ICS 77.040.10 H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T33812—2017
金属材料 疲劳试验 应变控制
热机械疲劳试验方法
Metallic material-Fatigue testing-Strain-controlled thermomechanical
fatigue testing method
(ISO12111:2011,MOD)
2017-12-01实施
2017-05-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T33812-—2017
目 次
前言引言
范围规范性引用文件
1
2 3 术语和定义 4 符号
试验装置 6 试样 7 试验程序， 8 试验结果表达 9 试验报告附录A（资料性附录） 典型图形· 附录B（资料性附录） 测定弹性模量参考文献
5
.
11 16 16
18 21 22 GB/T33812—2017
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用ISO12111：2011(E)《金属材料疲劳试验应变控制热机械疲
劳试验方法》（英文版）。
本标准在结构上与国际标准一致，内容上对国际标准在以下方面进行了修改和补充，并在正文中它
们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。
在第1章增加了“注2：试验的温度一般不超过1200℃” 关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下： 。用注日期引用的等同采用国际标准的我国标准GB/T12160一2002代替不注日期引用的
-
相应国际标准ISO9513； ·增加了引用文件GB/T25917、JJG141、JJG351和JJG617；
删除了3.16的注；一第4章中增加了“平行长度”和“循环数”的符号，同时增加了弹性、非弹性和塑性的脚标说明
(见表1)；一增加了传感器和其相关的电器的校准的相关规定（见5.5）；一在6.1.2.7中增加了图5和图6。 本标准做了下列编辑性修改：为了便于使用，将第4章符号以表格的形式给出（见表1)，将6.1.2.2中典型试样尺寸以表格的
形式给出（见表2)，同时将ISO标准中的表1改为表3。 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：钢铁研究总院、北京航空材料研究院、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人：高怡斐、金磊、张仕朝、董莉。
I GB/T33812—2017
引 創言
构件受到热和机械同时作用的疲劳寿命常引起设计工程师的极大关注。研究材料承受热负荷和机械负荷同时作用性能的常用方法，是将关键材料元件的状态在单轴试样上理想化。试验的条件是循环过程在试验段理论上不变，温度和应变场由外部施加，控制它们的同时变化。这种试验被定义为“热机械疲劳试验”，常简称TMF。
为了确保试验结果的可靠性和不同实验室结果之间的一致性，遵照统一标准的试验方法获取和采集数据是非常必要的。
本标准同时对TMF数据的获取和表达方式提供建议。
= GB/T33812—2017
金属材料疲劳试验应变控制
热机械疲劳试验方法
1范围
本标准规定了应变控制下的单轴加载金属试样的热机械疲劳试验的要求，本标准适用于恒定机械应变和温度循环条件下，对应任意恒定的循环应变比和恒定的温度-机械应
变相位差的试验。
循环周次通常考虑低循环疲劳的范畴，即疲劳寿命N≤10°。 注1：附录A列出了最常用的循环类型示意图。 注2：试验的温度一般不超过1200℃。
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/T10623金属材料力学性能试验术语（GB/T10623—2008，ISO237182007，MOD） GB/T12160—2002单轴试验用引伸计的标定（ISO9513：1999，IDT） GB/T16825.1一2008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（ISO7500-1：2004，IDT）
GB/T25917轴向加力疲劳试验机动态力校准（GB/T25917—2010，ISO4965：1979，MOD） GB/T26077 7金属材料疲劳试验轴向应变控制方法（GB/T26077—2010，ISO12106：2003，
MOD)
JJG141 工作用贵金属热电偶 JJG351 工作用廉金属热电偶 JJG617 数字温度指示调节议
3术语和定义
