金属材料室温拉伸试验方法.ppt

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1、热烈欢迎,参加金属力学性能试验方法国家标准培训班代表,冶金产品质量检测方法标准,物理试验（形貌、电、热性能，组织结构等测定或分析）化学试验（各种金属元素和成分分析）力学试验（各种条件下的强度、硬度、塑性、韧性等性能测定）无损检验（磁粉、超声、涡流、射线等探伤检验）,金属力学性能试验方法标准概述,拉伸试验（实施指南1）硬度试验（实施指南2）韧性试验（实施指南3）延性试验疲劳试验金属力学试验方法标准是冶金产品质量检测标准中重要的一部分。,金属力学及工艺性能试验方法 国 内 主 要 标 准,一 金属力学试验通用标准,1.GB/T1172-1999 黑色金属硬度及强度换算值2.GB/T29751998

2、 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备3.GB/T106232008 金属力学性能试验术语,二.金属拉伸、压缩、弯曲、扭转试验,1.GB/T228-2002 金属室温拉伸试验方法 2.GBT4338-06 金属材料 高温拉伸试验3.GBTl3239-05 金属低温拉伸试验方法4.GB/T865388 金属杨氏模量、弦线模量、切线模量 和泊松比 试验方法(静态法)5.GB/T835806 钢丝绳破断拉伸试验方法6.GB/T731405 金属材料 室温压缩试验方法 7.GBTl4452-93 金属弯曲力学性能试验方法 8.GB/Tl0128-07 金属室温扭转试验方法 9.GB/T17600.

3、1-98 钢的伸长率换算 第1部分：碳钢和低合金钢 10.GB/T17600.2-98 钢的伸长率换算 第2部分：奥氏体钢,三.金属硬度试验方法标准,1.GBT231.1-02 金属布氏硬度试验 第1部分：试验方法 2.GB/T 230.104 金属洛氏硬度试验 第1部分：试验方法3.GBT4340.1-99 金属维氏硬度试验 第1部分：试验方法4.GBT18449.1-01金属努氏硬度试验方法5.GB/T4341-0l 金属肖氏硬度试验方法6.GBT17394-98 金属里氏硬度试验方法7.GB/T21838.1-08 金属材料 硬度和材料参数的仪器化试验 第1部分：试验方法化,四.韧性试验

4、标准,1.GBT229-07 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法2.GB/T19748-05 钢材 夏比V型缺口摆锤冲击试验 仪器化试验方法3.GB/T5482-07 金属材料动态撕裂试验方法4.GB/T6803-86 铁素体钢无塑性转变温度落锤 试验方法 5.GB/T8363-07 铁素体钢落锤撕裂试验方法6.GB/T4160-04 钢的应变时效敏感性试验方法（夏比冲击法）,五.金属延性试验标准,1.GBT23299 金属材料 弯曲试验方法2.GBT23599 金属材料 厚度等于或小于3mm薄板和薄带反复弯曲试验方法 3.GBT24207 金属管扩口试验方法4.GBT24408 金属管弯曲试验方

5、法5.GBT24508 金属管卷边试验方法6.GBT24607 金属管压扁试验方法 7.GBT1710497 金属管 管环拉伸试验方法8.GBT24107 金属管液压试验方法9.GBT238-02 金属材料线材反复弯曲试验方法10.GBT297604 金属线材缠绕试验方法11.GBT239-99 金属材料线材扭转试验方法12.GBT233-2000 金属材料 顶锻试验方法13.GBT5027-07 金属薄板和薄带塑性应变比(r值)试验方法14.GBT5028-99 金属薄板薄带拉伸应变硬化指数(n值)试验方法（修订中）15.GB/T4156-07 金属杯突试验方法（厚度0.22mm）,六.高温

6、长时间试验,1.GBT2039-97 金属拉伸蠕变及持久试验方法2.GB/Tl0120-96 金属应力松驰试验方法,七.金属疲劳试验标准,1.GB/T4337-84 金属旋转弯曲疲劳试验方法（修订中）2.GB/T2107-80 金属高温旋转弯曲疲劳试验方法（修订中）3.GB/T3075-82 金属轴向疲劳试验方法4.GB/Tl2443-07 金属扭应力疲劳试验方法 5.GB/T10622-89 金属材料滚动接触疲劳试验方法6.GB/T15248-94 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验,7.GB/T1234796 钢丝绳弯曲疲劳试验方法8.GB/T773387 金属材料旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法9.

