GB/T 24522-2009 金属材料 低拘束试样测定稳定裂纹扩展阻力的试验方法

本标准规定了均匀金属材料低拘束裂纹体试样塑性变形在承受准静态加载时稳定裂纹扩展阻力δ5和ΨC的测定方法。紧凑拉伸试样和中心裂纹拉伸试样有缺口，采用疲劳的方法预制裂纹，在缓慢增加位移量的条件下进行试验。
本标准描述的试验方法涵盖那些不满足断裂性能尺寸不敏感的试样，例如尺寸相对单薄的紧凑拉伸试样和中心裂纹拉伸试样。
本标准给出了测定裂纹扩展阻力曲线（R曲线）的方法。按照GB/T 21143测定紧凑拉伸试样断裂韧度特征值，中心裂纹拉伸试样断裂韧度特征值的测定方法在附录D中给出。
裂纹扩展阻力的测定可以使用多试样法和单试样法。多试样法要求各名义上相同的试样加载一定程度的位移。韧性裂纹扩展量予以标记，随后打开试样测量裂纹扩展。只要能够满足准确度要求，基于卸载柔度法和电位法的单试样法也能够测量裂纹扩展。推荐的单试样法由GB/T 21143描述。无论哪种方法，目的是获得足够多的数据点充分地描述材料裂纹扩展阻力行为。
测定δ5相对简单易行。δ5的结果由阻力曲线表示，显示裂纹扩展特定极限范围的唯一性。远离该极限范围，紧凑拉伸试样的δ5阻力曲线显示了对试样宽度的强依赖性，而中心裂纹拉伸试样的δ5阻力曲线显示了对试样宽度的弱依赖性。
CTOA的试验测定很困难。临界CTOA由裂纹扩展一定程度后达到的稳定值表示。CTOA的概念可以应用于特大量的裂纹扩展，适用性超过现有δ5的应用范围。
两种裂纹扩展阻力的测定均适用于结构评估。δ5的概念是完整的，通过基于简单裂纹驱动力公式的现有评估步骤，可以应用于结构完整性问题。
CTOA的概念总的来讲更准确。在结构应用方面需要数值方法，如有限元分析。
研究表明两种试样加载到最大载荷时，CTOA和唯一的R曲线保持紧密联系。在δ5R曲线和临界CTOA之间建立分析的或数