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1、拉伸试验国家标准简述,提纲,金属材料室温拉伸试验方法原理定义符号试样S0的测定L0的测定试验设备试验要求断后延伸率的测定抗拉强度测定收缩率测定测定数值的修约性能测定值的准确度试验结果处理试验报告,拉伸试验标准的目录(2000),目前,我国金属拉伸试验方面的标准很多,其中/2282002金属材料室温拉伸试验方法是金属制品行业应用最广泛,也是最重要的一个试验方法。它是合并修订三个标准国家标准 GB/T228-1987金属拉伸试验方法 GB/T3076-1982金属薄板(带)拉伸试验方法 GB/T6397-1986金属拉伸试验试样等效采用了国际标准ISO68921998金属材料室温拉伸试验.,1金属
2、材料室温拉伸试验方法 介绍,1.1本标准适用范围标准适用于金属材料(包括黑色和有色金属材料,但不包括金属构件和零件)室温拉伸性能的测定(横截面尺寸0.1)。对于小横截面尺寸的金属产品(如金属箔、超细丝和毛细管等)需双方协议。本标准规定了试验原理、定义、符合和说明、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。,1.2 可测量的量:伸长率:断后伸长率(A),断裂总伸长率(At),最大力总伸长率(Agt),最大力非比例伸长率(Ag),屈服点延伸率(Ae)等的测定.强度:上屈服强度(ReH),下屈服强度(Rel),规定非比例延伸强度(Rp),规定总延伸强度(Rt),抗拉
3、强度(Rm)的测定.断面收缩率(Z)的测定.,1.3 原理,试验系用静拉力对试样拉伸,测量力各相应的伸长,一般拉至断裂,测定一项或几项力学性能。,1.4室温的温度范围,标准中规定室温的温度范围为1035,超出这一范围不属于室温。对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而采用更严格的温度范围试验时,应采用235的控制温度。上述1035的温度指容许的试样温度范围.,原始标距(L0):施力前的试样标距.引伸计标距(e):测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的度。断面收缩率(Z),最大力(Fm),1.5定义,伸长:试验期间任一时刻原始标距(L0)增量断后伸长率(A),断裂总伸长率(At),最大力总伸长率(Ag
4、t)和最大力非比例伸长率(Ag).延伸:试验期间任一给定时刻引伸计标距(e)的增量残余延伸率,非比例延伸率,总延伸率,屈服点延伸率(Ae),最大力延伸率(Agt)等.,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 抗拉强度(),屈服强度上屈服强度(eH),下屈服强度(eL),规定非比例延伸强度(p),规定总延伸强度(),规定残余延伸强度(r).Back,新旧标准性能名称对照,新标准不仅在符号上,而且在内含上有很大改变.最大力():试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力;对于无明显屈服(连续屈服)的金属材料,为试验期间的最大力。抗拉强度():相应最大力()的应力。如图拉伸曲线,Fm应为
5、曲线上的点,而不是旧标准中的取其点的力(上屈服力)计算抗拉强度。,1.6试样,形状与尺寸 试样的形状与尺寸取决于被试验的金属产品的形状与尺寸。试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形,特殊情况下可以为某些其他形状。比例试样与非比例试样:K:5.65 或11.3试样的制备与类型-应按照相关产品标准或/2975的要求切取样坯和制备试样。,1.7原始横截面积(0)的测定试样的原始横截面积测定的方法和准确度应符合附录(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。,1.8原始标距(0)的标记,应用小标记、细划线或细墨线标
6、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5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()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。,1.9对试验设备准确度的要求,引伸计的准确度级别应符合/12160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
7、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。,万能材料试验机,电脑伺服控制精密万能材料试验机,液压加荷、油缸下置式主机结构、油压传感器测力、计算机控制实验过程，钳口夹持部分分手动加紧与液压加紧两种，操作简便，增加附具可拓展试验范围，试验力是指准确度一级。(济南新时代试金仪器有限公司),双立柱LR5KPlus万能材料试验机,测试量程：5 KN(1100 lbf)速度范围：0.01-1020mm/mi位移分辨率：优于0.2%应变测试精度：引伸计读数的0.5%位移分辨率：优于0.05 m 横梁行程：1000 mm 延长行程：1500 mm 数据获取：8 KH
