GB/T 21143-2025 金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法

ICS7704010

CCSH.22.

中华人民共和国国家标准

GB/T21143—2025

代替GB/T21143—2014

金属材料准静态断裂韧度的

统一试验方法

Metallicmaterials—Unifiedmethodoftestfordeterminationof

quasistaticfracturetoughness

ISO121352021MOD

(:,)

2025-10-31发布2026-05-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T21143—2025

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

符号和说明

4………………2

一般要求

5…………………5

稳定和非稳定裂纹扩展下的断裂韧度测定

6……………28

δa和Ja阻力曲线和稳定裂纹扩展下的启裂韧度δJδ和J的测定

7-Δ-Δ0.2BL、0.2BL、ii………………36

试验报告

8…………………43

测定结果的数值修约

9……………………46

附录资料性本文件章条编号与章条编号对照

A()ISO12135:2021………………47

附录资料性本文件与技术差异及其原因

B()ISO12135:2021……48

附录资料性δ和J的测定及钝化线标定

C()ii…………49

附录资料性卸载柔度法和电位法指南

D()……………53

附录资料性载荷分离法指南

E()………………………68

附录资料性剖面法测定值

F()CTOD………………75

附录规范性裂纹面的取向

G()…………78

附录资料性应力强度因子和柔度关系

H()……………79

附录资料性在三点弯曲试验中的加载线位移q的测量

I()…………83

附录资料性方程的推导

J()pop-in……………………87

附录资料性确定V及U的分析方法

K()pp……………88

附录资料性试验报告示例

L()…………89

附录规范性裂纹扩展数据的拟合见参考文献

M()([44])……………96

参考文献

……………………97

Ⅰ

GB/T21143—2025

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件代替金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法与

GB/T21143—2014《》,GB/T21143—

相比除结构调整和编辑性改动外主要技术变化如下

2014,,:

增加了焊接材料采用说明见第章

———GB/T28896(1);

增加了符号FFFFFKη及其说明见第章年版

———CMOD、CTOD、d、L、m、Q、u、J0.2BL、M、p(4,2014

的第章

4);

更改了δJ的计算公式见和年版的和

———0、0(6.3.46.4.4,20146.3.46.4.4);

更改了a的要求范围及上边界J和δ的计算公式见和年版

———Δmaxmaxmax(7.4.2.2、7.5.1.17.5.2.1,2014

的和

7.4.2.2、7.5.1.17.5.2.1);

增加了由J换算K的换算公式见

———0.2BLJ0.2BL(7.6.1.6)。

本文件修改采用金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法

ISO12135:2021《》。

本文件与相比在结构上有较多调整两个文件之间的结构编号变化对照一览表

ISO12135:2021,。

见附录

A。

本文件与相比存在较多技术差异在所涉及的条款外侧页边空白位置的垂直单

ISO12135:2021,,

线进行了标示这些技术差异及其原因一览表见附录

(|)。B。

本文件做了下列编辑性改动

:

在注中增加了装置硬度大于试样硬度见图图

———(10~12);

更正了公式的编辑性错误见

———(35)(7.3.1);

增加了钝化线标定的内容见

———(C.1、C.5);

增加了直通型缺口紧凑拉伸试样柔度法计算裂纹长度的柔度公式见

———(D.5.3);

增加了旋转半径R的计算公式及适用不同加载位置和试样类型的计算公式见

———(D.5.5.1、

D.5.5.2);

更改了旋转修正的公式见

———(D.5.5);

更改了初始裂纹长度的计算公式见

———(D.6.2);

增加了资料性附录载荷分离法指南见附录

———“”(E);

增加了资料性附录剖面法测定值见附录

———“CTOD”(F);

更改了直通型缺口和台阶型缺口紧凑拉伸试样的柔度计算公式见附录

———(H);

增加了三点弯曲试样采用裂纹嘴张开位移计算U的公式见

———p(K.5)。

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

。。

本文件由中国钢铁工业协会提出

。

本文件由全国钢标准化技术委员会归口

(SAC/TC183)。

本文件起草单位钢研纳克检测技术股份有限公司冶金工业信息标准研究院西南交通大学中机

:、、、

试验装备股份有限公司深圳三思纵横科技股份有限公司二重德阳重型装备有限公司力试上海

、、()、()

科学仪器有限公司深圳万测试验设备有限公司国标北京检验认证有限公司苏州热工研究院有限

、、()、

公司首钢集团有限公司宝山钢铁股份有限公司中国船舶集团有限公司第七二五研究所

、、、。

本文件主要起草人刘涛高怡斐蔡力勋侯慧宁孙鹏刘杰江辉王斌黄星刘月娇陈志林

:、、、、、、、、、、、

邱宇方健高宇昊董莉包陈孙朝远马利飞夏咸喜惠亚军陈沛董海涛熊俊珍郭碧城

、、、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T21143—2025

本文件所代替文件的历次版本发布情况为

:

———GB/T2038—1980,GB/T2038—1991;

———GB/T2358—1980,GB/T2358—1994;

———GB/T21143—2007,GB/T21143—2014。

Ⅳ

GB/T21143—2025

金属材料准静态断裂韧度的

统一试验方法

1范围

本文件描述了均匀金属材料在承受准静态加载时关于Kδ和J的断裂韧度和阻力曲线的试验方

、

法试样包含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开展试验断裂韧度由独立

。,,。

试样在延性裂纹扩展延性裂纹扩展失稳或发生非稳定裂纹扩展时或之后的状态确定当裂纹扩展表

、。

现为延性撕裂条件下的稳定扩展时能测定断裂韧度与裂纹扩展量关系的阻力曲线对某些铁素体材

,。

料进行试验时可能发生解理导致的非稳定裂纹扩展或延性裂纹的萌生和扩展被解理扩展打断裂纹

,。

拘束条件不在本文件讨论范围内补充了对焊接材料的特殊试验要求和数据处理程序

。GB/T28896。

注试验结果的统计差异与断裂类型有关如由铁素体钢解理断裂得到的断裂韧度值会波动对于需要高可靠

:。,。

性的情况在参考文献中给出了延性脆性转变区域定量表征断裂韧度值波动的处理方法本文件不对此

,[4]-。

情况下的试验数量和试验结果的应用和理解做进一步说明

。

2规范性引用文件

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

。

数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T8170

金属材料单轴试验用引伸计系统的标定

GB/T12160(GB/T12160—2019,ISO9513:2012,

IDT)

金属材料静力单轴试验机的检验与校准第部分拉力和或压力试验

GB/T16825.11:()

机测力系统的检验与校准

(GB/T16825.1—2022,ISO7500-1:2018,IDT)

金属材料试样轴线相对于产品织构的标识

GB/T20832(GB/T20832—2007,ISO3785:2006,

IDT)

金属材料焊接接头准静态断裂韧度测定的试验方法

GB/T28896(GB/T28896—2023,

ISO15653:2018,MOD)

引伸计检定规程

JJG762

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

应力强度因子stressintensityfactor

K

对于均匀线弹性体的弹性应力场的大小

。

注应力强度因子是施加力试样尺寸几何形状和裂纹长度的函数

:、、。

1