ASTME8-13測(cè)定拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)-培訓(xùn)講稿(共59張)

1、ASTM E8/E8M-2013a 金屬材料 室溫拉伸的試驗(yàn)方法編制：李鳳英、盧小成 2015年元月一、范圍和定義本方法適用于室溫下任何形狀的金屬材料的室溫拉伸，特別是對(duì)于屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和斷面收縮率的測(cè)定。E8和E8M試樣最大區(qū)別在于原始標(biāo)距，E8對(duì)于圓形試樣標(biāo)距長(zhǎng)度的要求是4D，而E8M是5D。除非另有規(guī)定，室溫應(yīng)定為1038 。二、術(shù)語(yǔ)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度：材料所能承受的最大抗拉應(yīng)力屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度：上屈服強(qiáng)度：軸向試驗(yàn)中，伴隨不連續(xù)屈服首次出現(xiàn)的應(yīng)力最大值（首次出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力）。下屈服強(qiáng)度：軸向試驗(yàn)中，在不考慮瞬時(shí)效應(yīng)的情況下，不連續(xù)屈服過(guò)程中記錄的最小應(yīng)力。*

2、*仲裁試驗(yàn)仲裁試驗(yàn)：為解決對(duì)規(guī)定要求的符合性的不一致而執(zhí)行的試驗(yàn)，或者由第三方執(zhí)行的試驗(yàn)。三、意義及用途提供了在單軸拉伸下材料的強(qiáng)度和延性數(shù)據(jù)。拉伸試驗(yàn)結(jié)果不一定代表最終產(chǎn)品或它在不同環(huán)境中工作的強(qiáng)度與延性性能。本試驗(yàn)方法可用于商業(yè)驗(yàn)收試驗(yàn)，并已廣泛用于貿(mào)易。四、設(shè)備要求試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合ASTM E4試驗(yàn)機(jī)的力校驗(yàn)方法。夾持裝置：傳遞試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣施加力的各種類型裝置均可使用，只需保證試樣的軸線與試驗(yàn)機(jī)夾頭中心線重合。設(shè)備-夾具類型通常適用于夾持塑性金屬長(zhǎng)試樣和扁平試樣的一種合適的裝置。為了夾持，希望每個(gè)鍥形鋸齒形面的整個(gè)長(zhǎng)度均與試樣接觸對(duì)于短試樣，一般需要使用機(jī)械加工試樣和特殊夾持裝置以保證試樣負(fù)

3、荷盡可能沿拉伸軸均勻分布。設(shè)備-夾具類型設(shè)備-夾具類型設(shè)備尺寸測(cè)量裝置：用于測(cè)量直線尺寸的千分尺或其它裝置，至少應(yīng)有每個(gè)要求測(cè)量尺寸最小單位一半的精度。引伸計(jì)：應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)E83對(duì)本試驗(yàn)步驟中規(guī)定級(jí)別的引伸計(jì)。標(biāo)距等于或小于試樣名義標(biāo)距的引伸計(jì)可以用來(lái)測(cè)定屈服強(qiáng)度。對(duì)于全截面的試樣（絲材、線材和棒材），測(cè)定屈服性能的引伸計(jì)標(biāo)距不應(yīng)超過(guò)夾具間距離的80%。用于測(cè)量斷裂時(shí)伸長(zhǎng)的引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)等于試樣規(guī)定的名義標(biāo)距五、取樣和制備要求對(duì)于厚度、直徑或平面間距小于或等于40mm的產(chǎn)品在中心位置取樣。對(duì)于厚度、直徑或平面間距大于40mm的產(chǎn)品在中心至表面的中間位置取樣。試樣加工過(guò)程中，必須保證試驗(yàn)結(jié)果的最大精

4、確度和最小的偏差。制備縮減段時(shí)，應(yīng)避免冷加工、缺口、刀痕、毛刺、粗糙表面或邊角、過(guò)熱或其他對(duì)性能測(cè)量造成有害的影響。對(duì)于脆性材料，標(biāo)距兩端應(yīng)使用半徑大的過(guò)渡圓弧試樣表面光潔度應(yīng)按適用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定六、試樣類型試樣適用于板材、型材和平板材料公稱厚度5mm以上的金屬材料試驗(yàn)。平板試樣尺寸要求試樣類型試樣用于薄板、板材、扁平線材、帶材、條、環(huán)、矩形和型材的公稱厚度在0.1319mm范圍內(nèi)的金屬材料試驗(yàn)。使用右圖試樣檢測(cè)薄的或高強(qiáng)度材料的彎曲，必須在夾持端部使用剛性加強(qiáng)板。銷釘固定的拉伸試樣尺寸試樣類型標(biāo)準(zhǔn)試樣的直徑為12.5mm當(dāng)試驗(yàn)材料不能制備標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，可采用其他尺寸圓柱形小試樣。右圖為能獲得滿

