0.1mm裂纹扩展量变化。4.3.2温度控制应符合表1规定。表1控制范围允许误差600~9009004.4加载点的位移测定装置采用引出炉外的装有千分表的夹式引伸器或差动变压器,加载点位移测定精度为1pm。试样夹具和销子需有足够高的强度和刚度,其系统的变形不大于总变形量的10%。4.5热电偶放置部位应能标志试样裂纹扩展方向的真实温度,试样上温度偏差为±3℃4.6在一般的蠕变试验机上安装一个交变载荷装置,即可进行如图4所示波形的变载试验4.7在图4波形中,△t趋近于零,升降载荷时间小于10s,初载荷为总载荷的10%°载△荷时间a)高温疲劳JB/T8189-1999交变载荷交变栈荷时间b)蠕变一疲劳交互c)蠕变一疲劳交互时间图4变载波形5试验程序5.1试验前准备工作:51.1测量试样原始尺寸和裂纹长度,并加以记录。512将测定裂纹扩展用的引出导线焊接在试样上,焊接时必须保证导线与试样接触良好。导线应采用抗氧化性好、电阻小的材料。513试样安装前必须在清洗机上清洗,清除试样线切割槽内的污杂物或铁屑。51.4测定裂纹扩展长度与电位之间关系标定曲线5L5高温直流电位法测量仪器和仪表需符合下列要求:自动电位差计基本误差不超过测量范围的±0.5%;数字记录电压表或电位差计准确度等级为0.1级;数据放大器准确度为士0.1%5.1.6电流和电位引出线接点位置应能灵敏地反映裂纹长度0.1mm的变化。在同批试样中接点位置要基本保持一致,接点位置如图5所示。⊕O—电流输入接点●—信号输出接点图5试样接线示意图JB/T8189-19995.2试样载荷计算:5.2.1紧凑拉伸试样K=n×Bw………2P(2W+a)………(2)x跨·垂,非垂,,击,,d,r=296-185.5(评)+6557(W)2-1017.0(W)+6389(W52.2单边缺口平板拉伸试样K1=r×B(4)2P(2W+a)BOW-B2……(5)n+}×跨………………………(6)r2=1.99-0.41()+18.7()2-38.48()2+5385(诉)5.2.3C型试样…(7f(6)×(1+1.54G)+0.5)×[1+0.22(1-w)打×(1R。需=1823()+-106.()+3.7)+369.1)适用范围0.3