1、总则

1.1 双悬臂梁试验是用于测量金属材料的抗EC裂纹扩展的性能，是一种止裂型的断裂力学试验。此方法用临界应力场强度因子K来表示抗SSC扩展性能，同样通常用Kec表示抗EC扩展性能。由于在有效试验中已预制了裂纹或槽，方法D排除了不确定的蚀坑和裂纹起始影响。对于碳钢和低合金的SSC试验，这种方法需要的试验时间短。方法D给出了一个直接用数字表示的抗裂纹扩展能力的量化排序，而不取决于失效/不失效结果的评价。K不是材料固有的属性，其值依赖于暴露的试验环境和试验条件，通过本标准获得的Ksc值可用于进行不同材料的比较。

1.2 本方法规定了在室温和大气压下进行DCB试验的试验程序和Kissc的计算方法。高温高压试验时应按第9章的规定进行操作，且计算的应力强度因子应写为Kxc。计算Kiec的公式与13.6的计算Kissc的公式相同。然而，本方法在SSC条件下关于材料性能的描述可能与一般EC条件下的不一致。

2、试样

2.1 DCB 标准试样的结构形状如图所示。对试件加载使用的是一个双斜面的楔形块。双斜面模形块应采用与试样相同的材料，或与试样材料同等级的材料制作。楔形块材料可以通过热处理或冷加工增加它的硬度,从而有助于防止楔形块在嵌人期间出现磨损。楔形块可以用聚四氟乙烯(PTFE)带加以保护，以降低嵌人面的腐蚀。加工完成后,试样和楔形块应放入低湿度区域，干燥器或未加缓蚀剂的油中，直到试验开始。应与试验数据一起报告采用的不同于机加工的任何最后加工工艺。

2.2 标准DCB试样的名义厚度为9.53 mm，详细尺寸见图11 a).已加工完成的试样表面粗糙度Ra应不高于GB/T 1031规定的0.8 μm.当试验的材料太薄不能满足标准DCB试样厚度要求时，可以考虑图11 a)中标注的其他厚度。但一些碳钢和低合金钢的非标试样可能给出比标准试样低的Ksc值.

2.3 对于管外径与壁厚之比大于10的管材，可以制作全壁厚试样。单侧壁切槽深度应为壁厚的20%，这样可保持梁腹厚度(B.)等于壁厚的60%。

2.4 单侧壁切槽应小心地加工以避免过热和冷作。机加工最后两个工序切削掉金属总量宜不超过0.05mm。如果不会使材料发生硬化或过热导致的性能变化，也可对试样进行磨削加工。

2.5 当对低 Kssc(低于22 MPa. m1/^~27 MPa●m'/2)的材料或难以起裂的材料进行试验，例如：低屈服强度材料，采用电火花加工图11(a)中所示的切槽或疲劳预制裂纹，有助于避免边缘开裂和诱发SSC。DCB试样疲劳裂纹的预制宜在载荷变化控制在恒定频率的情况下进行。疲劳预制裂纹长度可接受的范围为距V型槽基点或者EDM櫝端部1 mm~3 mm。为了避免引起严重错误的结果,预制裂纹期间KI的峰值不要超过由楔形块传递的预定初始KI的70%,或30 MPa. m/。最小载荷与最大载荷的比值应在0.1~0.2之间。预制裂纹的加深宜采用裂纹预制时最大载荷的三分之二循环加载约20000次，以使裂纹在通过任何可能存在残余压应力的区域时得到扩展。

2.6 DCB 试样的每-侧臂都应用模压或振动刻印标记,标记位置靠近两个孔或在非模形加载端。

注：为确保机加工过程中保留标记,试样宜在加工前在模形槽端部进行初始标记。

2.7 若有要求,应在试样上测试三个或者更多点的硬度数据，并在试验数据中报告硬度平均值以及测试面。硬度测试位置宜在标准尺寸试样和厚度为6.35 mm试样的长窄面上且在长度方向距离端部50mm以内，或者在壁厚较薄的非标试样上靠近侧槽的宽面上进行。

2.8 测量试样高度(2h)、试样厚度(B)、膜板厚度(B)以及近试样端部至孔心的距离(测量B时应采用叶片千分尺)。记录超出图11 a)所示范围的尺寸，以便试验后用来计算Kxssc值(见13.6.3)。

2.9 试样应用溶剂脱脂，然后用丙酮清洗。试样在疲劳裂纹预制和楔形块嵌人前应进行脱脂处理。所有脱脂后的试样应采用合适的方式操作以避免污染，可采用一次性无粉手套操作。如果采用有粉末手套，接触试样前应清除粉末。