GB/T10623和GB/T26077界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
应力stress a F：/A。定义为应力，这里F：是瞬时力，A。是室温下的原始横截面积。
3.2
原始标距 original gaugelength Lo 在室温和零应变下，引伸计测量点之间的试样长度，注：本定义避免了由于热膨胀和冷收缩引起标距长度的连续变化带来的复杂性。
1 GB/T 33812—2017
3.3
标距 gauge length L 引伸计测量点之间试样的瞬时长度。
3.4
应变 strain E AL/L。定义为应变，△L是长度的变化量，L。是室温下测得的标距。
3.5
总应变 total strain E tot 机械应变与热应变的代数和：Etot=E十e
3.6
热应变 thermal strain Eth 由于温度变化产生的自由膨胀对应的应变。
3.7
机械应变 mechanical strain Em 独立于温度，并与试样上施加的力有关的应变。
3.8
弹性应变 elastic strain Ee 应力除以与温度相关的杨氏模量得到的应变分量。
3.9
非弹性应变 inelastic strain Ein 机械应变减去弹性应变的应变分量。
3.10
循环cycle 应变-温度-时间型式周期重复的最小部分。
3.11
最大maximum 一个循环内变量的最大代数值。
3.12
最小minimum 一个循环内变量的最小代数值。
3.13
平均mean 一个变量最大和最小代数和的一半。
2 GB/T33812—2017
3.14
范围 range 一个变量最大和最小的代数差
3.15
幅值 amplitude 变量范围的一半。
3.16
疲劳寿命 fatigue life N: 达到失效判据时经历的循环数。
3.17
滞后迥线 hysteresis loop 一个循环中应力-机械应变响应的闭合曲线。
3.18
机械应变比 mechanical strain ratio R. 最小机械应变除以最大机械应变的值。
3.19
相位角 phase angle Φ 温度应变与机械应变之间的相位差角，定义以温度循环的相位为基准。 注：相位角以度表示。了 正的相位角（0°<Φ<180°)表示机械应变最大值迟于温度最大值。
4符号
表1中规定的符号适用于本文件。
表1符号、名称及单位
名称
单位 mm mm GPa mm mm 周,cycle 周，cycle
符号· D 2 E Lo Le N N: R. 6 T
被夹持的试样端部的直径试样标距部分的圆柱直径弹性模量，杨氏模量
原始标距平行长度循环数疲劳寿命
机械应变比=8mia/emx
应力温度
MPa ℃
3 GB/T 338122017
表1(续) 名称参数的范围应变相位角
单位
符号· 4 E d ：本标准所使用上述符号时如带下脚标含义如下： e-elastic弹性 m一mechanical机械 max一maximum最大 min一minimum最小 in—inelastic非弹性 P—plastic塑性 th—thermal 热 tot—tottotal总
mm/mm，%
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试验装置
5.1 试验机 5.1.1 概述 5.1.1.1 试验应在平稳起动且力过零时无反撞的拉压试验机上进行。试验机可以是液压、电子或机械加载的，并应能按照指定的波形控制应变和测量力。 5.1.1.2横梁处于工作位且加载链准确对中（平行和同心）时，载荷机架应有较高的侧向刚度。 5.1.1.3整个加载链（包括力传感器、拉杆/夹具和试样）应有较高的侧向刚度以减小试样的弯曲。 5.1.2 测力系统 5.1.2.1. .测力系统，包括力传感器、调节器和读出装置，试验系统在试验过程的预期力值范围应符合 GB/T16825.1一2008准确度1级的要求。
注：1级要求显示的力值误差不应超过校验范围读数的士1%。
5.1.2.2力传感器应适合于试验过程中施加的力。 5.1.2.3力传感器应能够进行温度补偿，且零点漂移或温度敏感度的变化不超过满量程的0.002%/℃。 试验过程中应维持温度补偿在此范围内。 5.1.3试样夹持装置 5.1.3.1夹持装置在试验过程中传递循环力值给试样应没有反撞间隙，其几何特性应能确保同轴度满足5.1.4的要求。
注：最好的设计方案是尽量将机械连接数降到最小。 5.1.3.2夹持装置应确保一系列后续试样同轴度的重复性。 5.1.3.3夹持装置的材料应选择在整个试验条件范围都能够正常工作的材料。
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