GBT228.1-2010_金属材料_拉伸试验第1部分_室温试验方法(东锦内部培训课件)PPT

GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法襄阳东锦工程质量检测有限公司何宏伟2011年11月15日金属材料试验规范标准金属材料规范标准热轧钢筋的外形光圆钢筋螺纹钢筋人字纹钢筋月牙纹钢筋热轧钢筋的取样要求序号检验项目取样数量取样方法试验方法1化学成分（熔炼分析）1GB/T20066GB/T223GB/T43362力学2任选两根钢筋切取GB/T2283弯曲2任选两根钢筋切取GB/T2324重量偏差5两端平齐GB50204低碳钢热轧圆盘条的取样要求序号检验项目取样数量取样方法试验方法1重量偏差5个/批两端平齐GB502042力学1个/批GB2975GB/T2283弯曲2个/批不同根盘条GB/T2975GB/T232冷轧带肋钢筋的取样要求序号检验项目取样数量取样方法试验方法1拉伸试验1个/盘在每（任）盘中随机切取GB/T2282弯曲试验2个/批GB/T2323反复弯曲试验2个/批GB/T2384重量偏差1个/盘GB13788原料盘主要技术内容试验速率模式金属拉伸试样拉伸试验的基本概念学习培训内容一、GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》主要技术内容增加了方法A应变速率控制方法；修改了试验结果的数值修约方法；将原始横截面积的最小值改为平均值；符号变更；增加了对于上、下屈服强度位置判定的基本原则；增加了拉伸试验测量不确定度的评定方法；增加了资料性附录A计算机控制拉伸试验机使用时的建议；增加了资料性附录F考虑试验机刚度后估算的横梁位移速率方法。GB/T228.1-2010与GB/T228-2002主要区别eeL符号变化GB/T228-2010GB/T228-2002定义a0，Ta矩形横截面试样原始厚度或管壁厚度b0b矩形横截面试样平行长度的原始宽度或管的纵向剖条宽度或扁丝原始宽度d0d圆形横截面试样平行长度的原始直径或圆丝原始直径或管的原始内径D0D管原始外直径AWNAg无颈缩塑性伸长率△Lf无断裂总延伸无应变速率GB/T228-2010GB/T228-2002定义无平行长度估计的应变速率Vc无横梁位移速率无应力速率m无应力-延伸率曲线在给定试验时刻的斜率mE无应力-延伸率曲线弹性部分的斜率无εP规定非比例延伸率无εt规定总延伸率无εr规定残余延伸率ceLR符号变化引言两种试验速率的控制方法。第一种方法A为应变速率（包括横梁位移速率），第二种方法B为应力速率。方法A旨在减小测量应变速率敏感参数时试验速率的变化和减小试验结果的测量不确定度。上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定标准中11、12条规定：上屈服强度ReH可以从力-延伸曲线图或峰值力显示器上测得：定义为力首次下降前的最大力值对应的应力。下屈服强度ReL可以从力-延伸曲线图测定，定义为不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力值对应的应力。上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定方法1：图解方法应采用不劣于1级准确度的引伸计，引伸计标距不小于标距的一半：应采用1级或优于1级准确度的试验机；试验时，可以记录力-延伸曲线或力-位移曲线方式。采用自动测定方法时，相应地采集力-延伸或力-位移数据。上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定方法A：a)在直至测定ReH应按照规定的应变速率。这一范围需要在试样上装夹引伸计，消除拉伸试验机柔度的影响，以准确控制应变速率。（对于不能进行应变速率控制的试验机，根据平行长度估计的应变速率也可用。应变速率应尽可能保持恒定。在测定这些性能时，应选用下面两个范围之一：范围1：=0.00007s-1，相对误差±20%范围2：=0.00025s-1，相对误差±20%（如果没有其他规定，推荐选取该速率）eeLceLeeLeeLeeLeeLeeL上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定方法A：b)对于不连续材料，应选用根据平行部分估计的应变速率。