ASTM F1160-14 磷酸鈣和金屬醫用及複合磷酸鈣/金屬塗層的剪切和彎曲疲勞測試的標準測試方法

美國材料試驗協會（ASTM）制定的《磷酸鈣和金屬醫用及複合磷酸鈣/金屬塗層的剪切和彎曲疲勞試驗的ASTM F1160-14標準試驗方法》標準中指出，切削磷酸鈣噴塗金屬塗層及多孔和無孔金屬塗層的彎曲疲勞試驗描述了測定磷酸鈣噴塗金屬塗層彎曲疲勞性能的試驗方法。

此測試方法是基於等離子噴塗鈦和等離子噴塗羥基磷灰石塗層而設計的。然而，該測試方法對於其他塗層的有效性尚未確定。在剪切疲勞模式下，此測試方法評估金屬基材上塗層的黏合和內聚性能。在彎曲疲勞模式下，此測試方法可評估塗層的附著力以及塗層對基材材料可能的影響。這些方法僅限於在環境溫度下在空氣中進行測試。這些測試方法不適用於零件或設備的疲勞測試，但是，最接近模擬實際負載配置的測試方法是首選。

剪切和彎曲疲勞試驗用於確定材料、幾何形狀、表面狀態、應力以及類似變化對塗層金屬材料在承受高達^10⁷次循環直接應力作用下的疲勞性能的影響。這些試驗結果可為選擇適用於重複應力條件的塗層材料提供指引。

為了使這些基本疲勞數據在實驗室之間具有可比性、可重複性和關聯性，必須建立統一的疲勞實踐。疲勞試驗的結果可用於基本材料性能設計。但是，不應使用這些測試方法來測試實際組件。

用於確定垂直施加到部件表面的橫向載荷的最常見測試是剪切測試。在此測試方法中，執行剪切測試的黏合測試儀會向樣品施加橫向負載並從其表面切斷黏合。拉伸或剪切測試的選擇取決於應用和測試目標。

剪切疲勞測試的目的是確定塗層的黏合強度或內聚強度，或兩者。此測試方法旨在允許塗層或基材界面處、塗層內或塗層與用於將負載傳遞到塗層的黏合劑之間的膠水/塗層介面處的塗層失效。

彎曲疲勞測試的主要目的是測量塗層對所塗基材的影響。其次，它可用於對塗層附著力進行主觀評估，即確定抗剝落性、抗裂性和類似效果。此測試的主要目的是提供基材疲勞強度，作為評估塗層對系統疲勞強度影響的基礎。

測試所需的樣品數量以及解釋疲勞數據的測試方法可能會有所不同。該測試方法使用了多種測試方法。使用的樣品類型取決於測試計劃的目的、可用設備的類型、設備容量以及可用材料的形式。所選樣品應盡可能接近預期應用。使用的測試頻率不應超過170 Hz。

剪切疲勞試樣的試驗結果很大程度上取決於所用黏合劑和固化方法。試樣組件安裝在連接件中，使試樣的長軸垂直於施加剪切載荷的方向，該剪切載荷穿過連接件的中心線。黏合劑滲入基材的試樣將被捨棄，其結果不納入分析和報告。

對於彎曲疲勞試樣，應先處理塗覆的未塗覆基材進行適當的測試，以建立評估塗層有效性的基礎。試樣安裝時的對準至關重要。諸如試樣加工不良和機器部件未對準等因素會導致振動過大和測試結果錯誤。對於旋轉梁試驗，在機器達到試驗所需頻率之前，不得施加任何負載。任何發生在尺寸截面之外的斷裂均不予接受。

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