ASTM E466-2015 金属材料力控制恒定振幅轴向疲劳试验标准规程-中文完整版.docx

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ASTME466-2015金属材料力控制恒定振幅轴向疲劳试验标准规程

ASTME466-2015

金属材料力控制恒定振幅轴向疲劳试验标准规程

金属材料力控制恒定振幅轴向疲劳试验标准规程

本标准以固定标号E466发布；标号后面的数字表示最初采用的年份，或如有修订，则表示上次修订的年份。圆括号内的数字代表上次重新批准的年份。上标字母（ε）表示从上一次修订或重新批准有编辑上的修改。

范围

本规程包括进行力控制轴向疲劳试验的程序，适用于获得处于疲劳状态的金属材料的疲劳强度，其中在初始加载和整个试验过程中主要为弹性应变。本规程仅限于在室温空气中承受恒定振幅、循环应力的无缺口试样和缺口试样的轴向疲劳试验。本规程并不用于构件或零件的轴向疲劳试验。

注1 —下列文件，虽然文中没有直接引用，但认为足够重要而列于本规程中：E739线性或线性应力寿命（S-N）及应变寿命（ε-N）疲劳数据的统计分析规程STP566疲劳试验手册

STP588疲劳实验的统计规划和分析手册

STP731中值疲劳极限的估计表

引用文件

ASTM标准：

E3金相试样制备指南

E467轴向疲劳试验系统中恒定振幅动态力验证规程E468金属材料恒定振幅疲劳试验结果的表述规程E606/E606M应变控制式疲劳试验的试验方法

E739线性或线性应力寿命（S-N）及应变寿命（ε-N）疲劳数据的统计分析规程

E1012在拉伸和压缩轴向力作用下试验支架和试样对中的验证规程

E1823疲劳和断裂试验的相关术语

术语

定义：

本规程所用术语应为E1823中定义的术语。

意义和应用

轴向力疲劳试验用于确定材料、几何形状、表面状态和应力等变化对金属材料在相对大量循环中承受直接应力的疲劳抗力的影响。研究结果也可作为选择在重复直接应力条件下使用的金属材料的指南。

为了验证使用本规程产生的基本疲劳数据的可比性、可重复性和实验室之间的相关性，从统计学的观点来看，进行一轮循环的测试程序可能是有利的。要做到这一点，就需要控制或平衡那些通常被视为妨害性的变量；例如，硬度、洁净度、晶粒大小、成分、方向性、表面残余应力、表面光洁度等。因此，在进行这种类型的程序时，必须预先定义和保持一致性，尽可能合理地使用尽可能多的变量，同时尽可能节省和谨慎。应报告所用的所有材料变量、试验信息和程序，使结果的相关性和再现性认为是相当好的现行试验规程。

只有当试样试验条件真实地模拟使用条件，或有明确定义的计算使用条件的方法时，轴力疲劳试验结果才适合用于设计。

试样设计

所用试样的类型取决于试验程序的目的、设备型号、设备容量以及所用材料的形状。但是，试样的设计应满足下述一些基本要求：

试样的设计应使失效发生在试验截面（如图1和图2所示的减小区域）。确保试验截面失效的可接受面积比（试验截面积与夹持截面积之比）取决于试样夹持方法。螺纹试样可能难以对齐，当在本规程相关寿命状态中试验时，失效往往在这些应力集中处开始。需要注意的是，有锋利边缘的测量截面（即，正方形或矩形横截面）存在固有缺陷，因为锋利边缘上的晶粒滑移不受两侧相邻晶粒的限制。正因如此，如果材料形状有助于此结构，则首选圆形截面。夹持端相对于量规截面的大小和从量规截面到夹持截面之间的过渡半径，可能会导致过早失效，特别是在夹持截面发生微动磨损或半径太小的情况下。如果出现这种情况下，应参考引用文件（1）。

为了计算获得所需的应力要施加的力，对于等于或大于0.200in.（5.08mm）的尺寸，计算面积的尺寸应精确到0.001in.（0.03mm），小于0.200in.（5.08mm）的尺寸应精确到0.0005in.（0.013mm）。拟平行和垂直的截面应符合第8.2条的规定。。

注2—测量尺寸时假定试样表面光滑。如果表面不光滑，由于研究的是表面处理或表面条件，所以应按上面的描述测量尺寸，并报告尺寸的平均值、最大值和最小值。

试样尺寸

圆形横截面—圆形横截面试样可能为以下两种类型之一：

在试验截面与端部之间有切向混合圆角的试样（图1）—试验截面直径最好应在0.200in.（5.08mm）和1.00in.（25.4mm）之间。为确保试验截面失效，夹持横截面至少应是试验截面面积的1.5倍，但对于大多数材料和试样，至少为试验截面面积的4倍。混合圆角半径应至少为试验截面直径的8倍，从而使试样的理论应力集中系数Kt减至最小。试验截面的长度应约为其直径的2-3倍。对于压缩试验，试验截面的长度应约为其直径的2倍，从而使弯曲减至最小。

两端之间具有连续圆弧的试样（图3）—其曲率半径应不小于最小试验截面直径的8倍，从而使Kt减至