7、GB/T639800 金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法,八.金属断裂力学试验1.GB/T21143-07 金属材料准静态断裂韧度统一试验方法（取代2038和2358）2.GB/T4161-07 金属材料平面应变断裂韧度KIC试验方法3.GB/T7732-08 金属板材表面裂纹断裂韧度KIe试验方法4.GB/T 1974405 铁素体钢平面应变止裂韧度Kia试验方法九.金属力学试验其它标准1.GB/Tl244406 金属材料 磨损试验方法 试环试块滑动磨损试验2.GB/T 640007 金属丝和铆钉高温剪切试验方法3.GB/T 639608 复合钢板力学及工艺性能试验方法,GB/T228-200

8、2金属材料 室温拉伸试验方法,国家标准培训资料（提纲）,目 录,概 述 一.GB/T22802与GB/T22887新旧标准对比 二.GB/T22802标准技术内容说明 三.GB/T22802引用标准介绍说明 四.GB/T22802采用ISO689298技术说明,概述 GB/T228 标准发展历史,GB228-1963 金属拉力试验法（制定）GB228-1976 金属拉力试验法（第1次修订）GB228-1987 金属拉伸试验方法（第2次修订）GB228-2002 金属材料 室温拉伸试验方法（第3次修订）,第一部分 新旧标准对比,合并修订后的新标准，在技术内容覆盖面，技术要求和相关规定等方面有较大

9、的变动和差异，主要方面的对照见资料表21，表22，表23。,表21 金属材料室温拉伸试验方法修订前后主要技术内容比较,表22 性能名称对照,第二部分 标准技术内容说明,第一节 标准的合并修订国家标准GB/T2282002金属材料拉伸试验方法合并修订三个拉伸试验标准：GB/T2281987金属拉伸试验方法GB/T30761982金属薄板（带）拉伸试验方法GB/T63971986金属拉伸试验试样,第二节 拉伸性能的测定,本标准定义了12种可测拉伸性能，这些性能是：强度性能：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）规定残余延伸强度（Rr）抗拉强度（Rm

10、）,塑性性能,屈服点延伸率（Ae）最大力总伸长率（Agt）最大力非比例伸长率（Ag）断裂总伸长率（At）断后伸长率（A）断面收缩率（Z）,金属拉伸曲线分析,金属拉伸曲线分析,a oa弹性变形阶段 线性 可逆性 b ab滞弹性变形阶段 非线性 滞后性c bc微塑性变形 不可逆性d cde屈服阶段 塑性变形急剧增加e e f应变硬化阶段 塑性变形均匀连续f f g缩颈变形阶段 产生缩颈变形g 断裂,金属材料典型拉伸曲线,关于金属的拉伸试验速率,1 试验速率的本质2 试验速率的方式3 试验速率方式的评价分析4 拉伸速率对性能的影响5 拉伸速率的规定6 应力速率与应变速率的转换,金属拉伸试验标准对试验

11、速度的规定,测定拉伸性能对试样的要求,1 标距2 平行长度3 过渡半径4 矩形试样宽厚比5 试样头部形状6 圆形截面比例试样7 矩形截面比例试样8 扁材、线材试样9 直径小于4mm线材试样10 管材试样,断后伸长率测量要点,1 断样处于同一轴线2 断面适当接触3 直接测量条件4 移位法测量5 自动法测量（下述6点）6 A5%测量方法7 表示方法与换算8 修约间隔,图334 屈服期间力始终保持增加,规定非比例延伸强度 Rp0.2,非比例延伸量 L（偏离弹性点的变形量）非比例延伸率 p(p L/Le)规定非比例延伸率 p0.2规定非比例延伸强度 Rp0.2 p0.2对应的应力（Rp0.2 Fp/S

12、0）,试样横截面积的测定,1.原则1）产品标准或协议无规定时，要实测尺寸。2）建议量具要求：尺寸 分辨力 0.10.5mm 0.001mm 0.52.0mm 0.005mm 2.010.0mm 0.01mm 10.0mm 0.05mm3)以三处测量的最小横截面为准。4）测量计算的面积至少保留4位有效数字，不少于四位。,2 各类试样S0的测量,1）厚度0.13mm薄板试样：面积准确至2，特薄板试样宽度误差2。2）厚度3mm的板、扁材及尺寸4mm线、棒、型材试样：尺寸测量准确至0.5。3）尺寸4mm线、棒、型材试样：面积测量准确至1。4）管材试样（全截面或条状）：原始横截面测量准确至1。,十一 断

