金屬材料室溫拉伸試驗方法注意事項

金屬材料室溫拉伸試驗方法留意事項引言GB/T228-2023《金屬材料室溫拉伸試驗方法》已于2023年公布實施。這一國家標(biāo)準(zhǔn)是合并修訂國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228-1987GB/T3076-1982《金屬薄板〔帶〕拉伸試驗方法》和GB/T6397-1986《金屬拉伸試驗試樣》三個標(biāo)準(zhǔn)為一個標(biāo)準(zhǔn)，它等效承受了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6892：1998《金屬材料室溫拉伸試驗》，也是GB/T228第三次修訂。GB/T228-2023包括的技術(shù)內(nèi)容和要求與原三個標(biāo)準(zhǔn)有較GB/T228-2023該標(biāo)準(zhǔn)的要點和實施中需留意之點說明如下。GB/T228-2023標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍標(biāo)準(zhǔn)適用于金屬材料〔包括黑色和有色金屬材料，但不包括金屬構(gòu)件和零件〕室溫拉伸性能的測定，試樣或產(chǎn)品的橫截面尺寸≮0.1mm。對于小橫截面尺寸的金屬產(chǎn)品，例如金屬箔、超細絲和毛細管等的拉伸試驗需要雙方協(xié)議。其緣由在于：①橫截面小的產(chǎn)品，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中建議的量具區(qū)分力要求不能滿足附錄A和和±2%以內(nèi)的要求。②試樣標(biāo)距承受常規(guī)的劃細線、打小沖點等方法進展標(biāo)記不行行。③常用的引伸計不適用于此類型產(chǎn)品試樣的試驗。試樣的夾持方法需要特別夾頭等。3.室溫的溫度范圍23±510-35℃的溫度范圍實質(zhì)是指容許的試樣溫度范圍，只要試樣的溫度是在這規(guī)定的室溫范圍內(nèi)便符合標(biāo)準(zhǔn)要求。標(biāo)準(zhǔn)中的引用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中的其次章引用了6個國家標(biāo)準(zhǔn)，即：GB/T2975-1998〔eqvISO377：1997〕GB/T8170-1987數(shù)值修約規(guī)章GB/T12160-2023單軸試驗用引伸計的標(biāo)定〔idtISO9513：1999〕GB/T16825-1997拉力試驗機的試驗〔idtISO7500—1：1986〕1局部：碳素鋼和低合金鋼〔eqvISO2566—1：1984〕2局部：奧氏體鋼〔eqvISO2566—2：1984〕的6個標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定和要求，其中被引用的 5個標(biāo)準(zhǔn)分別等同和等效相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。目前，GB/T8170—1987《數(shù)值修約規(guī)章》還沒有相對應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。性能和術(shù)語定義性能定義為了與國際接軌，性能的定義依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。與原GB/T228—1987相比較，屈服強度與抗拉強度的定義有明顯差異，其他性能的定義無實質(zhì)性差異。〔Fm〕的應(yīng)力，而最大力〔Fm〕定義為試樣在屈服階段之后所能抵抗的最大力；對于無明顯屈服〔連續(xù)屈服〕1所示的拉伸曲線，最大力應(yīng)為曲線上的B點，而不是舊標(biāo)準(zhǔn)中的取其A點的力〔上屈服力〕計算抗拉強度。