高温下非标构件应变循环测试方法

摘要

高温下工程材料和结构的应变循环破坏是制约高温装备可靠运行的主要方式，因而应变循环响应受到设计部门重点关注。国标GB/T 15248-2008(金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法)推荐的标准单轴疲劳试件可用于常规高温下材料应变循环测试，却难以实现高温下薄壁管材、薄片材料应变循环测试与分析。本文采用高温薄壁管材应变循环测试的自制专利夹具(ZL2009 2 0079962.5)解决了薄壁管测试中的失稳问题：针对薄片材料，采用漏斗试件实现了高温应变控制，避免了薄片材料循环失稳，同时提出了薄片局部应力应变和光滑圆棒试件循环应力应变的模拟方法。应用新方法对进口TP439管材和Zr-Sn-Nb合金薄片材料进行了高温应变循环试验研究。结果表明，新方法试验稳定性好，且裂纹均产生在试件中部。同时本文还给出了高温下进口TP439管材和Zr-Sn-Nb合金薄片材料的应变循环力学性能，如Mason-Coffin寿命预测模型、材料的循环软化和循环硬化指标等。