ICS59.100.20 CCSQ53 中华人民共和国国家标准 GB/T46444—2025 碳纤维增强陶瓷基复合材料高温拉-拉疲劳 性能试验方法 Testmethodfortension-tensionfatiguepropertiesofcarbonfiberreinforced ceramicmatrixcompositesatelevatedtemperature 2025-10-31发布 2026-05-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国碳纤维标准化技术委员会(SAC/TC572)提出并归口。 本文件起草单位:南京航空航天大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国航发北京航空材料研究 院、中国航空制造技术研究院、中国科学院金属研究所、中国航发四川燃气涡轮研究院、中国航发沈阳发 动机研究所、中国航发湖南动力机械研究所、上海瑞华晟新材料有限公司、南京玻璃纤维研究设计院有 限公司、中国航发商用航空发动机有限责任公司、南京航空航天大学无锡研究院、常州工学院。 本文件主要起草人:宋迎东、高希光、于国强、方光武、李龙、胡建宝、焦健、邱海鹏、汤素芳、师俊东、 尤超、张盛、王雅娜、吴涛、马丹、米栋、曹源、沈庆阳、邵红艳、郑远义、高建辉、汪文君、曾雨琪、周海军、 薛玉冬、李天山、崔恒、陈明伟、庞生洋、胡成龙、洪辉、张屹尚、孔祥浩、孙杰、王涛、杨彬。 ⅠGB/T46444—2025 碳纤维增强陶瓷基复合材料高温拉-拉疲劳 性能试验方法 1 范围 本文件规定了碳纤维增强陶瓷基复合材料高温条件下拉-拉疲劳S-N寿命曲线和条件疲劳极限试 验方法的原理、仪器设备和材料、试样、试验条件、试验步骤、结果计算和试验报告。 本文件适用于测定由连续碳纤维增强的陶瓷基复合材料在600℃~1650℃高温环境下的拉-拉疲 劳载荷下的S-N曲线和疲劳极限,连续碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T1446 纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T2611 试验机 通用技术要求 GB/T12160 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定 GB/T16825.1 金属材料 静力单轴试验机的检验与校准 第1部分:拉力和(或)压力试验机 测力系统的检验与校准 GB/T16839.1 热电偶 第1部分:电动势规范和允差 GB/T40724 碳纤维及其复合材料术语 3 术语和定义 GB/T40724界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 应力比 stressratio 一个循环内应力的最小值与最大值的比率。 3.2 应变比 strainratio 一个循环内应变的最小值与最大值的比率。 4 原理 高温环境下,在不同的拉伸应力或应变水平下,以恒定的应力或应变振幅、应力比和频率对试样施 加交变应力或应变,持续至试样失效或达到规定循环次数,对试验结果进行分析处理,绘制应力寿命 (S-N)曲线或应变寿命(ε-N)曲线,获取条件疲劳极限。 1GB/T46444—2025 5 仪器设备和材料 5.1 疲劳试验机 应符合GB/T2611的要求。静载荷示值误差应在±1%以内,动载荷示值误差应在±3%以内。试 验机应能设定波形(如正弦波、方波、三角波、锯齿波等),试验频率满足试验要求。 5.2 高温夹具 5.2.1 概述 根据试样及高温炉几何尺寸选用高温夹具: a) 若试样长度较短且高温炉厚度较大,采用转接式高温夹具; b) 若试样长度较长,采用与试验机夹头匹配的楔形水冷夹具。 5.2.2 转接式高温夹具 转接式高温夹具在高温炉外使用,夹具应包含带延长杆的主体部分和前后夹块,延长杆应与试验 机、夹具主体连接良好。转接式高温夹具应配置有合适的夹块以便于夹持试样,防止试样出现打滑或夹 持段破坏。 转接式高温夹具宜采用GH4169等高温合金加工,且夹具主体需具备水冷结构。夹具中心线应能 与试验机中心线保持对中。转接式高温夹具结构如图1所示,高温夹具、试样以及试验机夹头的装配关 系如图2所示。 a) 主视图 b) 左视图 c) 俯视图 d) 轴测图 标引序号说明: 1———夹具主体; 2———垫块;3———盖板; 4———水冷接口。 图1 转接式高温夹具结构图 2GB/T46444—2025 标引序号说明: 1———试验机夹头; 2———夹块; 3———上夹具主体; 4———下夹具主体; 5———试样; 6———水冷管。 图2 转接式高温夹具、试样以及试验机夹头的装配关系图 5.2.3 楔形水冷夹具 楔形水冷夹具如图3所示,楔形水冷夹块的夹面上应加工细齿,以保证可提供足够的摩擦力。夹面 的长度和宽度等于或者大于试样被持部分的尺寸。 3GB/T46444—2025 a) 正视图 b) 左视图 标引序号说明: 1———上夹头; 2———上夹头的水冷夹块; 3———试样; 4———下夹头; 5———下夹头的水冷夹块; 6———水冷管。 图3 楔形水冷夹具结构图 5.3 高温炉 高温炉宜采用对开式结构,炉体中心应上下设置通孔,便于安装试验件及夹具。应能提供试验所需 的温度,并保证试样工作段处于均温区,均温区温度波动不超过±10℃。 5.4 冷却系统 水冷型冷却系统,控温范围5℃~30℃,精度±1℃。 5.5 温度测量装置 推荐使用热电偶,测量允差应符合GB/T16839.1规定。当试样标距长度为25mm~50mm时,应 使用不少于两个热电偶,热电偶置于标距段的两端。标距长度超过50mm时,宜在试样标距段的中心 放置第三个热电偶。 温度测量装置的最低分辨率、温度允许偏差和温度均匀性见表1。 4GB/T46444—2025