5、意結(jié)果的各種端部形狀的試樣。符合E8端部尺寸要求符合E8M端部尺寸要求E8和E8M試樣圖E8和E8M試樣尺寸的要求試樣類型對(duì)于圓形鋼絲、盤條和棒材，應(yīng)使用全截面試樣。對(duì)于測(cè)量直徑小于4mm的線材伸長(zhǎng)率的標(biāo)距應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。除非另有規(guī)定，在測(cè)量直徑等于或大于4mm的鋼絲、盤條或棒材時(shí)，應(yīng)使用五倍于直徑的標(biāo)距。試樣總長(zhǎng)度至少應(yīng)等于標(biāo)距加上使用夾具所要求的材料的長(zhǎng)度。全截面試樣-允許減小試驗(yàn)部分寬度，以使斷裂發(fā)生在標(biāo)記之內(nèi)，但減少寬度不應(yīng)小于原始寬度90%。試樣類型對(duì)于管材公稱外徑在25mm及其以下的小管，應(yīng)使用全尺寸管段作為拉伸試樣，這是標(biāo)準(zhǔn)慣例。將管塞插入管材試樣兩端內(nèi)足夠深度，以便試驗(yàn)機(jī)

6、鉗口牢固地夾持試樣。塞頭不得伸到測(cè)量伸長(zhǎng)的試樣部分內(nèi)。試樣類型對(duì)于不能用全截面的大直徑管，試樣取樣位置如右圖對(duì)于壁厚小于20mm管材，可采用下圖試樣，試樣的形狀和尺寸可采用與12.5mm標(biāo)準(zhǔn)試樣成比例的小試樣。對(duì)于管壁厚度等于或大于20mm,可使用標(biāo)準(zhǔn)試樣。試樣類型 B將試樣壓平試樣類型優(yōu)先選擇最大圓柱形試樣，如不能，可考慮平板試樣。使用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)推薦的試樣，可從鍛件的最主要部分或最厚部分截取，也可從鍛件延展部分或代表性部分。無(wú)要求時(shí)，試樣軸線應(yīng)予晶粒流向平行?？慑戣F試樣模鑄試樣七、試驗(yàn)步驟（一）試樣機(jī)的準(zhǔn)備：在機(jī)器啟動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間未啟用時(shí)，應(yīng)檢查試驗(yàn)機(jī)或?qū)⑵漕A(yù)熱到正常的操作溫度。（二）試樣尺寸的測(cè)

7、量1、直接測(cè)量試樣橫截面（1）對(duì)于橫截面尺寸5mm時(shí)，應(yīng)測(cè)量并記錄到最接近的0.02mm（2）對(duì)于5橫截面尺寸2.5mm時(shí)，應(yīng)測(cè)量并記錄到最接近的0.01mm（3）對(duì)于2.5橫截面尺寸0.5mm時(shí)，應(yīng)測(cè)量并記錄到最接近的0.002mm2、依據(jù)重量法測(cè)量（1）稱量一個(gè)長(zhǎng)度不小于最大橫截面積尺寸20倍試樣的重量來(lái)確定不對(duì)稱試樣截面（2）重量至少精確到0.5%（3）橫截面積等于試樣重量除以材料密度的乘積。3、管材試樣的橫截面確定如果D/W6時(shí)，如果D/W6時(shí)，公式A=W*T3、試樣標(biāo)距的標(biāo)記（1）標(biāo)記方式：輕打點(diǎn)作標(biāo)記，輕劃線作標(biāo)記，或最好用墨水劃線標(biāo)距。（2）對(duì)于缺口敏感材料和小試樣，使用快干墨水

8、有助于斷裂后原始標(biāo)記的定位。（3）對(duì)于規(guī)定伸長(zhǎng)率為3%以下的材料，試驗(yàn)前測(cè)量原始標(biāo)距長(zhǎng)度偏差為0.05mm4、試驗(yàn)機(jī)調(diào)零力的指針為零表明作用在試樣上的力為零。通過(guò)試樣夾具傳遞的力（預(yù)負(fù)荷）應(yīng)由力的測(cè)量系統(tǒng)指示出。預(yù)夾持瞬時(shí)（沖擊）力建議不超過(guò)材料屈服強(qiáng)度的20%，靜止預(yù)負(fù)荷建議不超過(guò)屈服強(qiáng)度的10%。5、試樣的夾持對(duì)于有縮減部分的試樣，試樣夾持部分只限于夾持部分，不得夾持在縮減段或過(guò)渡圓弧。6、試驗(yàn)速度加載速度的類型（a）應(yīng)變速度（b）應(yīng)力速度（c） 試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)機(jī)兩頭分開(kāi)的速度（d）完成部分時(shí)間或整個(gè)試驗(yàn)所經(jīng)歷的時(shí)間（e）空載十字頭速度速度和方法的選擇對(duì)速度和方法的選擇規(guī)定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?/p>

