ICS77.040.10 CCS H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T42914—2023
铝合金产品断裂韧度试验方法
Test method for fracture toughness of aluminium alloy products
2024-03-01实施
2023-08-06发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T42914—2023
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义方法概述
1 5 6
试验条件仪器设备 6.1 试验机 6.2 疲劳预裂纹设备 6.3 引伸计 6.4 试验夹具 6.5 防翘曲装置平面应变断裂韧度试验方法 7.1 试样 7.2 测试步骤 7.3 试验数据处理 7.4 结果处理与结果表示 8平面应力断裂韧度试验方法 8.1采用中心裂纹试样的试验方法 8.2 采用紧凑拉伸试样的试验方法· 8.3 结果处理与结果表示 9试验报告： 9.1 平面应变断裂韧度试验.· 9.2平面应力断裂韧度试验附录A（规范性）引伸计线性度检验方法参考文献
L
15
18
20
22
22
31 34 34 34 35 36 38 GB/T 42914—2023
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国有色金属工业协会提出。 本文件由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)归口。 本文件起草单位：西南铝业（集团)有限责任公司、国标（北京）检验认证有限公司、有色金属技术经
济研究院有限责任公司、中铝材料应用研究院有限公司、东北轻合金有限责任公司、天津忠旺铝业有限公司、广西南南铝加工有限公司、有研工程技术研究院有限公司、上海航空材料结构检测股份有限公司、 山东南山铝业股份有限公司、中国兵器装备集团第五九研究所有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中南大学、上海交通大学。
本文件主要起草人：肖洪、吴磊、葛立新、陈杰、彭著军、钱维锋、胡天龙、宋子勋、韦修勋、闫丽珍、 刘建中、陈文、宋文城、王辉、注认、邓运来、徐济进
I GB/T42914—2023
铝合金产品断裂韧度试验方法
1范围
本文件描述了铝合金产品断裂韧度的试验方法本文件适用于铝合金轧制板材、挤压棒材、挤压板材、挤压管材、挤压型材和锻件产品的平面应变断
裂韧度和平面应力断裂韧度的测定。
规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T10623金属材料力学性能试验术语 GB/T12160一2019金属材料单轴试验用引伸计系统的标定 GB/T16825.1一2022金属材料静力单轴试验机的检验与校准第1部分：拉力和（或)压力试
验机测力系统的检验与校准
JJG475电子式万能试验机 JJG556车 轴向加力疲劳试验机 JJG762引伸计 JJG1063 电液伺服万能试验机
术语和定义
3
GB/T10623界定的术语和定义适用于本文件。
4方法概述
通过循环加载对带机加工缺口的试样预制疲劳裂纹，对带尖锐裂纹的试样施加垂直于裂纹平面的
拉力时，裂纹尖端会发生小范围的塑性变形，通常试样裂纹尖端塑性区包括内部的平面应变区与表面的平面应力区。若试样厚度足够小，平面应变区可忽略不计，裂纹尖端近似处于平面应力状态，可测得平面应力断裂韧度，平面应变区占比随着试样厚度的增大而增大，当试样厚度增大至一定程度时，裂纹尖端近似处于平面应变状态，可测得平面应变断裂韧度。断裂韧度试验分为两类：
平面应力断裂韧度试验：使用中心裂纹试样或宽度与厚度的比值大于4的紧凑拉伸试样测定铝合金材料的平面应力断裂韧度（Kc）、表观平面应力断裂韧度（Ksp）或裂纹扩展抗力强度因子(KR);
平面应变断裂韧度试验：使用宽度与厚度的比值在2～4之间的紧凑拉伸试样测定铝合金材料
1 GB/T 42914—2023
的平面应变断裂韧度（Kl），或在无法测定KI时，评定KI的条件值（K）是否可作为"批产放行K。”。
5 试验条件
试验温度：10℃～35℃。
6 仪器设备
6.1 1试验机
试验机应具有计算机数据采集系统，宜采用轴向加力疲劳试验机、万能试验机或拉力试验机：
轴向加力疲劳试验机应按JJG556进行校准，并满足JJG556规定的疲劳试验机计量特性要求；一方能试验机或拉力试验机的测力系统应按JJG475或JJG1063进行校准，试验机测力系统的
准确度应达到或优于GB/T16825.1—2022的1级
6.2 2疲劳预裂纹设备
疲劳预裂纹设备宜采用符合6.1规定的轴向加力疲劳试验机；采用其他设备时，设备的静态力示值
相对误差应在土1.0%范围内，静态力示值重复性相对误差应不大于1.0%。
注：疲劳预裂纹设备用于疲劳裂纹预制，试验机用于测定断裂韧度，两者可为同一台设备，也可为不同设备。 6.3 3引伸计 6.3.1引伸计系统按JJG762进行校准，测定平面应变断裂韧度时，引伸计准确度应达到或优于 GB/T12160一2019的1级；测定平面应力断裂韧度时，引伸计准确度应达到或优于GB/T12160 2019的2级， 6.3.2引伸计线性度应按附录A规定的方法定期检验，宜每周检验一次。 6.3.3引伸计与刀口之间的接触点应能在一定范围内自由转动，引伸计安装示意图见图1。
2 GB/T 42914—2023
110
45°~60
标引序号说明：
试样；
1- - 一 2——引伸计；
3 一引伸计悬臂凹槽。 引伸计悬臂凹槽根部的半径应在0.10mm0.15mm范围内
图1 引伸计安装示意图
6.4 试验夹具 6.4.1 紧拉伸试样可采用U型钩夹具（见图2）。
3 GB/T 42914—2023
0. 6/
0.3F±0.005W
0. 3F±0. 005W
[A
2000T M2000 12000 1
== II
= = 1 1
M200
(T
(79 °T
II 1
2
0年8
0. 25W±0.005W
4f9*0 Agzo
H -
2
RaQ%
2 O
o
0.025H
0, 51g- +9. 0152
_0. 25
0.25W
0.5W±0.005W
0. 050W
标引序号说明： W
试样宽度；加力杆螺纹大径；加力杆螺纹；加力平面。
D 1 2 夹具用销钉直径应为0.024W-8.005W，U型钩和销钉的硬度应不小于40HRC。 注：表面粗糙度Ra的单位为微米（μm），其他尺寸的单位为毫米（mm）。 为便于安装引伸计，可切去U型钩的边角。
图2适用于紧凑拉伸试样的U型钩夹具
6.4.2中心裂纹试样可采用多排螺栓夹具、单插销夹具或楔形夹具加载，宽度大于305mm的试样应使用多排螺栓夹具或楔形夹具。夹具与试样接触面的表面粗糙度（Ra）应不大于0.8um。图3给出了适用于中心裂纹试样的多排螺栓夹具示例。 GB/T42914—2023
单位为毫米
400
200
550
007
1
12
+ + 由 由 + O
Φ $ @ Φ 由
d 由 + 由 由
st 中 5
E
立
+ + + + + + + + 0 0 + + + d + O
电 E
电
50
5
标引序号说明：
夹具；试样；
2
CL 试样宽度中心线、夹持系统中心线，
图3多排螺栓夹具图示
6.5防翘曲装置
防翘曲装置应具备压力调整功能，可提供足够高的刚性约束，装置与试样接触面的表面粗糙度（Ra）应不大于0.8um。
7平面应变断裂韧度试验方法 7.1试样 7.1.1试样形状及尺寸 7.1.1.1 平面应变断裂韧度试验采用紧拉伸试样（见图4)，试样尺寸应符合图4规定[2<（W/B)≤4的
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