標(biāo)準(zhǔn)中屈服強度這一術(shù)語的含義與舊標(biāo)準(zhǔn)中的屈服點有所不同，前者是泛指上、下屈服強度性能；而后者既是泛指屈服點和上、下屈服點性能，也特指單一屈服狀態(tài)的屈服點性能〔σs〕。由于標(biāo)準(zhǔn)已將舊標(biāo)σsReL〔2d〕。所以，標(biāo)準(zhǔn)中不再有與舊標(biāo)準(zhǔn)中的ReLσsσsL兩種性能。術(shù)語由于國際標(biāo)準(zhǔn)承受了延長〔extension〕和伸長〔elongation〕兩個近義術(shù)語，國標(biāo)中也相應(yīng)地承受了這兩近〔Le〕上的伸長稱為延長，在試樣標(biāo)距〔Lo〕上的伸長稱為伸長。它們并無本質(zhì)區(qū)分，而且完全可以通過測定延長方法來測定伸長。性能名稱和符號名稱標(biāo)準(zhǔn)中定義了12種可測拉伸性能，其中10種性能的名稱與修訂前原標(biāo)準(zhǔn)的名稱有差異?！拨襰〕這一性能，所以不再有相應(yīng)的性能名稱及其符號相對應(yīng)。符號對于強度性能的主符號，標(biāo)準(zhǔn)用英文字母R代替舊符號的σ；對于延性性能的主符號，標(biāo)準(zhǔn)用字母AδZ代替舊符號的ψ1。應(yīng)特別留意、舊標(biāo)準(zhǔn)對于斷后伸長率符號表示的差異：GB/T228—2023 GB/T228—1987A δ5A11.3 δ10Axmm δxmmA〔不標(biāo)注下腳注〕表示用比例系數(shù)k=5.65的比例標(biāo)距測定的斷后伸長率；用其他比例系數(shù)的比例標(biāo)距或非比例標(biāo)距測定的斷后伸長率時，符號A應(yīng)分別標(biāo)注下腳注說明所使用的比例系數(shù)值和非比例標(biāo)距的A11.3A100mm。標(biāo)準(zhǔn)中對各強度性能所對應(yīng)的力的符號未全部具體規(guī)定，但規(guī)定了力的符號用F表示和規(guī)定了最大力符號FeH〔上屈服力〕FeL〔下屈服力〕規(guī)定總延長力，例如Ft0.5〕Fr〔Fr0.2〕GB/T228—2023承受了國際標(biāo)準(zhǔn)的性能符號，鑒于目前相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還不能同步修訂的狀況，為了避開消滅混亂，建議：在過渡期內(nèi)，試驗報告可以在的性能名稱及其符號之后的括號內(nèi)定出舊符號，例如：Z〔Ψ〕，等。單位標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定承受的單位是國際單位制單位〔SI單位〕N/mm2Mpa，都是國際單位制的倍數(shù)N/mm21N/mm2=1Mpa，假設(shè)報Mpa，不認(rèn)為是錯誤。但從標(biāo)準(zhǔn)的歸一化意義上來說，應(yīng)力單位應(yīng)承受N/mm2。試樣取樣的部位、方向和數(shù)量GB/T2975—1998或協(xié)議的規(guī)定。對于鋼產(chǎn)品，應(yīng)在外觀及尺寸合格的鋼產(chǎn)品上切取樣坯，取樣時，應(yīng)對抽樣產(chǎn)品、試料、樣坯及試樣作出標(biāo)記，以保證始終能識別取樣的位置和方向。切取樣坯時應(yīng)防止過熱、加工硬化而影響拉伸力學(xué)性能，應(yīng)留有足夠的機加工GB/T2975—1998。機加工試樣和不經(jīng)機加工試樣料尺寸足夠時機加工成帶頭試樣。AA3BB4要求；機加工外表101113規(guī)定的要求。