上屈服点之后，在测定下屈服强度，应保持下面两个范围之一的，直到不连续屈服结束。范围2：=0.00025s-1，相对误差±20%（推荐选取该速率）范围3：=0.002s-1，相对误差±20%ceLceLceLceL上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定方法B：如仅测定上屈服强度，试验时的弹性应力速率应在下表的规定范围内，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定。如仅测定下屈服强度，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，并尽可能保持恒定。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。任何情况下，弹性范围内的应力速率不得超过下表规定的最大速率。如在同一试验中测定上屈服强度和下屈服强度，测定下屈服条件应符合标准10.4.2.2的要求。材料弹性模量E/MPa应力速率/MPa/s最小最大150000220≥150000660上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定测定下屈服强度时，要排除”初始瞬时效应影响”。所谓初始瞬时效应是指从上屈服强度向下屈服强度过渡时发生的瞬时效应，与试验机加力系统的柔度、试验速率、试样屈服特性和测力系统惯性守恒等多种因素相关。对于瞬时效应作评定是困难的。定性地把从上屈服强度向下屈服过渡期间的第一个下降谷区作为“初始瞬时效应”的影响区。为了避开该区影响，把第1个下降谷值应力排除不计后，取其之后的最小应力为下屈服强度，只出现一个谷值情况，该谷值应力为下屈服强度。上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定上、下屈服强度位置判定的基本原则如下：屈服前的第1个峰值应力判为上屈服强度，不管其后的峰值应力比它大或比它小；屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力，舍弃第1个谷值应力不计，取其余谷值应力中最小值判为下屈服强度；屈服阶段中呈现平台，平台应力判为下屈服强度；如呈现多个而且后者高于前者的屈服平台，判第1个平台应力为下屈服强度；下屈服强度一定低于上屈服强度。上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定上、下屈服强度位置判定的基本原则如下：为提高效率，可以报告在上屈服强度之后延伸率为0.25%范围内的最低应力为下屈服强度，不考虑任何初始瞬时效应，用此方法测定下屈服强度后，试验速率可以按照10.3.4增加，试验报告应注明使用了此简捷方法。注：此规定仅仅适用于呈现明显屈服材料和不测定屈服点延伸率的情况。应力(MPa)0延伸率(%)ReLReH延伸率(%)0应力(MPa)ReL延伸率(%)0应力(MPa)ReLReHReL应力(MPa)0延伸率(%)上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定方法2：指针方法采用指针方法测定ReH和ReL时，在试验测定时要注视试验机测力表盘指针的指示，按照定义判定上屈服力和下屈服力；当指针首次停止转动保持恒定的力判定为FeL；当指针首次回转前指示的最大力判定为FeH；当指针出现多次回转，则不考虑第一次回转，而取其余这些回转指示的最低力判定为FeL；当只有一次回转，则其回转的最低力判定为FeL。ReH和ReL测定时应注意的问题：a)当材料呈现明显屈服状态时，相关产品标准应规定或说明测定ReH或ReL或两者。当相关产品标准无明确规定时，测定ReH和ReL并报告；只呈现单一屈服（屈服平台）状态的情况，测定ReL并报告；如无异议可仅测定ReL并报告。ReH和ReL测定时应注意的问题：b)相关产品标准规定了要求测定屈服强度，但材料在实际试验时并不呈现明显屈服状态，此种情况，材料不具有可测的ReH和（或）ReL性能。