Page 26 - 理化检验-物理分册2024年第十期
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周伯谋，等：GB/T 38822—2020标准解读
热的方法对DD6单晶合金的高温蠕变/疲劳损伤性 院上海应用物理研究所牵头起草。GB/T 38822—
能进行试验研究，发现DD6单晶合金的高温蠕变/ 2020包括引言、 范围、规范性引用文件、术语和定义、
疲劳性能存在明显的方向性，同时在高温条件下，蠕 符号和说明、试验原理、设备、试样、试验程序、试验
变损伤对试件破坏起重要作用，蠕变与疲劳的交互 报告和参考性附录等部分。与美国标准相比，中国
[3]
作用会大大缩短材料的循环寿命。毛雪平等 则对 标准对试样的加工过程进行了详细的规定，因为试
30Cr1Mo1V钢转子蠕变-疲劳交互作用下的应力松 样加工过程对试样表面的粗糙度和残余应力都有影
弛现象及应变-寿命规律进行了研究。大量的研究 响。同时，将试样加工精度与试样直径相关联，使同
表明，蠕变对材料的疲劳寿命有巨大影响 [4-10] 。 轴度与GB/T 2039—2012《金属材料 单轴拉伸蠕
在美国机械工程师协会编制的《核设施设计建 变试验方法》的规定一致。
造规则 高温力学分卷》中，给出了304和316不锈钢、 3 GB/T 38822—2020的主要技术要点
800H钢、9Cr1MoV钢的评定蠕变-疲劳损伤的包络
3.1 术语和符号
线。蠕变-疲劳交互作用使得304和316不锈钢的许
针对蠕变-疲劳试验的特点， 定义了以下术语。
用疲劳寿命较不存在蠕变的情况缩短达到70%，而
（1）保载时间。蠕变-疲劳试验中，试验控制变
镍基合金800H钢在存在蠕变的情况下，其许用疲劳
寿命缩短了80%。开展蠕变-疲劳试验是获得蠕变- 量（应力、应变）在一个循环中保持不变的时间为保
载时间。保载时间通常位于拉伸和（或）压缩的应力
疲劳包络线的必要手段。
或应变峰值处，但也可位于循环内的其他位置。
2 不同标准体系概况 （2）循环周期。完成一个试验循环的时间为循
目前，国际、国内专门针对金属材料蠕变-疲 环周期。参数τ t 可分为保载（τ h ）和非保载（τ nh ）（即
劳试验的标准有两个，一个是美国试验与材料协会 稳态和动态）分量，其中总周期时间是保载时间和非
制定的ASTM E2714-13《蠕变疲劳试验的标准试 保载时间之和。
验方法》，另一个就是我国制定的国家标准GB/T （3）裂纹形成。当裂纹在试样中萌生并扩展时，
38822—2020《金属材料 蠕变-疲劳试验方法》。 裂纹已经形成。
2.1 美国标准 （4）应力范围。最大应力与最小应力之间的差
标准ASTM E2714-13由美国材料与试验协会 值为应力范围。对于蠕变-疲劳试验，最大和最小应
组织编写和制定。该协会总结了欧美国家蠕变-疲 力之间的差值称为“峰值应力范围”。对于应变控制
劳试验的经验，并组织了数次研讨会。美国材料 下的蠕变-疲劳试验，保载时间前后应力下降的范围
与试验协会于 2009 年和 2010 年先后发布了两个 称为“松弛应力范围”。
版本的蠕变-疲劳试验标准：第一个版本为ASTM （5） 非弹性应变范围。在循环期间的塑性应变范
E2714-09，涉及表征蠕变-疲劳裂纹形成的测试方法 围和保载时间内，蠕变应变范围的总和为非弹性应变
特性；而第二个版本ASTM E 2714-10则涵盖了蠕变 范围，其指的是在拉伸和压缩卸载过程中，应变轴交
疲劳裂纹生长特性。2010年11月，美国材料与试验 叉点与滞后回线的外推线性区域在应变轴上的距离。
协会组织了专门针对蠕变-疲劳试验的国际研讨会。 3.2 试验原理
该研讨会也是国际断裂大会（ICF）的讨论会，讨论了 为帮助标准的使用者理解和正确运用本标准
蠕变疲劳裂纹形成领域的最新研究、高温材料和结构 的试验结果，编写了试验原理。蠕变 -疲劳试验一
中的裂纹扩展。研讨会发布了技术专刊（STP）。在 般在高温下进行，此时材料本身往往同时存在蠕变
总结研讨会技术成果以及ASTM E 2714-09、ASTM 损伤和疲劳损伤。对于大部分材料来说，氧化会对
E 2714-10应用实践的基础上，制定了ASTM E2714- 裂纹的萌生和扩展产生影响。为了获得蠕变导致
13，该标准由引言、参考文件、术语和定义、应用及意 疲劳性能下降的数据以及疲劳导致持久寿命缩短
义、方程关系、设备、试验试样、试验程序、试验记录、 的数据，建议开展相应的疲劳试验和蠕变试验。附
试验报告、结果及偏差等部分组成。 录1给出了常用的描述蠕变-疲劳数据的经验公式。
2.2 中国标准 3.3 试验设备
标准GB/T 38822—2020由中国标准化管理委 试验设备是保证试验数据的准确性和可靠性
员会发布，由全国钢标准化委员会归口，中国科学 的重要保障。标准对试验设备的类型、功能和精度
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