試樣的橫截面外形和尺寸相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議依據(jù)產(chǎn)品的外形和尺寸，可按標(biāo)準(zhǔn)中附錄A~D所規(guī)定試樣的外形和尺寸，特別產(chǎn)品可標(biāo)A~D依據(jù)產(chǎn)品的外形規(guī)定了主要的試樣類型：0.1mm~<3mm薄板和薄帶產(chǎn)品用的矩形橫截面試樣；≥3mm板材和扁材以及直徑或厚度≥4mm線材、棒材和型材用的圓形和矩形橫截面試樣；C：規(guī)定直徑或厚度<4mm線材、棒材和型材用的不經(jīng)機加工試樣；D：規(guī)定管材用弧形橫截面和環(huán)形橫截面試樣。試樣的橫截面外形和試樣的尺寸都對性能測定有影響，尤其對斷后伸長率和斷面收縮率有明顯影響。厚度減薄試樣及機加工圓形橫截面試樣<25mm25mm矩形橫截面試樣?！睱o〕截面積有以下關(guān)系的，稱為比例標(biāo)距，試樣稱為比例試樣：Lo=k〔So〕1/2 式中k——比例系數(shù)So——原始橫截面積k=5.65的值，由于此值為國際通用，除非承受此比例系數(shù)時不滿足最小標(biāo)距15mm的要求。在必需承受其他比例系數(shù)的狀況下，k=11.3的值為優(yōu)先承受。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議可以規(guī)定承受非比例標(biāo)距。不同的標(biāo)距對試樣的斷后伸長率的測定影響明顯。〔Lc〕試樣平行長度應(yīng)大于試樣標(biāo)距，規(guī)定的范圍如下：帶頭的圓形橫截面試樣：Lc≥Lo=d/2，仲裁試驗，Lc=Lo+2d；Lc≥Lo+3d〔夾頭間的自由長度〕；帶頭的矩形和弧形橫截面試樣：Lc≥Lo+1.5(So)1/2，仲裁試驗，Lc=Lo+2(So)1/2。不帶頭的矩形和弧形橫截面試樣：Lc≥Lo+3b〔夾頭間的自由長度〕；薄板用帶頭的矩形橫截面試樣：Lc≥Lo+b/2，仲裁試驗，Lc=Lo+2b；薄板用不帶頭的矩形橫截面試樣：Lc=Lo+3b〔夾頭的自由長度〕。試樣過渡半徑〔r〕薄板用矩形橫截面試樣：r≥20mm；圓形橫截面試樣：r≥0.75d；r≥12mm；較大的值。矩形橫截面試樣的寬厚比〔0.1mm~<3mm〕的試樣。帶頭和不帶頭試樣效。因此建議：或材料缺乏夠。未具體規(guī)定，建議材料尺寸足夠時機加工成帶頭試樣。試樣原始橫截面積的測量測量的準(zhǔn)確度要求要求測量出最小原始橫截面積〔So〕。以實測的橫截面尺寸計算試樣原始橫截面積。除非相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議另有規(guī)定，不承受標(biāo)稱截面積。測量準(zhǔn)確度要求：≤±2%不經(jīng)機加工試樣：橫截面積準(zhǔn)確度≤±1%≤±0.5%〔圓管段試樣〕：橫截面積準(zhǔn)確≤±1%量具或尺寸測量儀器的選擇3的要求選擇量具或尺寸測量儀器的測量區(qū)分力，以使面積測定準(zhǔn)確度有保證。JJG1001-1991的定義，區(qū)分力〔resolution〕定義為：“指示裝置對嚴(yán)密相鄰量值有效區(qū)分的力量。注：一般認(rèn)為模擬式指示裝置的區(qū)分力為標(biāo)尺分度值的一半，數(shù)字式指示裝置的區(qū)分力為末位0.02mm,0.01mm。測量部位和方法取其平均直徑計算面積，取三處測量得的最小值為試樣的原始橫截面積。〔或壁厚〕和寬度，取三處測得的最小橫截面積為試樣的原始橫截面積?！矆A管段試樣〕，在其一端相互垂直的方向測量外直徑和四處的壁厚，以平均外徑和平均壁厚計算的橫截面積為試樣的原始橫截面積。稱重方法測定原始橫截面積此建議在報告中注明為稱重方法測定?！堋?.5%≤±0.5%試樣的材料密度：至少取3位有效數(shù)字原始橫截面積的計算值4位有效數(shù)字。計算時，常數(shù)π4位有效數(shù)字?！