鋼軌平面應(yīng)變斷裂韌性KIC試驗(yàn)方法

1、YB/T XXXX-201X附錄 E（規(guī)范性附錄）鋼軌平面應(yīng)變斷裂韌性KIC 試驗(yàn)方法E.1 試驗(yàn)方法除本標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定外，該項(xiàng)試驗(yàn)的其余內(nèi)容均應(yīng)按GB/T 4161 執(zhí)行。E.2 試樣試樣取自鋼軌橫斷面，其位置見圖E.1 。試樣的厚度B=2 5mm，寬度 W=40 mm。單位為毫米試樣所有其他尺寸見GB/T 4161 2007。圖 E.1斷裂韌性試樣的取樣部位E.3 試驗(yàn)數(shù)量對每個(gè)樣軌至少取5 個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。E.4 試驗(yàn)條件在溫度為15 25 ，應(yīng)力比大于0，小于 0.1, 載荷頻率范圍為15 Hz 120 Hz 的條件下預(yù)制疲勞裂紋。預(yù)制裂紋最終長度與試樣寬度比為0.45 0.55 ，裂紋

2、在擴(kuò)展到最終1.25 mm 時(shí)的1/21/2最大應(yīng)力強(qiáng)度因子（Kmax）應(yīng)在 18 MPa·m 22 MPa· m 范圍內(nèi)。用控制位移方式對單邊缺口三點(diǎn)彎曲試樣加載，三點(diǎn)彎曲試樣的加載跨距（ S）為試樣寬度 （ W）的 4倍。試驗(yàn)溫度為 -20± 2 , 可用點(diǎn)焊到試樣上的非珠形熱電偶測量試樣溫度，位置見圖E.2 。為避免裂紋前部彎曲，建議采用GB/T 4161 中規(guī)定的人字缺口。1YB/T XXXX-201X單位為毫米缺口熱電偶放置在影線區(qū)域圖 E.2熱電偶在斷裂韌性樣上的放置位置E.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析KQ值按GB/T 4161中的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。除的要求外，應(yīng)按GB

3、/T 4161確定KIC是否有效。在與95的割線相交以前未發(fā)生pop-in時(shí)， PMAX/PQ應(yīng)小于1.10 。對其他類型的曲線不規(guī)定PMAX/P Q的標(biāo)準(zhǔn)。載荷裂紋張開曲線a、 b、 a、型（見圖E.3 ）的線性度按下述方法檢驗(yàn)：在恒定載荷0.8 P Q作用下測切線 OA與載荷裂紋張開曲線之間的距離（），在恒定載荷PV1Q作用下，測切線OA與載荷裂紋張開曲線之間的距離，當(dāng) 0.25V 時(shí)試驗(yàn)結(jié)果有效。VV1a) 在恒定載荷 0.8 PQ和 PQ的作用下，分別測切線 OA與荷載裂紋張開曲線之間的距離，并分別記作 V1 和V 。b) 測量由載荷達(dá)到 PQ時(shí)出現(xiàn)的各次 pop -in 引起的裂紋張

4、開值， 通過測量每次 pop-in 開始與結(jié)束之間沿裂紋張開軸擴(kuò)展的水平距離獲得。將0.8 PQ以下曲線發(fā)生 pop-in 的值和 0.8 PQ與 PQ之間曲線發(fā)生 pop-in 的值累加起來，并分別記為V1pi 和 Vpi 。c)當(dāng) V1 - V1pi 0.25 V -( Vpi + V1pi) 時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果有效。E.5.5線性度判據(jù)不適用于型載荷裂紋張開曲線。E.5.6對所有載荷裂紋張開曲線都應(yīng)進(jìn)行K值的有效驗(yàn)證，即試樣厚度（）和裂紋長度（）應(yīng)BaQ等于或大于2.5 (KQ/ Rp 0.2 ) 2，這里的 Rp0.2 是在斷裂試驗(yàn)溫度為-20 時(shí)的屈服強(qiáng)度。YB/T XXXX-201XP荷

5、載IaIbIIaIIbIIcIIIIV位移 VOOOOOOO圖 E.3載荷 - 裂紋張開曲線E.6 試驗(yàn)報(bào)告計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果和說明試驗(yàn)過程中規(guī)定的條件時(shí)所需要的所有測量值都應(yīng)加以記錄。E.6.2 應(yīng)報(bào)告所有試驗(yàn)結(jié)果，包括*是那些僅僅不能滿足下列條件之一或KIC 或者 KQ或者 KQ。這里 KQ以上的 KQ值：a) PMAX/P Q>1.1 ；b) 超過 2.5 (KQ/ Rp 0.2 ) 2 的判據(jù)；c) 不符合裂紋張開位移與載荷的關(guān)系。E.6.3KIC 及 KQ* 的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差均應(yīng)按表E.1 規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行記錄。表 E.1IC 及*的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差記錄表QKK鋼軌鋼0.2（-20