3、试验程序

3.1 按照要求清洗试样。

3.2 按照以下要求，选择楔形块以获得规定的悬臂位移：

a)测量切口厚度。

b)由于初始应力的强度要影响最终Kssc，应谨慎控制悬臂位移。悬臂位移不应超过表7和表8中的规定范围。表7中列出了对于其他等级的碳钢和低合金钢容许悬臂位移的选择指导。类似，表9对在表7中未列出的低合金钢以及其他合金的悬臂位移选择提供了指导。

注1：对于非标准产品和目的性试验，在确定要求的悬臂位移范围时，可能需要进行一些试验。如一个导致裂纹从大约12.7 mm增长至25.4 mm的试验。

c) 当测试屈服强度低于550 MPa的钢种时，可以用公式计算悬臂位移。

d)在溶液A和100%H2S条件下试验时,悬臂位移范围见表7和表9.

e) 在溶液D和7%H2S条件下试验时,API 5CT C110级材料的悬臂位移见表8.

f)在DCB试样两端，通过测量试样上加载孔的初始间距，来确定真实的悬梁位移。初始间距可沿着试样每侧的加载线采用内切垂直线进行测量。其他测试方法如果经验证可得到要求的精度也可采用。通过每侧测得的尺寸平均值作为初始间距值。

g) 选择楔形块的厚度应确保预期位移在要求的范围内。

注2：对于抗裂纹性能较好或者在较高的pH值环境下的材料，可采用疲劳预制裂纹和/或更高的初始悬臂位移

h)将楔形块压人切槽，与试样端齐平。

i)再次测量加载线上两侧孔的间距,使用每一侧测得的平均值作为楔形块随后楔人的间距,然后计算真实的悬臂位移(8)。重新测量可采用d)中规定的方法进行。对于表9中规定的抗SSC的碳钢和低合金钢,如果实际的悬臂位移低于预计范围,可嵌人一个新的楔形块以获得要求的位移。如果实际的悬臂位移超出了预计范围，楔形块应取出,在重新加载DCB试样前，EDM切槽或疲劳预裂纹应被延伸越过材料塑性变形区。

3.3 试样应用溶剂脱脂并用丙酮清洗。所有脱脂后的试样应按照合适的方式触摸以避免污染，可采用一次性无粉手套接触。如果采用有粉末手套，接触试样前应清除粉末。疲劳预制裂纹试样，应用擦抹方法清洁，不能使用浸泡清洗。

3.4 把试样放人试验容器。 在楔形块嵌入后，试样应在24 h内暴露在H2S环境下。

3.5 对于低合金钢,由于Ksc值在室温附近敏感,因此整个试验过程中,试验溶液的温度应保持在(24士1)C的范围内。试验溶液的温度应进行监测,并记录平均温度值。

3.6 碳钢和低 合金钢的试验周期至少为14d，如采用试验溶液D，碳钢和低合金钢的试验持续时间至少为17d，对于不锈钢,Ni~、Ni/Co- .Ti-或Zr~基合金要求更长的试验周期，以确保裂纹已经停止扩展，这些材料的试验周期应至少为30d。对于高强度等级的材料，低温或者较缓和的试验环境下，试验持续时间可能至少需要21d或者更长。此试验周期应由所有利益相关方共同决定并与试验结果一起报告。

3.7 完成暴露试验后，用蒸气吹扫，轻度喷丸或喷砂清除试样表面的腐蚀产物，或者采用其他不会造成金属显著损失的方法。

3.8 测得载荷-位移 曲线，然后移走楔形块。拉伸试验机上，对试件进行拉伸试验，获得载荷-位移曲线。“上升-下降"曲线斜率突变位置即为平衡楔入载荷(F).在测量“上升-下降"载荷时，其值应直接通过曲线读取,而不对测量过程引人的小于5%的柔度测量误差进行校正。“上升-下降"载荷应在完成暴露试验后3d内确定。

a)加载设备应按照GB/T16825.1进行校准。在加载前,应设置好试验设备和曲线图,对试样的加载力从零开始,设备显示力值应清零。

b) 位移速率应不超过0.5 mm/ min.

c) 在确定平衡楔人载荷F时,曲线图或数字显示的载荷精度应达到最终楔人F值的士1%.

3.9 移走楔形块后，应用机械方法打开试样，暴露其开裂表面。这一过程可能需要拉伸试验机。对铁素体钢而言,使用液氮急冷后，可使用锤子和凿子劈开悬臂梁。

以上就是无锡力博为大家总结的关于ssc检测标准：GB/T 4157-2017 方法D：双悬臂梁试验(DCB)，如果您也有ssc检测的相关需求，欢迎前来咨询，我们会有专业的项目工程师为您答疑解惑，期待您的来电！