试验内容与结果表示详解

1.试验步骤

断裂韧度试验流程如图9-47所示。

图9-47 断裂韧度试验流程

2.试验后金相检查

（1）概述 对于SM试样，为了辨别疲劳裂纹尖端位置是否落在指定的显微组织区域之内，在试验之后应再次进行金相检查。方法是从试样上截取含有断裂面的切片，当检查热影响区试样时，应在焊缝一侧切下含有热影响区的切片。截取切片后，应根据有关规定进行分析，确认疲劳裂纹尖端位置的显微组织。WP试样试验后不要求进行切片金相检查。在脆性断裂情况下，如果已证实疲劳裂纹尖端落入特定显微组织区域之内，但这并不能保证解理裂纹一定启裂于该显微组织。为确认裂纹萌生部位的显微组织，（如有要求）或许有必要进行更进一步的切片与金相检查，以验证该组织就是脆性裂纹启裂部位。切片的切取方法、金相检查方法与pop-in的评定过程中所采用的方法类似。

（2）贯穿厚度缺口试样 按下列方法进行：

1）对于贯穿厚度缺口试样，切片应垂直断裂表面切割，截取位置距疲劳裂纹尖端的最大长度为2mm，并保证在试样厚度中心75%范围含有疲劳裂纹（B为试样厚度，对于侧开槽试样则为B_N），如图9-48所示。然后，对切片进行金相检查，以确定疲劳裂纹尖端是否位于特定显微组织范围之内。

图9-48 贯穿厚度缺口试样试验后金相检查切片的切取法

1—切片B 2—切片A 3—切口 4—疲劳裂纹尖端 5—机械缺口 6—待检测表面（抛光和腐蚀） 7—疲劳预制裂纹

2）切片金相检查是为了判断在试样厚度中心75%（B或者B_N）范围内，疲劳裂纹尖端部位是否为特定显微组织，并记录在试样厚度中心75%范围内特定显微组织区域的长度及其相应位置。

3）对于HAZ（热影响区）SM试样，试验前要进行宏观腐蚀和金相检查。图9-49和图9-50给出了紧邻柱状焊缝金属的HAZ显微组织数量的计算方法。图9-50显示了如何在试样厚度中心75%范围内的宏观金相切面（见图9-49）上绘制确定的特定显微组织分布图。在图9-50中沿着理想缺口线分布的各个SM特定显微组织块，其长度通常用λ表示。在试样厚度中心75%范围内，长度λ的百分比之和（∑λ）即为SM试样特定显微组织的百分数。

对于SM试件，当要求特定显微组织应出现在疲劳裂纹尖端附近时，按照图9-50所示的方法绘制显微组织分布图，并进行显微组织百分数统计。

图9-49 在宏观金相切面上紧邻柱状焊缝金属的HAZ理想缺口线

1—柱状焊缝金属 2—理想缺口线 3—柱状焊缝金属对应的热影响区(www.xing528.com)

图9-50 紧邻柱状焊缝金属的HAZ显微组织分布图

1—顶部 2—根部 3—指定的热影响区

注：指定的微观组织（在厚度的中心75%部位）。

图9-51 表面缺口试样试验后金相检查切片的切取方法

1—切口 2—机械缺口 3—疲劳预制裂纹 4—待检测表面（抛光和腐蚀）

（3）表面缺口试样 按下列方法进行：

1）如果试样发生解理断裂，那么需要采用适当的放大倍数对断裂面进行检查，以确定裂纹萌生的确切位置。应至少在靠近断裂裂纹萌生部位制取一个切片，切片平面应垂直于缺口表面与裂纹平面（见图9-51）。当仅发生裂纹稳定扩展时，切片应在疲劳裂纹尖端最深处截取。裂纹萌生位置的确定需要目测，有时也会借助于光学显微镜或扫描电镜进行观察确认。

2）切片金相检查用以确认疲劳裂纹尖端是否位于特定显微组织区域内。当特定显微组织区位于疲劳裂纹尖端前面时，这两者之间最小距离用s₁（s₁的测量准确度至少为±0.05mm，见图9-52a）表示。当特定显微组织区位于疲劳裂纹尖端的一侧时，两者之间最小距离用s₂（s₂的测量准确度也至少为±0.05mm，见图9-52b）表示。为了确定这些距离可能需要在断裂表面两侧截取切片。

图9-52 SM表面缺口试样s₁和s₂的测量

a）待测区域微观组织位于疲劳裂纹尖端前沿 b）待测区域微观组织位于疲劳裂纹尖端一侧1—焊珠 2—再热焊缝金属 3—疲劳裂纹尖端 4—再热焊缝金属 5—SM试样（待测区域微观组织）

（4）pop-in效应评定 当力下降和位移增加均不足1%时，该pop-in应忽略不计。

3.断裂韧度的表示

按GB/T 21143的规定进行断裂韧度的计算。