国家标准计划《铝合金断裂韧度试验方法》由 TC243（全国有色金属标准化技术委员会）归口，TC243SC1（全国有色金属标准化技术委员会轻金属分会）执行 ，主管部门为中国有色金属工业协会。

主要起草单位 西南铝业（集团）有限责任公司 、国标（北京）检验认证有限公司 、有色金属技术经济研究院 、中国航发北京航空材料研究院 、东北轻合金有限责任公司 。

一、背景 随着国家工业实力的进步，特别在“大飞机项目”、“中国制造2025”、“先进材料国产化”等项目支持及中美贸易战背景下，国产高强度高韧性铝合金材料、产品不断出现，广泛应用于航空航天、轨道交通、海洋工程等领域。

断裂韧度是结构材料最重要的力学性能之一，新型高强高韧铝合金材料对断裂韧度有更多更高的要求，但是现有的国家标准体系中没有适用于新型高强韧铝合金材料的断裂韧度试验方法，不能满足我国新型高强高韧铝合金材料的发展需求，因此迫切需要制定铝合金断裂韧度试验方法国家标准。

二、目的和意义 本标准的目的是建立一个统一、规范的铝合金材料断裂韧度试验方法，以满足不同规格的高强韧铝合金新材料断裂韧度检测需要。

目前铝合金材料的断裂韧度试验主要按照GB/T 4161-2007《金属材料 平面应变断裂韧度KIC试验方法》进行，但GB/T 4161-2007规定的平面应变断裂韧度的检测方法只适用于铝合金厚产品，而高强高韧铝合金产品厚度跨度很大，既有几毫米厚的薄板，几十毫米厚的中厚板，也有上百毫米的厚板，以及大型锻件、大型挤压型材，还有无法完全消除内应力的超大规格产品、形状复杂的大型模锻件等。

除了厚板、大型锻件、大型挤压型材和部分中厚板外其他产品无法按GB/T 4161-2007测得KIC，例如铝合金薄板主要用平面应力断裂韧度KC等值来表征断裂韧度；中厚板可能需要用KQ评价断裂韧度；未消除应力产品可能需要特殊的断裂韧度试验方法或对KQ进行修正。

GB/T 4161-2007主要适用于钢铁材料，没有充分考虑铝合金的特性，在试样类型尺寸、数据有效性判定、未消除应力产品的试验等方面不完全适用于铝合金，因此需要针对铝合金的特性，建立一个适用的、可行的、统一的铝合金断裂韧度试验方法国家标准。

现行的铝合金断裂韧性检测方法标准中，国标与国际通用的美国ASTM标准存在一定差异，不利于产品的国际化。

本标准在制定过程中，将根据我国铝合金产品现状，结合行业发展特点，参考先进的ASTM标准，规定我国统一的铝合金断裂韧度测试方法，与国际接轨，有利于完善和提升铝合金断裂韧度检测的水平，为我国优秀的铝合金产品走出国门，提升国际竞争力提供帮助。

本标准涉及产品符合《新材料标准领航行动计划（2018-2020）》二、主要行动（二）研制新材料“领航”标准3.高端装备用特种合金中航空航天用超高强高韧7000系铝合金预拉伸厚板及大规格型材、2000系铝合金及铝锂合金板材等。

符合《装备制造业标准化和质量提升规划（2016-2020年）》十大重点领域中“航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备”等项目。

国标委《2019年全国标准化工作要点》指出，要落实《装备制造业标准化和质量提升规划》，制定高端装备和关键零部件基础共性标准，在新材料等领域研制一批领航标准。

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本标准适用于铝合金薄产品的平面应力断裂韧度测试；厚产品的平面应变断裂韧度测试；中等厚度产品的平面应力断裂韧度测试或平面应变断裂韧度测试结果的可用性判定；以及对铝合金产品是否存在明显残余应力、未消除应力铝合金产品断裂韧度试验过程、结果校正与解释。 本标准的主要技术内容： 1、原理方法：使用预制疲劳裂纹的中心裂纹试样（M(T)试样）测定薄板的KC、Kapp；使用预制疲劳裂纹的紧凑拉伸试样（C(T)试样）测定中等厚度产品的KR25、KQ或厚产品的KQ、KIC。 2、试验机：具有5%同轴度、±1%静态载荷精度、±2%动态载荷精度，具有计算机数据采集存储系统的疲劳试验机。 3、引伸计与量具：±1%静态变形精度的引伸计，测量试样裂纹嘴张开量；卡尺、光学量具等量具，测量精度达到0.01mm。 4、试样形状、尺寸要求：中心裂纹试样（M(T)试样）和紧凑拉伸试样（C(T)试样），试样尺寸应足够大以满足要求。 5、试验过程：对试样进行循环加载，以产生符合要求的疲劳裂纹，然后对试样进行静态加载并分析加载曲线，获得计算需要的载荷值，然后根据载荷值以及试样形状、尺寸，计算得到断裂韧度。 6、试验结果：KIC、KQ、KR25、KC、Kapp等断裂韧度指标。 7、用于批次放行的KQ：判断中厚板等中等厚度的铝合金产品断裂韧度试验结果KQ是否可以用来判断材料性能是否满足技术标准要求； 8、带残余应力产品的试验及结果处理：残余应力将会影响断裂韧度试验结果的标志；在断裂韧度试验过程中将残余应力的影响降至最小的方法；断裂韧度试验结果的校正方法；断裂韧度试验结果的解释与判断。