增材制造 金屬材料機械性能測試方法指南

1增材制造金屬材料機械性能測試方法指南本標(biāo)準(zhǔn)給出了增材制造金屬材料機械性能測試的現(xiàn)有測試方法及注意事項。本標(biāo)準(zhǔn)適用于指導(dǎo)增材制造從業(yè)人員依據(jù)現(xiàn)有測試標(biāo)準(zhǔn)開展增材制造金屬材料機械性能的測定。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T228.1－2010金屬材料拉伸試驗第1部分室溫試驗方法GB/T229－2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T230.1－2009金屬材料洛氏硬度試驗第1部分:試驗方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺)GB/T231.4－2009金屬材料布氏硬度試驗第4部分:硬度值表GB/T232－2010金屬材料彎曲試驗方法GB/T3075－2008金屬材料疲勞試驗軸向力控制方法GB/T4337－2015金屬材料疲勞試驗旋轉(zhuǎn)彎曲方法GB/T4340.1－2009金屬維氏硬度試驗第1部分:試驗方法GB/T4341.1－2014金屬材料肖氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T5319－2002燒結(jié)金屬材料（不包括硬質(zhì)合金）橫向斷裂強度的測定GB/T6398－2017金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法GB/T7314－2017金屬材料室溫壓縮試驗方法GB/T10128－2007金屬材料室溫扭轉(zhuǎn)試驗方法GB/T12443－2007金屬材料扭應(yīng)力疲勞試驗方法GB/T13239－2006金屬材料低溫抗拉試驗GB/T18449.1－2009金屬材料努氏硬度試驗第1部分:試驗方法GB/TGB/TGB/T19744－200519748－200521143－2014鐵素體鋼平面應(yīng)變止裂韌度KIa試驗方法鋼材夏比V型缺口擺錘沖擊試驗儀器化試驗方法金屬材料準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗方法GB/T21838.1－2008金屬材料硬度和材料參數(shù)的儀器化壓痕試驗第1部分:試驗方法GB/T22315－2008金屬材料彈性模量和泊松比試驗方法GB/T24522－2009金屬材料低拘束試樣測定穩(wěn)定裂紋擴展阻力的試驗方法GB/T24584－2009金屬材料拉伸試驗液氦試驗方法GB/T26076－2010金屬薄板（帶）軸向力控制疲勞試驗方法GB/T26077－2010金屬材料疲勞試驗軸向應(yīng)變控制方法GB/T33812－2017金屬材料疲勞試驗應(yīng)變控制熱機械疲勞試驗方法GB/T35351－2017增材制造術(shù)語HB7571－2017金屬高溫壓縮試驗方法2HB7623－1998金屬材料蠕變裂紋擴展速率試驗方法ISO12108－2018金屬材料疲勞試驗疲勞裂痕增長試驗ISO22889－2013金屬材料測定低限制條件下使用的樣品抗穩(wěn)定裂紋擴張的試驗方法ASTMB645－2015鋁合金線性彈性平面應(yīng)變斷裂韌性測試的標(biāo)準(zhǔn)實施規(guī)程（StandardPracticeforLinear－ElasticPlane－StrainFractureToughnessTestingofAluminumAlloys）ASTMB646－17鋁合金斷裂韌性試驗的標(biāo)準(zhǔn)實施規(guī)程（StandardPracticeforFractureToughnessTestingofAluminumAlloys）ASTMB647－10（2016）使用韋氏硬度計測試鋁及鋁合金壓痕硬度的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（StandardTestMethodforIndentationHardnessofAluminumAlloysbyMeansofaWebsterHardnessGage）ASTMB648－10（2015）使用巴克爾硬度計測量鋁合金硬度的試驗方法（StandardTestMethodforIndentationHardnessofAluminumAlloysbyMeansofaBarcolImpressor）ASTMB909－17非應(yīng)力消除鋁制品的平面應(yīng)力斷裂強度試驗的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)則（StandardGuideforPlaneStrainFractureToughnessTestingofNon－StressRelievedAluminumProducts）ASTME238－17a金屬材料的針型軸承測試的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（StandardTestMethodforPin－TypeBearingTestofMetallicMaterials）ASTME292－09材料斷裂時間的凹口張力試驗的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（StandardTestMethodsforConductingTime－for－RuptureNotchTensionTestsofMaterials）ASTME740－09裂縫檢測與表面裂紋拉伸試樣的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程（standardpracticeforfracturetestingwithsurface－cracktensionspecimens）ASTME1681－03（2013）測定金屬材料環(huán)境致裂的界