GB/T38338-2019
炭素材料断裂韧性测定方法
Testmethodforfracturetoughnessofcarbonmaterials
- 中国标准分类号（CCS）Q51
- 国际标准分类号（ICS）29.050
- 实施日期2020-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数7页
- 文件大小783.58KB
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炭素材料断裂韧性测定方法
国家标准 GB/T38338一2019 炭素材料断裂韧性测定方法 Testmethodforfracturetoughnessofearhon materials 2019-12-10发布 2020-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/38338一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由钢铁工业协会提出
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:中钢集团新型材料浙江)有限公司、安徽弘昌新材料有限公司、平煤神马集 团开封炭素有限公司冶金工业信息标准研究院、常州鑫能材料检验检测有限公司大同宇林德石墨新 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
GB/38338一2019 炭素材料断裂韧性测定方法 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
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
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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 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1 断裂韧性fracturetoughness K 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 影像刮量仪;稍度0olmm.具有适道放大功能的其他渊量仪器也可 4.4干燥箱:具有自动调温装置,能保持温度在105c110c
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、下支点辗可以自由滚动,辑直径为样品高度的0.75倍1.5倍
GB/T38338一2019 压力" 上丈点 >H 下支点拟 底座 支点跨度 一->3/ 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士0.1mm)×(宽)(15mm士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/T38338一2019 单位为毫米 O.O25 O.02E 200土0.1 15士0.05 20士0.05 100士0.1 O.05回 2督 心 30'王公 30"土2” 0.45O.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欧率及微裂纹(Mon ),因此预期槽加工底部尖端为自然裂纹是有可能的
orowsik)， 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 200mm×20mm×15mm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士0.05mm
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0.8Mm. mm 图4样品槽示意图
GB/T38338一2019 6 试验步骤 6.1试样应在105~110C干燥箱内烘干2h,然后贮存在干燥器内,冷却至室温备用
6.2长度(L),高度(H,宽度(w)检测:沿试样长度测2次,高度、宽度方向各测3次,取平均值
6.3槽口检测:用影像测量仪分别测得深度宽度、尖端角度及弧度半径
6.4夹具及装载符合4.5的要求
6.5将测试样品槽口向下,并对准支撑跨度的中心位置及上压头,可借助在样品和夹具上划线等方 式实现 6.6试验机加载速率为0.05mm/min~0.1mm/min,试样的载荷-位移曲线应显示其稳定抗裂纹扩展 过程,见图5
160 140 O 100 80 60 40 20 0.60." 0.0 0.2 0.3 0.4 0.5 位移/mm 图5稳定的裂纹扩张行为曲线示意图 结果计算 试样断裂韧性(Ke)按式(1)计算 .S10" 3(a/H)1 K Ic=g 3 L-4H丽 WH 式中: =A十Ai(a/H)十A.(a/H)'十A.(a/H'十A.(a/H)'十A.,(a/H,系数见表1(A
,A g ,A,A，和A
为该多项式系数); A" 断裂韧性,单位为二分之一次方兆帕米[(MPam)12] Kc ？ 试样测试时加载的最大压力,单位为牛顿(N). 试样糟口深度,单位为米(m) S 支点跨距,单位为米m); w 试样宽度,单位为米(m); 试样高度,单位为米(m). H 测量结果转化单位后代人公式计算,结果保留小数点后两位,数值修约按GB/T8170的规定进行
GB/38338一2019 表1多项式系数 S/H 系数 1.9109 1.923o 1.9322 1.9472 l.938l -5.1552 -5.1389 -5.1007 -5.0947 5.0247 A A 12.6880 12.6194 12.3621 12.3861 11.8954 A -19.5736 -19.5510 19.0071 -19.2142 18.0635 A 15.9377 15.9841 15.4677 15.7747 14.5986 A -5.1454 5.1736 4,9913 -5.1270 -4.6896 试验报告 8 试验报告应包括下列内容: 委托单位; a b 试样编号、名称及规格 试验条件 c ) 试验结果 试验单位; ee fD 试验人员 试验日期; g h)试验方法
炭素材料断裂韧性测定方法GB/T38338-2019
炭素材料在工业制造中应用广泛，其力学性能是评估其质量的重要指标。其中断裂韧性是衡量材料抗裂纹扩展和破坏的重要参数。为了保证炭素材料的质量，需要对其断裂韧性进行准确测定。
GB/T38338-2019标准规定了炭素材料断裂韧性的测定方法，主要包括三种试验方法：单根梁法、双支承梁法和SENB（Single Edge Notched Beam）法。
单根梁法是在一端固定，其他部分自由悬挂的梁上施加载荷，通过测量材料的位移、载荷等参数来计算其断裂韧性。
双支承梁法与单根梁法类似，不同之处在于其两端都被支撑。通过对比载荷-位移曲线来确定炭素材料的断裂韧性。
SENB法是将试样切割成标准尺寸的梁形，并在其一侧开一个缺口。通过测量载荷与位移数据以及缺口尖端长度等参数，计算炭素材料的断裂韧性。
需要注意的是，在进行炭素材料断裂韧性测定时，应根据具体情况选择合适的试验方法，并按照GB/T38338-2019中的规定进行实验，确保测定结果的准确性和可靠性。