9、產(chǎn)品委員會(huì)的職責(zé)。合適的試驗(yàn)速度范圍規(guī)定：對(duì)使用不同速度引起不同結(jié)果的材料所得到的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合要求。確定試驗(yàn)速度的方法，取決于材料和所要求的試驗(yàn)結(jié)果。幾個(gè)概念應(yīng)變速度單位：mm/mm/min，如試驗(yàn)機(jī)不具有測(cè)量和控制應(yīng)變速度的裝置，平均應(yīng)變速度可用計(jì)時(shí)裝置通過(guò)觀測(cè)產(chǎn)生抑制增量應(yīng)變所需的時(shí)間來(lái)測(cè)定。應(yīng)力速度單位：Mpa/s，如試驗(yàn)機(jī)不具備測(cè)速或指示裝置測(cè)定和控制應(yīng)力速度，應(yīng)力應(yīng)力平均速度可用秒表通過(guò)觀察產(chǎn)生已知增量應(yīng)力所需時(shí)間來(lái)測(cè)定。夾頭分離速度應(yīng)規(guī)定為縮減部分（或夾具間距離）長(zhǎng)度的mm/min。幾個(gè)概念試驗(yàn)時(shí)間從加荷開(kāi)始（或從某規(guī)定應(yīng)力開(kāi)始）至斷裂瞬間達(dá)最大負(fù)荷或達(dá)到其它規(guī)定應(yīng)力所經(jīng)歷的時(shí)間

10、允許范圍，應(yīng)用分鐘或秒規(guī)定。試驗(yàn)時(shí)間可用秒表來(lái)確定。十字頭空載移動(dòng)速度在不加荷的情況下，試驗(yàn)機(jī)十字頭移動(dòng)速度的允許范圍，應(yīng)按每縮減部分長(zhǎng)度(或沒(méi)有縮減部分試樣夾具間距離）的mm/mm/min規(guī)定。對(duì)于平均十字頭速度可使用適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度和時(shí)間測(cè)量裝置在試驗(yàn)中測(cè)定。屈服特性的試驗(yàn)速度屈服特性可包括屈服強(qiáng)度和屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)。除非另有規(guī)定，任何常規(guī)試驗(yàn)速度可使用至規(guī)定屈服強(qiáng)度一半或規(guī)定抗拉強(qiáng)度四分之一，以其中最小者為準(zhǔn)。在這一點(diǎn)以上的速度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。如果用來(lái)確定屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)、抗拉強(qiáng)度和斷面收縮率時(shí)要求不同速度范圍，應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中說(shuō)明?？刂品椒y(cè)定屈服性能時(shí)采用應(yīng)力速率方法時(shí)，應(yīng)力速率應(yīng)為1.15

11、MPa到11.5MPa之間。不建議試驗(yàn)機(jī)在通過(guò)屈服后使用力的信號(hào)閉環(huán)控制操作，除了用于測(cè)試線性彈性部分。對(duì)于顯示出很低應(yīng)變速率敏感的測(cè)試材料，如一些鋼和鋁，此法為默認(rèn)方法。應(yīng)變速率應(yīng)為0.0150.006mm/mm/分鐘當(dāng)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行在封閉環(huán)的應(yīng)變控制時(shí)，如果控制參數(shù)設(shè)置不正確，如果未設(shè)置適當(dāng)?shù)陌踩拗疲蛘咭煊?jì)滑落，會(huì)引起橫梁運(yùn)動(dòng)失控，造成意外事故。對(duì)于航空航天、高溫合金、鈦的應(yīng)用和有規(guī)定時(shí)，應(yīng)變速率為0.005mm/mm/分鐘控制方法當(dāng)測(cè)定屈服性能時(shí)，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)設(shè)置橫梁速度等于原縮減截面的0.0150.003mm/mm/分鐘,或?qū)τ跓o(wú)縮減截面的樣品，為夾具間的距離?？估瓘?qiáng)度的試驗(yàn)速度當(dāng)材料要

