搜索
金属材料室温拉伸试验方法Metallicmaterials－Tensiletestingatambienttemperature上海建科院叶惠定2011年4月3原理试验系用拉力拉伸试样，一般拉至断裂，测定第4章定义的一项或几项力学性能。除非另有规定，试验一般在室温10℃到35℃范围内进行。对温度要求严格的试验，试验温度应为23℃±5℃。4定义4.9应力试验期间任一时刻的力除以试样原始横截面积S0之商。4.9.1抗拉强度Rm相应最大力Fm的应力4.9.2.1上屈服强度ReH试样发生屈服力首次下降前的最高应力4.9.2.2下屈服强度ReL在屈服期间，不计初始瞬间效应时的最低应力见图7原始横截面积S0的测定试样原始横截面积测定的方法和准确度应符合附录A～D(标准的附录)规定的要求。测量时建议按照表3选用量具或测量装置。应根据测量的试样原始尺寸计算原始横截面积，并至少保留4位有效数字。8原始标距L0的标记应用小标记、细划线或细墨线标记原始标距，但不得用引起过早断裂的缺口作标记。对于比例试样，应将原始标距的计算值修约至最接近5mm的倍数，中间数值向较大一方修约。原始标距的标记应准确到±1%。如平行长度Lc比原始标距长许多，例如不经机加工的试样，可以标记一系列套叠的原始标距。有时，可以在试样表面划一条平行于试样纵轴的线，并在此线上标记原始标距。9试验设备的准确度试验机应按照GB/T16825进行检验，并应为1级或优于1级准确度。引伸计的准确度级别应符合GB/T12160的要求。测定上屈服强度、下屈服强度、屈服点延伸率、规定非比例延伸强度、规定总延伸强度、规定残余延伸强度，以及规定残余延伸强度的验证试验，应使用不劣于1级准确度的引伸计；测定其他具有较大延伸率的性能，例如抗拉强度、最大力总延伸率和最大力非比例延伸率、断裂总伸长率，以及断后伸长率，应使用不劣于2级准确度的引伸计。10试验要求10.1试验速率除非产品标准另有规定，试验速率取决于材料特性并应符合下列要求。10.1.1测定屈服强度和规定强度的试验速率10.1.1.1上屈服强度(ReH)在弹性范围和直至上屈服强度，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并在表4规定的应力速率的范围内。10.1.1.2下屈服强度(ReL)若仅测定下屈服强度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s～0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。如不能直接调节这一应变速率，应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整，在屈服完成之前不再调节试验机的控制。应变：έ拉伸时试样长度方向特定标距下的伸长量ΔL与原标距L0的比值定义为工程应变。任何情况下，弹性范围内的应力速率不得超过表4规定的最大速率。10.1.1.3上屈服强度和下屈服强度(ReH和ReL)如在同一试验中测定上屈服强度和下屈服强度，测定下屈服强度的条件应符合10.1.1.2的要求。10.1.1.4规定非比例延伸强度(Rp)规定总延伸强度(Rt)规定残余延伸强度(Rr)应力速率应在表4规定的范围内。在塑性范围和直至规定强度(规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度)应变速率不应超过0.0025/s。10.1.1.5夹头分离速率如试验机无能力测量或控制应变速率，直至屈服完成，应采用等效于表4规定的应力速率的试验机夹头分离速率。10.1.2测定抗拉强度(Rm)的试验速率10.1.2.1塑性范围平行长度的应变速率不应超过0.008/s。10.1.2.2弹性范围如试验不包括屈服强度或规定强度的测定，试验机的速率可以达到塑性范围内允许的最大速率。10.2夹持方法应使用例如楔形夹头、螺纹夹头、套环夹头等合适的夹具夹持试样。应尽最大努力确保夹持的试样受轴向拉力的作用。当试验脆性材料或测定规定非比例延伸强度、规定总延伸强度、规定残余延伸强度或屈服强度时尤为重要。14上屈服强度(ReH)和下屈服强度(ReL)的测定14.1呈现明显屈服(不连续屈服)现象的金属材料，相关产品标准应规定测定上屈服强度或下屈服强度或两者。如未具体规定，应测定上屈服强度和下屈服强度，或下屈服强度。按照定义4.9.2.1和4.9.2.2及采用下列方法测定上屈服强度和下屈服强度。14.1.1图解方法：试验时记录力－延伸曲线或力－位移曲线。