ICS 77.040.10 H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T38822—2020
金属材料 蠕变-疲劳试验方法
Metallic materialsCreep-fatigue test method
2020-06-02发布
2020-12-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T38822—2020
目 次
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件
1
术语和定义 4 符号和说明 5 试验原理
c
"5
设备 7 试样试验程序
6
6
10
9
试验报告附录A（资料性附录） 蠕变-疲劳寿命函数关系式参考文献
13 14 15 GB/T 38822—2020
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。 本标准起草单位：中国科学院上海应用物理研究所、华东理工大学、中国科学院金属研究所、上海发
电设备成套设计研究院有限责任公司、冶金工业信息标准研究院、上海海关工业品与原材料检测技术中心、上海交通大学、上海航空材料结构检测股份有限公司。
本标准主要起草人：周伯谋、王润梓、陆燕玲、邱建科、侍克献、董莉、周冶东、吴益文、田根起、张显程、 李德辉、董安平、涂善东、侯慧宁。
- GB/T 38822—2020
引
高温环境下工作的机械构件有可能同时产生蠕变损伤和疲劳损伤，在设计服役期内存在蠕变和疲劳损伤的构件应该考虑两种损伤的交互作用，即蠕变-疲劳交互作用。在某些工业领域（如核电、航空、 机械工程），研究材料的长期蠕变-疲劳性能对工程研究和应用十分重要，
为了明确不同实验室试验数据的可靠性和一致性，需对遵从本标准某些关键点的试验数据进行收集。
二 GB/T38822—2020
金属材料 蠕变-疲劳试验方法
1范围
本标准规定了金属材料端变-疲劳试验方法的术语和定义、符号和说明、试验原理、试验设备、试样
试验步骤、试验记录和试验报告。
本标准适用于光滑圆形截面试样恒定应力幅、恒定应变幅条件下的单轴蠕变-疲劳试验。
规范性引用文件
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下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注目期的引用文件，仅注目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/T 12160 金属材料单轴试验用引伸计系统的标定 GB/T16825.1 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
GB/T 22315 金属材料 弹性模量和泊松比试验方法 GB/T 25917.1 单轴疲劳试验系统第1部分：动态力校准 GB/T 26077 金属材料疲劳试验轴向应变控制方法 GB/T 34104 金属材料试验机加载同轴度的检验 JJF1637 廉金属热电偶校准规范 JJG 141 工作用贵金属热电偶 JJG 556 轴向加力疲劳试验机 JJG 617 数字温度指示调节仪
术语和定义
3
GB/T26077界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
保载时间 Jholdtime Th 变-疲劳试验中，试验控制变量（力、应变）在一个循环中保持不变的时间。保载时间通常位于拉
伸和/或压缩的力或应变峰值处，但也可位于循环内的其他位置。 3.2
总循环周期 total cyclic period t, 完成一个试验循环的时间注：，是保载时间（）和非保载时间（）（即稳态和动态）之和
3.3
裂纹形成 crackformation 裂纹在试样中萌生并扩展的过程。
1 GB/T38822—2020
3.4
初始弹性模量 initial modulus of elasticity E. 在第一个循环周次期间内的弹性模量
3.5
第N周次的弹性模量 modulus of elasticity at cycle N E 第N个循环滞后迥线中，峰值拉伸应力后的卸载模量（见图1中的E）和峰值压缩应力后的卸载
模量（见图1中的Ec）的平均值。 3.6
应力范围 stress range Aa 最大应力与最小应力之间的差值注：对于蠕变-疲劳试验，最大和最小应力之间的差值称为“峰值应力范围”。对于应变控制下的蜻变-疲劳试验，保
载时间前后应力下降的范围称为"松弛应力范围"［见图1b)。
3.7
非弹性应变范围 inelastic strain range Aein 循环期间塑性应变范围和保载时间内蠕变应变范围的总和。 也是在拉伸和压缩卸载过程中，应变
轴交叉点与滞后迥线的外推线性区域之间在应变轴上的距离，见图1。
符号和说明
4
本文件所使用的符号和说明见表1。
表1符号和说明
符号 d D. E E. EN Et Ec L Lo L: N N: X: X,
说明
单位 mm mm MPa MPa MPa MPa MPa mm mm mm
圆柱试样标距段直径夹持端直径弹性模量初始弹性模量第N周次的弹性模量拉伸模量压缩模量平行标距段长度初始平行标距段长度刚性装夹系统中上下夹具的垂直距离循环周次试样失效的循环周次理想刚性系统中加力装置或夹具的侧向偏差由夹具的角度偏差所造成的侧向间隙
mm mm
2 GB/T38822—2020
表1(续) 说明
符号 X: 1 N T T:
单位 mm mm S ℃ ℃ Hz
非刚性系统中试样链的装配偏差或作动器在轴承间的侧向间隙过渡段圆弧半径（从试样平行段到夹持端）时间试验温度显示的试样温度循环的频率应变循环内的最大应变循环内的最小应变蜻变应变范围(见图1) 弹性应变范围塑性应变范围（见图1) 总应变范围（见图1) 非弹性应变范围（见图1) 应力循环内的最大应力（见图1) 循环内的最小应力（见图1) 应力范围见图1) 应力松弛范围（见图1) 夹具的角度偏差
w E m S min Ae Le. Aep Aet Aem 0 . me O min Ao Ao: 8
MPa MPa MPa MPa MPa (°)
5 试验原理
采用足够慢的循环频率[见图1a)或采用带保载的波形[见图1b）、c)]，在高温下对试样施加单轴循环载荷的方法，获得材料的蜻变-疲劳性能。 需要考虑氧化对端变-疲劳性能的影响，也可补充相应的疲劳和蠕变试验，以进 生一步获得蠕变对疲劳的影响或者疲劳对蠕变的影响
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4.
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AEp Aem Ae,
b) 有保载时间（应变控制）图1 应力-应变滞后迥线示意图
c）有保载时间（力控制）
a) 无保载时间
3 GB/T38822—2020
6设备
6.1 一般要求
变-疲劳试验设备一般包括试验机、引伸计、加热和温度测量系统以及循环计数器。 6.2试验机 6.2.1概述 6.2.1.1端变-疲劳试验机应符合GB/T16825.1和JJG556的要求。试验机可以是液压伺服式或电子式。试验机应能够平稳启动，且当试验力过零时试样不能发生过冲。试验机应有足够的侧向刚度及对中。 6.2.1.2 2试验机应能够在应变或力控制下执行图2所规定的一个或多个循环试验。对于无法实现保载试验的试验机，一般加载/卸载速率不高于0.001s-1。试验机的控制稳定性应保证控制变量的最大值和最小值的波动保持在应变（或应力）范围的1%以内。
α或8
0或
5或8
a或
或8
O
图2蠕变-疲劳循环波形示意图
6.2.2测力系统 6.2.2.1测力系统应适用于拉-压疲劳试验且具有足够的轴向和侧向刚度，其承载能力应满足试验需要，且测量准确度优于1%。 6.2.2.2测力系统应能够进行温度补偿，漂移量不超过满量程的0.002%℃-1。在试验过程中，测力系统的温度应保持在制造商规定的温度范围内。 6.2.3夹具及对中检查 6.2.3.1夹具应能够将循环力平稳传递至试样轴线上。上下夹具间的距离应尽可能小，以避免侧向失稳。设备的几何尺寸应能够良好对中。因此，应限制夹具组件的数量并尽可能减少机械配合面的数量。 6.2.3.2 夹具应能保证试样在安装过程中的可重复性。夹具应具有确认试样对中用的表面以及保证在
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