12、求伸長(zhǎng)率大于5%時(shí)，只測(cè)抗拉強(qiáng)度時(shí)，試驗(yàn)機(jī)的速度設(shè)定為每分鐘縮減部分長(zhǎng)度的0.050.5mm/min之間。對(duì)于要求的伸長(zhǎng)率小于或等于5%的材料，試驗(yàn)機(jī)的速度可始終保持在測(cè)量屈服特性的速度。試驗(yàn)速度對(duì)結(jié)果的影響因素試驗(yàn)機(jī)的剛度、減震能力、固有的頻率和運(yùn)動(dòng)部件重量；力的指針精度和試驗(yàn)機(jī)不同范圍內(nèi)力的作用；適當(dāng)?shù)募恿λ俣?、用合適的力使試樣對(duì)中、夾具的平行度、夾持力、控制力的大小、引伸計(jì)的適用性和標(biāo)定、熱的散射（通過(guò)夾具、引伸計(jì)或輔助裝置）相同材料的復(fù)驗(yàn)協(xié)商一致取決于材料的均勻性、試樣制備的重復(fù)性、試驗(yàn)條件和拉伸試驗(yàn)參數(shù)的測(cè)定。試驗(yàn)材料的代表性和均勻性、試樣型式、試樣制備（表面光潔度、尺寸準(zhǔn)確度、標(biāo)距

13、端部過(guò)渡圓弧、標(biāo)距內(nèi)錐度、彎曲試樣、螺紋試樣等等）試驗(yàn)力、引伸計(jì)、千分尺、分規(guī)及其他測(cè)量裝置的校準(zhǔn)，圖表記錄裝置的調(diào)整和調(diào)零等等。試樣表面光滑度的不規(guī)則引起的不精確各向異性的材料斷后橫截面顯示非圓，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度會(huì)受影響斷裂部分在標(biāo)距中間以外，或出現(xiàn)在標(biāo)點(diǎn)或劃線上，A和Z可能不代表材料真實(shí)性能。斷夾具處或夾具內(nèi)的線材不能代表材料性能圓形臺(tái)肩端頭得到屈服強(qiáng)度比螺紋試樣低0.02%7、屈服強(qiáng)度的測(cè)定用此方法，首先確保試驗(yàn)機(jī)能畫出應(yīng)力應(yīng)變圖的數(shù)據(jù)，然后在此圖中劃出Om等于規(guī)定的永久變形值，劃mn平行于OA，這樣就確定出mn與應(yīng)力應(yīng)變圖交點(diǎn)r。在報(bào)告用此法得到的屈服強(qiáng)度時(shí)，規(guī)定的屈服強(qiáng)度術(shù)語(yǔ)后的括號(hào)內(nèi)

14、注明）如屈服強(qiáng)度（偏置=0.2%）=360MPa應(yīng)用B2級(jí)或更好的引伸計(jì)屈服強(qiáng)度的測(cè)定屈服強(qiáng)度的測(cè)定在均勻變形速率下對(duì)試樣施加一逐漸增加的力。當(dāng)力暫停時(shí)，記錄下相應(yīng)的應(yīng)力為上屈服強(qiáng)度。此法也叫指針暫停法、懸梁落下法和載荷暫停法8、屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)9、均勻伸長(zhǎng)均勻伸長(zhǎng)應(yīng)包括塑性和彈性伸長(zhǎng)均勻伸長(zhǎng)應(yīng)使用符合E83規(guī)定引伸計(jì)用自動(dòng)的方法測(cè)定。a、均勻伸長(zhǎng)率低于5%的材料用B2級(jí)或B2級(jí)以上的引伸計(jì)b、均勻伸長(zhǎng)率大于或等于5%但低于50%的材料用C級(jí)或C級(jí)以上的引伸計(jì)c、均勻伸長(zhǎng)率大于50%的材料用D級(jí)或D級(jí)以上的引伸計(jì)均勻伸長(zhǎng)測(cè)定10、抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度定義 用試驗(yàn)過(guò)程中最大力除以試樣的原始橫截面積計(jì)算的值

15、為抗拉強(qiáng)度。11、伸長(zhǎng)率在報(bào)告伸長(zhǎng)率值時(shí)，應(yīng)報(bào)告出原始標(biāo)距和增量百分比。如果用與引伸計(jì)以外的其他裝置與試樣縮減部分接觸，測(cè)量伸長(zhǎng)率時(shí)，應(yīng)在報(bào)告中注明。如：伸長(zhǎng)率=30%以上（50mm標(biāo)距）當(dāng)規(guī)定伸長(zhǎng)大于3%時(shí)，將拉斷的試樣兩端仔細(xì)地拼合在一起，測(cè)量標(biāo)記間距離，如標(biāo)距小于等于50mm時(shí)，精確到0.25mm,標(biāo)距大于50mm時(shí)，精確到0.5%?？墒褂冒俜挚潭葹闃?biāo)距0.5%的測(cè)量?jī)x器讀數(shù)當(dāng)規(guī)定伸長(zhǎng)率小于或低于3%時(shí)，可用以下方法測(cè)定A、試驗(yàn)之前，測(cè)量試樣原始標(biāo)距，精確到0.05mmB、除掉妨礙已斷試樣兩端對(duì)接在一起或妨礙進(jìn)行最后測(cè)量的絕部碎片。將已斷試樣兩端相配的表面對(duì)接在一起，沿試樣軸向施加一個(gè)足