遇到此种情况，建议测定规定塑性延伸强度（RP0.2)，并注明“无明显屈服”。ReH和ReL测定时应注意的问题：c)如材料屈服期间力既不下降也不是保持恒定，而是呈缓慢增加，只要能分辨出力在增加，尽管增加的量不大，这种状态判定为无明显屈服状态（见下图）d)仲裁试验采用图解方法。屈服期间力始终持续增加视为连续屈服Rε0力持续增加假冒材料规定塑性延伸强度的测定试验速率要求测定RP应按照规定的应变速率。这一范围需要在试样上装夹引伸计，消除拉伸试验机柔度的影响，以准确控制应变速率。（对于不能进行应变速率控制的试验机，根据平行长度估计的应变速率也可用。应变速率应尽可能保持恒定。在测定这些性能时，应选用下面两个范围之一：范围1：=0.00007s-1，相对误差±20%范围2：=0.00025s-1，相对误差±20%（如果没有其他规定，推荐选取该速率）eeLeeLeeLeeLeeLceL规定塑性延伸强度的测定试验速率要求如果试验机不能进行应变速率控制，应该采用通过平行长度估计的应变速率即恒定的横梁位移速率。该速率应依据标准中提出的公式（1）进行计算，应考虑试验机系统的柔度，详见附录F。ceL规定塑性延伸强度的测定方法1：常规平行线方法常规平行线法适用于具有明显弹性直线段的材料测定规定塑性延伸强度。这种方法采用图解方法（包括自动测定方法），引伸计标距Le≥1/2L0。引伸计应为1级或优于1级准确度。试验机测力系统的准确度应不劣于1级准确度。平行线法测定规定塑性延伸强度Rε0CBεpRpA规定塑性延伸强度的测定由于在试验开始后的初始阶段容易受非线形因素的干扰，使得力-延伸曲线初始部分弯曲，遇到这种情况要对曲线原点进行修正。修正的方法一般是通过对表观弹性直线段反向延长交于延伸轴，即可找到实际原点“O”，见下图。力-延伸曲线的原点修正（0为真实原点）Rε00'0Rε0'(a)(b)规定塑性延伸强度的测定方法2：滞后环方法滞后环方法适用于不具有明显弹性直线段的材料测定规定塑性延伸强度，对于具有明显弹性直线段情况，不应采用此方法，应采用“常规平行线方法”。因为具有弹性直线段情况下采用了滞后环方法，会使测定的规定塑性延伸强度偏高，原因在于滞后环方法是以卸力线和再次施力线的斜率的近似平均斜率作为参照斜率，而这一平均斜率总是比首次施力的直线斜率小。采用滞后环方法测定时，测力系统的准确度、引伸计准确度级别和试验时的速率等要求与上述的“常规平行线方法”相同。滞后环方法测定规定塑性延伸强度Rε0CBεpRpDEF(a)(b)规定塑性延伸强度的测定曲线原点修正由于受多种因素影响，拉伸曲线的原点可能需要修正。可以采用各种方法修正曲线的原点。按照国际标准给出的方法：在曲线图上穿过其斜率最接近于滞后环斜率的弹性上升部分，划一条平行于滞后环所确定的直线的平行线，此平行线与延伸轴的交截点即为曲线的修正原点。其他方法，例如将弹性上升段的走势反向延伸与延伸轴的交截，交截点作为修正原点。卸力点的选择在力降低开始点的塑性应变应略微高于规定的塑性延伸强度RP。较高应变的开始点将会降低通过滞后环获得直线的斜率。规定塑性延伸强度的测定方法3：逐步逼近方法逐步逼近方法既适应于具有弹性直线段材料，也适用于无明显弹性直线段材料测定规定塑性延伸强度。在国内已有不少自动测定系统中采用了这种方法。标准中的附录H给出了这种方法。这种方法是建立在“表观比例极限不低于规定塑料塑性强度RP0.2的一半”的假定，这一假定对于常见的金属材料是近似真实的。采用逐步逼近方法测定规定塑性延伸强度时，测力系统的准确度、引伸计准确度级别和试验时的速率等要求与上述的“常规平行线方法”相同。逐步逼近法测定规定塑性延伸强度规定塑性延伸强度的测定逐步逼近法为我国建立，已被国际标准ISO6892-1:2009采纳。原点修正：由于受非线性因素的影响，拉伸曲线的原点可能需要修正。修正的方法是将弹性上升段的走势反向延伸与延伸轴的交截，交截点作为修正原点。或者以逐步逼近得到BnDn直线与延伸轴的交截点作为曲线修正原点。规定塑性延伸强度测定时应注意的问题：当材料呈现无明显屈服状态时，应测定规定塑性延伸强度。当材料呈现明显屈服状态时，应测定ReH和ReL或ReL。相关产品标准应说明规定塑性延伸的百分率。按照规定塑性延伸强度的定义，规定塑