13、面收缩率的测定,1.断面形状：圆形和矩形截面试样。2.其它截面试样Z的测定（见标准19.3条）3.矩形截面试样断面的测量方法：断面最大宽度和最小厚度的乘积。,一 拉伸试验测量不确定度评定原则,拉伸试验测量不确定度是根据误差累计原理，以试验方法标准和相关检定标准为依据评定的。当评定试验结果总分散度时，测量不确定度包括材料不均匀性带入的分散。因此这种评定方法对试验室实际应用是有意义的。评定时要考虑试验方法的特点，采用设备或仪器相应标准规定。,1 相关标准及文件,JJF 10591999 测量不确定度评定与表示基本概念、术语（不确定度、A类不确定度、B类不确定度、合成不确定度、扩展不确定度等）建立测

14、量模型（根据不同试验方法类型）各不确定度的评定（A类、B类、合成、扩展）测量不确定度的报告与表示,GB/T2282002金属材料 室温拉伸试验方法,测定的性能（可测6项强度性能、6项塑性性能）测定相应性能的影响因素分析相关的引用标准,相关引用标准,GB/T168251997 拉伸试验机的检验（相应级别试验机试验力误差规定）GB/T 121602002 单轴试验用引伸计的标定(规定级别引伸计的量程、系统误差要求)GB/T81701987 数值修约规则（有效位数、修约间隔、修约规则）,二.影响性能测定结果准确度的因素,影响拉伸性能测定结果准确度的因素主要归为两大类如下：a)计量参数类：例如试验机级

15、别、引伸计、试样尺寸，包括试样原始横截面尺寸等。b)材料和试验控制参数：例如材料性能的均匀性、试样制备的方法、试样形状及公差、试验速率、试样受力的轴向性、试验温度、数据采集与分析技术、软件的偏差，以及人为误差等。,4 不确定度分量分析,1.与材料无关的未定系统误差标准中规定和相关标准中规定的未定系统误差有：a)允许的测力误差（1级准确度）：1%；b)允许的测应变（位移）误差（1级引伸计准确度）：1%；c)允许的标距误差（1级引伸计）：1%；d)允许的测原始横截面积误差：1%；e)允许的测断后最小横截面积误差：2%。,标准中规定的12种性能，并不是每一种都与上述5种误差分量相关。例如，ReH、R

16、eL和Rm三项性能与力的测量和原始横截面积的测量相关，所以这些性能与a)和d)项误差相关。RP这一性能除与a)和d)项误差相关外，还与b)和c)项误差相关，因为由应变（位移）确定所测的力，而应变（位移）通过引伸计测量的。A这一性能与标距误差和延伸测量误差（采用引伸计方法测）相关，即与c)和d)项误差相关。Z这一性能与原始横截面积和断后最小横截面积测量误差相关，即与d)和e)项误差相关。,2.试验控制参数（应变速率）引起的等效误差,应变速率对性能测定的影响与材料有关，应事前进行测定，以得到等效误差。表332（即标准附录J的表J2）给出了在允许的应变速率范围内对于5种材料室温规定非比例延伸强度（R

17、P0.2）测定的等效误差示例。,五.抗拉强度测量不确定度示例,1 数学模型 按抗拉强度公式计算。2 分量分析 a)一组重复的试验数据（3个来源）b)试验力分量（2个来源）c)试样面积误差分量（1个来源）d)拉伸速率（对于Rm测定不考虑）e)结果的修约3 不确定度合成4 扩展不确定度4 结果的表示,1 基本公式,2 不确定度分量分析,a）用一组试验数据得到A类不确定度分量 用10支d=10mm圆形截面试样在同一条件下重复试验，测出的强度均值Rm600N/mm2（591609N/mm2），试验结果包括了材料分散度在内。平均值的计算：求出标准偏差：,A类标准不确定度计算,A类标准不确定度：相对不确定

18、度分量：,b）试验力引入的不确定度分量,示值误差引入的分量：1级拉力试验机力示值最大允许误差为1.0，按均匀分布考虑：标准测力计引入的分量：标准规定为0.3级标准测力仪，不确定度为0.3，置信因子为2：最大力相对标准不确定度:,c)试样形状公差引入的不确定度分量,标准附录B规定试样尺寸应测量准确至0.5，即横截面测量最大允许误差为1.0，按矩形分布考虑，则：,d)修约引入的不确定度分量,标准规定，对于抗拉强度600N/mm2的修约间隔为5N/mm2,按均匀分布考虑，修约引入的不确定度分量为：,3 不确定度合成,4.扩展不确定度,置信概率95 Kp2U95rel=22.36=4.72,5.拉伸测量不确定度的表示,相对测量扩展不确定度表示为：Rm600N/mm2，U95rel=4.72,