16、以使斷裂試樣兩端拼合在一起的力。如有必要，只要試樣仍能保持接觸，可小心卻掉這個(gè)力。測(cè)量斷后標(biāo)距應(yīng)精確到0.05mm,并以0.2%0.2%的精度報(bào)告伸長(zhǎng)率。如果任何斷裂部分發(fā)生在標(biāo)距以外，或位于兩標(biāo)記內(nèi)少于標(biāo)距伸長(zhǎng)的25%處，用這兩標(biāo)記獲得的伸長(zhǎng)率值可能異常的低，不能代表材料的真實(shí)性能。如果在驗(yàn)收試驗(yàn)中這樣測(cè)量的伸長(zhǎng)率滿足規(guī)定的最低要求，則可不必再進(jìn)行試驗(yàn)。否則，試驗(yàn)報(bào)廢，應(yīng)重新對(duì)材料進(jìn)行試驗(yàn)。斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)應(yīng)包括彈性和塑性伸長(zhǎng)，可用自動(dòng)或人工方法測(cè)定，測(cè)定時(shí)使用應(yīng)變范圍經(jīng)校驗(yàn)過(guò)的引伸計(jì)。引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)是要求的試樣的名義標(biāo)距。由于將斷裂兩端拼合在一起缺乏準(zhǔn)確性，所以，用人工方法測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率

17、與引伸計(jì)測(cè)定的不同?？芍苯佑脭嗔焉扉L(zhǎng)值計(jì)算并報(bào)出斷裂伸長(zhǎng)率，代替人工法，該法具有較好的復(fù)檢性。對(duì)伸長(zhǎng)率結(jié)果有分歧時(shí)，必須協(xié)商后統(tǒng)一方法。12、斷面收縮率用來(lái)計(jì)算斷面收縮率的截面應(yīng)為斷裂處的最小橫截面。原始橫截面為圓形的試樣將斷裂試樣兩端拼合在一起測(cè)量縮減部分直徑，與原始測(cè)量精度相同。 注意：由于各向異性，拉伸應(yīng)變過(guò)程中，圓形橫截面經(jīng)常不能保持圓形。形狀通常為橢圓的，因此，面積d1d2/4來(lái)計(jì)算，其中，d1和d2分別為較長(zhǎng)直徑和較短直徑。斷面橫截面為矩形的試樣將斷裂試樣兩端拼合在一起測(cè)量橫截面處的厚度和寬度與原始測(cè)量精確度相同。 注意：因?yàn)槭芫匦卧嚇永饨亲冃蔚挠绊?，原始平板表面的中心尺寸?huì)小于棱

18、角處的尺寸，這些表面的形狀經(jīng)常假設(shè)為拋物線。當(dāng)做這種假設(shè)時(shí)，有效厚度te可用（t1+4t2+t3)/6計(jì)算，其中，t1和t3為角的厚度，t2為寬度中間的厚度。有效寬度可同樣計(jì)算。斷面收縮率定義應(yīng)按上述方法確定的尺寸基礎(chǔ)上計(jì)算收縮面積。由此測(cè)得的面積與原始橫截面積的差值與原始面積的百分比率就是斷面收縮率。如果任何斷裂的部分發(fā)生在標(biāo)距中間一半以外處，或縮減部分內(nèi)打點(diǎn)處或劃線標(biāo)記處，則得到的面積收縮率不能代表材料的真實(shí)特性。在驗(yàn)收試驗(yàn)中，如果按此計(jì)算的面積收縮率滿足規(guī)定的最低要求，則不需要重新試驗(yàn)。否則，重新試驗(yàn)。修約規(guī)則E29，推薦收縮率010%，精確到0.5%0.5%，大于等于10%時(shí)，修約到1%1%。13、數(shù)據(jù)修約報(bào)告屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)值修約按E29。試驗(yàn)值500MPa,修約精度到1MPa500MPa 試驗(yàn)值1000MPa,修約精度到5MPa試驗(yàn)值大于等于1000M