鋼軌平面應變斷裂韌性KIC試驗方法

1、YB/T XXXX-201X附錄 E（規(guī)范性附錄）鋼軌平面應變斷裂韌性KIC 試驗方法E.1 試驗方法除本標準中的規(guī)定外，該項試驗的其余內容均應按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 試驗數(shù)量對每個樣軌至少取5 個試樣進行試驗。E.4 試驗條件在溫度為15 25 ，應力比大于0，小于 0.1, 載荷頻率范圍為15 Hz 120 Hz 的條件下預制疲勞裂紋。預制裂紋最終長度與試樣寬度比為0.45 0.55 ，裂紋

2、在擴展到最終1.25 mm 時的1/21/2最大應力強度因子（Kmax）應在 18 MPa·m 22 MPa· m 范圍內。用控制位移方式對單邊缺口三點彎曲試樣加載，三點彎曲試樣的加載跨距（ S）為試樣寬度 （ W）的 4倍。試驗溫度為 -20± 2 , 可用點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試驗數(shù)據(jù)分析KQ值按GB/T 4161中的規(guī)定進行計算。除的要求外，應按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， PMAX/PQ應小于1.10 。對其他類型的曲線不規(guī)定PMAX/P Q的標準。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：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 0.25V 時試驗結果有效。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) 測量由載荷達到 PQ時出現(xiàn)的各次 pop -in 引起的裂紋張

4、開值， 通過測量每次 pop-in 開始與結束之間沿裂紋張開軸擴展的水平距離獲得。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 V1 - V1pi 0.25 V -( Vpi + V1pi) 時，試驗結果有效。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進行K值的有效驗證，即試樣厚度（）和裂紋長度（）應BaQ等于或大于2.5 (KQ/ Rp 0.2 ) 2，這里的 Rp0.2 是在斷裂試驗溫度為-20 時的屈服強度。YB/T XXXX-201XP荷

5、載IaIbIIaIIbIIcIIIIV位移 VOOOOOOO圖 E.3載荷 - 裂紋張開曲線E.6 試驗報告計算試驗結果和說明試驗過程中規(guī)定的條件時所需要的所有測量值都應加以記錄。E.6.2 應報告所有試驗結果，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系。E.6.3KIC 及 KQ* 的平均值和標準偏差均應按表E.1 規(guī)定的內容進行記錄。表 E.1IC 及*的平均值和標準偏差記錄表QKK鋼軌鋼0.2（-20

6、）IC 平均值IC 測量試樣標準偏差Q平均值Q測量試樣標準偏差RpKKKK牌號MPa1/2次數(shù)1/21/2次數(shù)1/2MPa·mMPa·mMPa·mMPa·mE.6.4 用于驗收的應是最少五個K 的平均值。當不能獲得5 個 K 值時，作為驗收用的K 平均值應ICICIC*，在這些結果中試驗數(shù)量應不少于10 個。所有K*值應滿足表8 的規(guī)定。包括 K或 KQICQ3YB/T XXXX-201X附錄 F（規(guī)范性附錄）鋼軌實物彎曲疲勞試驗方法F.1 適用范圍和試驗目的鋼軌及道岔鋼軌件需要進行實物彎曲疲勞試驗時，采用本試驗方法。本方法適用于各種軌型的實物鋼軌在彎曲

7、負荷作用下的疲勞試驗。鋼軌彎曲疲勞試驗在于取得交變應力作用下鋼軌的疲勞曲線及疲勞極限。F.2試驗條件試驗時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。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。鋼軌應力按式 F.1 進行計算：（F.1 ）式中：施加在鋼軌上的負荷，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，應力對稱循環(huán)系數(shù):試驗鋼軌斷裂時荷載的循環(huán)次數(shù)應從達到要求

8、負荷時算起。F.3 試樣F.3.1所有試樣應取自同一鋼軌，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 試驗機疲勞試驗機應由國家計量部門定期檢定。以靜力法檢查時，試驗機表盤示值允許偏差不大于± 1%。疲勞試驗機動荷載應進行標定。F.5 試驗及結果YB/T XXXX-201XF.5.1最高應力值到疲勞極限試驗應力值不少于6級。F.5.2第一根試樣應力值取鋼軌鋼的抗拉強度的0.2 0.4倍，以后的應力應根據(jù)前一應力引起試樣斷裂時的循環(huán)次數(shù)進行應力降低或增加，其幅度不超過30 MPa，最后的兩個應力差（即接近疲勞極限時），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)做過試驗但未斷裂的試樣在另一種應力下重新進行試驗。試驗時因故中途停歇試驗的試樣，其試驗數(shù)據(jù)僅作參考之用，在圖中以適當符號表示之。試驗結果必須采用試驗機標定校正后的數(shù)值。試驗資料