睤1〕嚴(yán)格準(zhǔn)確，式〔D2〕為近似準(zhǔn)確的公式，但與式〔D1〕的誤差不大，可以無視。建議，b/D＜0.17時也可承受式(D2)計算,以保證計算誤差在可無視的范圍內(nèi)。原始標(biāo)距的標(biāo)記5mm的倍數(shù)，中間數(shù)值向較大一方修約。標(biāo)記原始標(biāo)距的準(zhǔn)確試應(yīng)在±1%以內(nèi)，由于標(biāo)記試樣標(biāo)距裝置的檢驗尚無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，因此，建議試驗室應(yīng)自行檢查其準(zhǔn)確度，可以用小沖擊點、細劃線或細墨線做標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)清楚，試驗后能區(qū)分，不影響性能的測定。對于帶頭試樣，原始標(biāo)距應(yīng)在平行長度的居中位置上標(biāo)出。平行長度的測量一般不測試試樣的平行長度，但如承受力夾頭位移方法測定規(guī)定非比例延長強度時，必需在試驗前測出±1%以內(nèi)。不應(yīng)承受平行長度的標(biāo)稱值，除非實際值能保證準(zhǔn)確到±1%。試驗設(shè)備準(zhǔn)確度級引伸計〔包括位移傳感器、記錄器和顯示器〕。引伸計應(yīng)符合GB/T12160-2023規(guī)定的準(zhǔn)確度級，并依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求定期進展檢驗。每一引伸計級別包含3項內(nèi)容，即標(biāo)距誤差、系統(tǒng)誤差和區(qū)分力。引伸計的檢驗應(yīng)包括這3項內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，測定不同性能時，使用不同級別的引伸計，測定上屈服強度、下屈服強度、屈服點延長率、規(guī)定總延長強度、規(guī)定非比例延長強度、規(guī)定剩余延長強度和規(guī)定剩余延長強度的驗證試驗使用不劣于1級準(zhǔn)確度的引伸計：測定其它具有較大延長率的性能，例如抗拉強度、最大力總伸長率、最大力非比例伸2級準(zhǔn)確度的引伸計。規(guī)定了區(qū)分力的要求，這就間接地起到了對最小數(shù)放大倍數(shù)的限定。試驗機GB/T16823—1997規(guī)定的準(zhǔn)確度級，并依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗。測定各強度性能均應(yīng)承受1級1級準(zhǔn)確度的試驗機。GB/T16825-19974項應(yīng)進展定期檢驗，經(jīng)檢驗合格后的試驗機方能使用應(yīng)以拉力方式檢驗。對于大噸位試驗機，假設(shè)承受壓力方式檢驗，應(yīng)在檢驗報告中注明。試驗速率試驗速率對性能的測定有明顯影響。、舊標(biāo)準(zhǔn)對試驗速率的規(guī)定主要不同之處有兩個方面，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定5。對對測定強度〔Rp,Rt,Rr〕,增加了在塑性范圍的應(yīng)0.025/s0.48Lc/min〕0.5Lc/min要求有所不同。ReH的試驗速率在彈性范圍和直至上屈服強度，彈性應(yīng)力速率應(yīng)符合表5〔4〕規(guī)定的要求，并盡可能保持恒定。測定ReL的試驗速率之間。平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。如不能直接調(diào)整這一應(yīng)變速率，應(yīng)通過調(diào)整屈服馬上開頭前的應(yīng)力速率來調(diào)整，在屈服完成之前不再調(diào)整試驗機5規(guī)定的最大速率。