从曲线图读取力首次下降前的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力或屈服平台的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积(S0)得到上屈服强度和下屈服强度(见图2)。仲裁试验采用图解方法。14.1.2指针方法：试验时，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停止转动指示的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积(S0)得到上屈服强度和下屈服强度。14.1.3可以使用自动装置(例如微处理机等)或自动测试系统测定上屈服强度和下屈服强度，可以不绘制拉伸曲线图。16规定总延伸强度(Rt)的测定16.1在力－延伸曲线图上，划一条平行于力轴并与该轴的距离等效于规定总延伸率的平行线，此平行线与曲线的交截点给出相应于规定总延伸强度的力，此力除以试样原始横截面积(S0)得到规定总延伸强度(见图4)。16.2可以使用自动装置(例如微处理机等)或自动测试系统测定规定总延伸强度，可以不绘制力－延伸曲线图。18抗拉强度Rm的测定按照定义4.9.1和采用图解方法或指针方法测定抗拉强度。对于呈现明显屈服（不连续屈服）现象的金属材料，从记录的力-延伸或力-位移曲线图，或从测力度盘，读取过了屈服阶段之后的最大力；对于呈现无明显屈服(连续屈服)现象的金属材料，从记录的力-延伸或力-位移曲线图，或从测力度盘，读取试验过程中的最大力。最大力除以试样原始横截面积(So)得到抗拉强度。可以使用自动装置(例如微处理机等)或自动测试系统测定抗拉强度，可以不绘制拉伸曲线图。20性能测定结果数值的修约试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，应按照表5的要求进行修约。修约的方法按照GB/T8170。22试验结果处理22.1试验出现下列情况之一其试验结果无效，应重做同样数量试样的试验。a)试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上，而且断后伸长率小于规定最小值；b)试验期间设备发生故障，影响了试验结果。22.2试验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金缺陷(例如分层、气泡、夹渣、缩孔等)，应在试验记录和报告中注明。附录D管材使用的试样类型D1试样的形状试样可以为全壁厚纵向弧形试样，管段试样，全壁厚横向试样，或从管壁厚度机加工的圆形横截面试样。通过协议，可以采用不带头的纵向弧形试样和不带头的横向试样。仲裁试验采用带头试样。D2试样的尺寸D2.1纵向弧形试样纵向弧形试样采用表D1规定的试样尺寸。纵向弧形试样一般适用于管壁厚大于0.5mm的管材。为了在试验机上夹持，可以压平纵向弧形试样的两头部，但不应将平行长度Lc部分压平。不带头的试样，两夹头间的自由长度应足够，以使试样原始标距的标记与最接近的夹头间的距离不小于1.5b。D2.2管段试样管段试样采用表D2规定的试样尺寸。管段试样应在其两端加以塞头。塞头至最接近的标距标记的距离不应小于D/4，只要材料足够，仲裁试验时此距离为D。塞头相对于试验机夹头在标距方向伸出的长度不应超过D，而其形状应不妨碍标距内的变形。允许压扁管段试样两夹持头部，加或不加扁块塞头后进行试验，但仲裁试验不压扁，应加配塞头。D2.3机加工的横向试样机加工的横向矩形横截面试样，管壁厚度小于3mm时，采用附录A表A1或表A2规定的试样尺寸；管壁厚度大于或等于3mm时，采用附录B表B2或表B3规定的试样尺寸。相关产品标准可以规定不同于附录A和附录B的其他尺寸矩形横截面试样。不带头的试样，两夹头间的自由长度应足够，以使试样原始标距的标记与最接近的夹头间的距离不小于1.5b。应采用特别措施校直横向试样。D2.4管壁厚度机加工的纵向圆形横截面试样机加工的纵向圆形横截面试样应采用附录B的表B1规定的试样尺寸。相关产品标准应根据管壁厚度规定机加工的圆形横截面试样尺寸。如无具体规定，按表D3选定试样。D3原始横截面积S0的测定试样原始横截面积的测定应准确到±1%。对于圆管纵向弧形试样，应在标距的两端及中间三处测量宽度和壁厚，取用三处测得最小横截面积。计算时管外径取其标称值。对于圆管横向矩形横截面试样，应在标距的两端及中间三处测量宽度和厚度，取用三处测得的最小横截面积。按照式A1计算对于管段试样，应在其一端相互垂直方向测量外径和四处壁厚，分别取其算术平均值管段试样、不带头的纵向或横向试样的原始横截面积可以根据测量的试样长度、试样质量和材料密度确定