限應(yīng)力強度因子的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（StandardTestMethodforDeterminingThresholdStressIntensityFactorforEnvironment－AssistedCrackingofMetallicMaterials）ASTME1875－13利用回聲共振測試動態(tài)楊氏模量、剪切模數(shù)和泊松比的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（standardtestmethodfordynamicyoungmodulus,shearmodulus,andpoissonratiobysonicresonance）ASTME1876－15利用振動的沖擊激磁產(chǎn)生動態(tài)模量、剪切模量和泊松比的試驗方法（StandardTestMethodforDynamicYoung'sModulus,ShearModulus,andPoisson'sRatiobyImpulseExcitationofVibration）ASTME2714－13蠕變疲勞試驗方法(StandardTestMethodforCreep－FatigueTesting)ASTME2760－16蠕變疲勞裂紋擴展試驗的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（StandardTestMethodforCreep-FatigueCrackGrowthTesting）ASTME2789－10（2015）微動疲勞試驗標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)則（StandardGuideforFrettingFatigueTesting）3術(shù)語和定義GB/T35351－2017界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4靜態(tài)力學(xué)性能4.1拉伸性能GB/T228.1－2010、GB/T13239－2006和GB/T24584－2009適用于采用增材制造工藝制備的試樣，但片狀、線狀和很小直徑的桿狀試樣較難通過增材制造方法制備。ASTME292－09適用于采用增材制造方法制備的試樣，其中薄片試樣制備對部分增材工藝有挑戰(zhàn)。拉伸性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表1。3表1拉伸性能測試標(biāo)準(zhǔn)室溫為10℃~35℃低溫為－196℃~<10℃ASTME292－09ASTME740－094.2壓縮性能GB/T7314－2017適用于采用增材制造方法制備的試樣，但薄片試樣很難通過增材制造工藝制備。壓縮性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表2。表2壓縮性能測試標(biāo)準(zhǔn)4.3承壓性能該標(biāo)準(zhǔn)適用于增材制造法制備的試樣，但增材制造法制備試樣的表面光潔度和某些厚度可能會達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。承壓性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表3。表3承壓性能測試標(biāo)準(zhǔn)44.4彎曲性能彎曲性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表4。表4彎曲性能測試標(biāo)準(zhǔn)4.5彈性模量和泊松比性能下列標(biāo)準(zhǔn)適用于采用增材制造方法制備的試樣，泊松比可以用來進一步說明增材制造法制備的塊狀試樣的各向異性。彈性模量和泊松比性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表5。表5彈性模量和泊松比性能測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T228.1-可用于測定材料室溫（10℃~35℃)的楊氏模GB/T22315-態(tài)；動態(tài)法部分適用于－196℃~1200℃間測表5（續(xù)）5GB/T10128-測試需在－195℃~1200℃條件下進行4.6硬度性能以下壓痕試驗可能有助于測試增材制造材料的硬度，努氏硬度法有助于測定增材工藝制備的金屬結(jié)構(gòu)中分離雜質(zhì)的微觀硬度，而維氏硬度法有助于評估增材制造的金屬零件的微觀和宏觀硬度。硬度性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表6。表6硬度性能測試標(biāo)準(zhǔn)-長度≥0.02㎜表6（續(xù)）6肖氏硬度試驗范圍為5HS~-ASTMB647－10--ASTMB648－10--5疲勞性能測試5.1疲勞性能疲勞性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表7。表7疲勞性能測試標(biāo)準(zhǔn)表7（續(xù)）7表7（續(xù)）8ASTME2789－10--5.2斷裂韌性性能斷裂韌性性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表8。表8斷裂韌性性能測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMB645－2015表8（續(xù)）95.3裂紋擴展性能裂紋擴展性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表9。表9裂紋擴展性能測試標(biāo)準(zhǔn)6報告報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：——零件在增材制造體系構(gòu)建區(qū)域中的位置與取向