6、）IC 平均值IC 測量試樣標(biāo)準(zhǔn)偏差Q平均值Q測量試樣標(biāo)準(zhǔn)偏差RpKKKK牌號MPa1/2次數(shù)1/21/2次數(shù)1/2MPa·mMPa·mMPa·mMPa·mE.6.4 用于驗(yàn)收的應(yīng)是最少五個(gè)K 的平均值。當(dāng)不能獲得5 個(gè) K 值時(shí)，作為驗(yàn)收用的K 平均值應(yīng)ICICIC*，在這些結(jié)果中試驗(yàn)數(shù)量應(yīng)不少于10 個(gè)。所有K*值應(yīng)滿足表8 的規(guī)定。包括 K或 KQICQ3YB/T XXXX-201X附錄 F（規(guī)范性附錄）鋼軌實(shí)物彎曲疲勞試驗(yàn)方法F.1 適用范圍和試驗(yàn)?zāi)康匿撥壖暗啦礓撥壖枰M(jìn)行實(shí)物彎曲疲勞試驗(yàn)時(shí)，采用本試驗(yàn)方法。本方法適用于各種軌型的實(shí)物鋼軌在彎曲

7、負(fù)荷作用下的疲勞試驗(yàn)。鋼軌彎曲疲勞試驗(yàn)在于取得交變應(yīng)力作用下鋼軌的疲勞曲線及疲勞極限。F.2試驗(yàn)條件試驗(yàn)時(shí)鋼軌簡支于兩支座上，支距為1000 mm，軌頭向上，集中荷載施加于跨距中點(diǎn)。施加載荷的壓頭踏面曲線半徑為 420 mm± 5 mm，踏面寬度（垂直于鋼軌長度方向）應(yīng)大于軌頭寬度。壓頭硬度為 HRC 50 HRC60，表面光潔度不低于 4。鋼軌應(yīng)力按式 F.1 進(jìn)行計(jì)算：（F.1 ）式中：施加在鋼軌上的負(fù)荷，kg；鋼軌支距（本方法為1000mm）， mm；3上部斷面系數(shù)，mm（見表 A.1 ）。施加在鋼軌上的載荷為交變荷載，應(yīng)力對稱循環(huán)系數(shù):試驗(yàn)鋼軌斷裂時(shí)荷載的循環(huán)次數(shù)應(yīng)從達(dá)到要求

8、負(fù)荷時(shí)算起。F.3 試樣F.3.1所有試樣應(yīng)取自同一鋼軌，每組不少于10 根。F.3.2試樣長度不小于 1150 mm。F.3.3試樣表面不得有任何缺陷。F.4 試驗(yàn)機(jī)疲勞試驗(yàn)機(jī)應(yīng)由國家計(jì)量部門定期檢定。以靜力法檢查時(shí)，試驗(yàn)機(jī)表盤示值允許偏差不大于± 1%。疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)荷載應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。F.5 試驗(yàn)及結(jié)果YB/T XXXX-201XF.5.1最高應(yīng)力值到疲勞極限試驗(yàn)應(yīng)力值不少于6級。F.5.2第一根試樣應(yīng)力值取鋼軌鋼的抗拉強(qiáng)度的0.2 0.4倍，以后的應(yīng)力應(yīng)根據(jù)前一應(yīng)力引起試樣斷裂時(shí)的循環(huán)次數(shù)進(jìn)行應(yīng)力降低或增加，其幅度不超過30 MPa，最后的兩個(gè)應(yīng)力差（即接近疲勞極限時(shí)），不得大于10 MPa。以 200 萬次基數(shù)確定鋼軌疲勞極限。不允許利用曾經(jīng)做過試驗(yàn)但未斷裂的試樣在另一種應(yīng)力下重新進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)因故中途停歇試驗(yàn)的試樣，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)僅作參考之用，在圖中以適當(dāng)符號表示之。試驗(yàn)結(jié)果必須采用試驗(yàn)機(jī)標(biāo)定校正后的數(shù)值。試驗(yàn)資料