測定規(guī)定強度Rp,Rt和Rr的試驗速率5規(guī)定的要求，并盡可能保持恒定，進入塑性范圍和直至規(guī)定強度應(yīng)變速5規(guī)定的最大速率，直至規(guī)定強度測定，不再調(diào)整試驗機的掌握。Rm的試驗速率0.48Lc/min〕。假設(shè)在同一試驗中不測定屈服性能，允許在彈性范圍到達塑性范圍的最大應(yīng)變速率〔雖然，此種狀況下彈性階段的應(yīng)力速5規(guī)定的最大值〕Ae的試驗速率的試驗速率Rm的速率要求。彈性范圍內(nèi)應(yīng)力速率與應(yīng)變速率的等效換算在假定金屬材料的彈性階段應(yīng)力與應(yīng)變符合虎克定律的前提下，可以利用虎克定律關(guān)系進展應(yīng)力速率與做應(yīng)力速率掌握試驗，用加力速率掌握型的試驗機做應(yīng)變速率掌握試驗。σ=〔E/Lc〕V1 (2)ε=(1/ESo)V2 (3)應(yīng)力速率ε——應(yīng)變速率E——彈性模量So——試樣原始橫面積V2——加力速率〔等于F〕.N/s,由于試驗機的柔度和間隙存在.致使按理論計算得到的應(yīng)力速率和應(yīng)變速率比試驗機上的實測值低。性能的測定標(biāo)準(zhǔn)中共定義了12種可測的拉伸性能，即六種延性能 A，Ae,Agt,Ag,At和Z六種強度性能Rm。斷后伸長率A的測定〔1〕人工方法，試驗前在試樣平行長度上標(biāo)記出原始標(biāo)距〔≤±1%〕和標(biāo)距內(nèi)等分格標(biāo)記〔一般標(biāo)壓力以使對接嚴(yán)密。具的區(qū)分力，數(shù)據(jù)不進展修約，然后計算斷后伸長率。1/3Lo1/3Lo范圍，可以承受移位方法〔F〕測定斷后標(biāo)距。距離，測量數(shù)據(jù)有效而不鑒定斷裂位置處于何處。假設(shè)斷在標(biāo)距外，而且斷后伸長率未到達規(guī)定最小值，則結(jié)果無效，需用同樣的試樣重試驗?！秤靡煊嬒到y(tǒng)記錄力-延長曲線，或采集力-延長數(shù)據(jù)，直至試樣斷裂。讀取或判讀斷裂點的總延長，扣除彈性延長局部后得到的非比例延長作為斷后伸長?？鄢姆椒ㄊ?，過斷裂1。引伸計的標(biāo)距應(yīng)等于試樣的原始標(biāo)距，可以不在試樣上標(biāo)出原始標(biāo)距〔但建議標(biāo)出〕。建議，當(dāng)斷后伸長5%時，使用不劣于1級引伸計；≥5%時，使用不劣于2級引伸計。原則上斷裂在引伸計標(biāo)距范圍內(nèi)測量方為有效，但斷后伸長率到達規(guī)定最小值要求時，無論斷于何處測量均為有效。仲裁試驗協(xié)議選定其中一種方法。目前，自動方法還不能承受移位方法。局部可以伸入夾持范圍。拉斷后，在斷裂所在這組標(biāo)距上測定斷后伸長率。材料的斷后伸長率<5%E方法或承受圖解方法測定。斷裂總伸長率At的測定僅承受圖解方法〔包括自動方法〕<5%時，使≥5%2級引伸計。試驗時記錄力-延長曲線或采集-延長數(shù)據(jù)，直至At。最大力總伸長率Agt最大力非比例伸長率Ag的測定〔1〕圖解方法〔包括自動方法〕引伸計標(biāo)距應(yīng)等于或近似于試樣標(biāo)距。建議，當(dāng)最大力總延長率<5%1級引伸計；≥5%2級引伸計。試驗時記錄力-延長曲線或采集力-延長數(shù)據(jù)，直至超過最大力點。Agt。從最大力總延長中扣除彈性延長局部得到非比例延長，扣除的方法見標(biāo)準(zhǔn)Ag。當(dāng)曲線在最大力呈現(xiàn)一平臺時，應(yīng)以平臺的中點作為最大1。GAgtAg的方法，但僅適用于棒材、線材和條材等長產(chǎn)品，而且要供給〔或通過測定〕材料的彈性模量E方能進展結(jié)果的計算，測定方法見標(biāo)準(zhǔn)中的附錄G。屈服點延長率Ae測定僅承受圖解方法〔包括自動方法〕。引伸計標(biāo)距應(yīng)等于或接近試