8、z 载荷分辨率：载荷传感器载荷能力的0.005%测试标准：符合BS EN ISO7500-1,ASTM E4,DIN 51221(英国Lloyd instruments公司),意大利GALDABINI万能材料试验机,最大负荷:2.5100KN读数精度:1/200000f.s.行程读数精度:1微米 最大负荷下速度围:0.05-500mmmin 连结器销间最大距离:1000mm,复合材料和金属丝拉伸,1.10试验要求,试验速率 测定屈服强度和规定强度的试验速率 在弹性范围和直至ReH,夹头的分离速率应保持恒定并在表4规定的范围内。若仅测定ReL,在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/
9、-0.0025/之间。任何情况下,弹性范围内的应力速率不得超过表4(下表)规定的最大速率。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/。,测定抗拉强度()的试验速率塑性范围 平行长度的应变速率不应超过0.008/。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。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。,1.11断后伸长
10、率()和断裂总伸长率()的测定,应按照先前的定义测定断后伸长率应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，使用分辨力优于0.1的量具测定(Lu),准确到0.25。原则上只有断裂处与最接近的标距标记的距离不小于原始标距的三分之一情况方为有效。但断后伸长率大于或等于规定值,均为有效。能用引伸计测定断裂延伸的试验机,引伸计标距(e)应等于试样原始标距(0),无需标出试样原始标距的标记。以断裂时的总延伸作为伸长测量时,为了得到断后伸长率,应从总延伸中扣除弹性延伸部分。原则上,断裂发生在引伸计标距以内方为有效,但断后伸长率等于或大于规定值,不管断裂位置处于何处测量均为有效。,为了避免因发生
11、在规定的范围以外的断裂而造成试样报废,可以采用附录的移位方法测定断后伸长率。将测定的断裂总延伸除以试样原始标距得到断裂总伸长率。,1.12抗拉强度()的测定,按照定义和采用图解方法或指针方法测定抗拉强度。对有明显屈服(不连续屈服)现象的金属材料,从记录的力-位移图,或从测力度盘,读取过了屈服阶段后的最大力;对无明显屈服(连续屈服)现象的金属材料,从记录的力-位移曲线图或从测力度盘读取试验过程中最大力；=Fm/0,1.13规定总延伸强度()的测定,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F；此力除以试样原始横
12、截面积(0)得到规定总延伸强度.=F/0,1.14断面收缩率()的测定,按照定义4.7测定断面收缩率。断裂后最小横截面积()应准确到2%。圆形横截面,在缩颈最小处相互垂直方向测量直径,取其算术平均值计算;矩形横截面试样,测缩颈处的最大宽度和最小厚度(见下图),两者之乘积为断后。Z=（0-）/o。薄板和薄带试样、管材全截面试样、圆管纵向弧形试样和其他复杂横截面及直径小于3试样,一般不测定Z。,1.15性能测定结果数值的修约,测定的结果数值应按照相关产品标准进行修约。如未规定具体要求,应按照下表的要求进行。修约的方法按照GB/T8170。Back,1.16性能测定结果的准确度,性能测定结果的准确度
13、取决于各种试验参数。计量参数:例如试验机和引伸计的准确度级别,试样尺寸的测量准确度等。材料和试验参数:例如材料的特性,试样的几何形状和制备,试验速率、温度、数据采集和分析技术等。,1.17试验结果处理,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。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;试验期间设备发生故障,影响了试验结果。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。,1.18试验报告,试验报告一般应包括下列内容:本国家标准编号;试样标识;材料名称、牌号;试样类型;试样
14、的取样方向和位置;所测性能结果。,1.19新旧版标准中的几个区别,力学性能符号的变更用“”取代“”表示应力和强度的主符号;用“”取代“”表示伸长率主符号;用“”取代“”表示断面收缩率。“点”和“应力”改为“强度”常用屈服点的“点”及规定伸长应力的“应力”均改为“强度”;规定非比例伸长应力改为规定非比例延伸强度。新版本标准对“伸长”和“延伸”作了区别。原始标距(L0)引伸计标距(Le),应力速率范围的变更测定,对于150GPa的试样,应力速率由原标准的110(MPas-1)修改为220(MPas-1);对于150的试样,由330(MPas-1)改为660(MPas-1)。试样原始横截面积0的规定用试样原始尺寸计算0或根据测量试样长度、试样质量和材料密度确定其0 代替 公称横截面积.新版本标准，附有A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L等12个附录。其中A、B、C、D为“标准的附录”，规定了不同厚度、直径的板材、棒材、型材、管材进行拉伸试验时的试样类型;其余为“提示的附录”,增加关于性能测定结果的准确度。试验结果的修约(符号与旧标准不同)。,
