金属高温拉伸实验方式GB433884.docx
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金属高温拉伸实验方式GB433884
金属高温拉伸实验方式GB4338-84
本标准适用于在100~1100℃测定金属材料的规定非比例伸长应力、屈服点、抗拉强度、伸长率、断面收缩率等拉伸性能。
1一样规定
1.1概念
1.1.1试样平行长度:
试样两头部之间的平行部份的长度。
1.1.2试样标距:
拉伸实验进程中的任一时刻,用以测量试样伸长的那一部份长度。
a.试样原始标距:
室温下,拉伸前试样的标距。
b.试样断后标距:
试样拉断后,在室温下将断裂的两段对接在一路,使其轴线同处于一直线上时的标距。
1.1.3引伸计原始标距:
引伸计测量试样伸长的原始长度。
1.1.4负荷:
拉伸实验进程中试样经受的轴向拉力。
1.1.5应力:
拉伸实验进程中的任一时刻,负荷除以试样原始横截面面积的商。
1.1.6规定非比例伸长应力:
在实验温度下,拉伸实验加荷进程中,试样标距部份的非比例伸长达到规定原始标距的百分数(本标准所测定非比例伸长应力系指大于或等于0.1%非比例伸长的应力。
一样测定0.2%非比例伸长应力)时的应力。
1.1.7屈服点:
在实验温度下,试样的拉伸进程中,达到产生塑性变形而负荷不增加仍能继续伸长时所对应的应力。
1.1.8上屈服点:
在实验温度下,试样在拉伸进程中,试样发生屈服而负荷第一次下降前的最大负荷所对应的应力。
1.1.9下屈服点:
在实验温度下,试样在屈服时期最低负荷所对应的应力。
当显现多个负荷降低的凹谷时,应为第一个凹谷以后最低负荷所对应的应力。
1.1.10抗拉强度:
在实验温度下拉伸实验进程中,试样经受的最大负荷所对应的应力。
1.1.11伸长率:
试样拉断后,在室温下原始标距的增量与原始标距的百分比。
1.1.12断面收缩率:
试样拉断后,在室温下原始横截面最大缩减量与原始横截面积的百分比。
1.2符号,名称及单位见表1;
表1
符号
名称
单位
符号
名称
单位
a0
试样原始厚度
mm
Psu
上屈服负荷
N(kgf)
b0
试样原始宽度
mm
Ps
下屈服负荷
N(kgf)
d0
试样原始直径
mm
Pb
最大负荷
N(kgf)
d1
试样断后最小直径
mm
σe
规定非比例伸长应力
N/mm2(kgf/mm2)
L0
试样原始标距
mm
σs
屈服点
N/mm2(kgf/mm2)
L
试样总长度
mm
σsu
上屈服点
N/mm2(kgf/mm2)
L1
试样断后标距
mm
σsL
下屈服点
N/mm2(kgf/mm2)
Lc
试样平行长度
mm
σb
抗拉强度
N/mm2(kgf/mm2)
Le
引伸计原始标距
mm
δs
伸长率
%
F0
试样原始横截面面积
mm2
ψ
断面收缩率
%
F1
试样断后最小直径处横截面面积
mm2
ε
规定非比例伸长率
%
Pe
规定非比例伸长负荷
N(kgf)
n
伸长放大倍数
Ps
屈服负荷
N(kgf)
t
规定试验温度
℃
注:
能够采纳1kgf≈9.81N,1N/mm2=1MPa的换算关系。
2试样
2.1试样的形状及尺寸
2.1.1圆形比例试样:
见图一、表2,试样原始标距按L0=5d0计算,试样平行长度L0≥L0+d0,试样头部依如实验机夹具尺寸确信,一样采纳螺纹连接。
图1圆形比例试样
表2圆形比例试样各部份尺寸mm
序号
d0
D
R
H
L0
Le
L
1
10
M16×2
10
20
50
60
113
2
5
5
15
25
30
69
3
3
M6×1
3
8
15
18
39
注:
d0=3mm的试样需两边协议后方能利用。
2.1.2板状比例试样:
本标准试样宽度为1五、20mm两种,试样原始标距按L0=
计算,标距内最大宽度与最小宽度之差不大于,试样厚度为产品厚度并保留原表面。
试样平行长度,
,试样头部依如实验机夹具确信,一样采纳销孔连接,见图二、表3。
图2板状比例试样
表3板状比例试样各部尺寸mm
序Le号
a0
b0
B
H
C
d
L0
L
1
15
38
45
22
10
35
169
2
15
38
45
22
10
45
178
3
15
38
45
22
10
50
185
4
15
38
45
22
10
60
192
5
20
50
60
30
15
75
243
6
20
50
60
30
15
80
248
7
20
50
60
30
15
85
253
注:
①扳材厚度大于7mm;在有关标准无规按时可加工成Ф5mm圆形试样。
②试样原始标距按标称尺寸计算。
2.1.3圆形试样测定规定非比例伸长应力,也要采纳图3、图4的试样。
图3直径为5mm圆形试样
图4直径为10mm的圆形试样
2.1.4板状试样测定规定非比例伸长应力,也可采纳图五、图6的非比例试样。
图5试样宽度为6mm的板状试样
注:
b0=6mm的试样需两边协议后方可利用。
图6试燕宽度为15mm的板状试样
注:
用于测定非比例伸长应力的圆形、板状试样的凸台部份可依照引伸计结构自行设计。
2.1.5有关标准或两边协议规定采纳其他类型试样,可按其规定执行。
2.2样坯切取及试样制备
2.2.1样坯切取的数量、部位、取向应按有关标准或两边协议规定。
2.2.2切取样坯和机加工试样时,应避免因冷加工或热阻碍而改变材料的性能。
2.2.3机加工后的试样应平直、无毛刺、划伤及其他人为损伤。
2.2.4对伸长率低的材料,可采纳平行长度中间处的直径(宽度)比其两头稍小,但其差不该超过直径(宽度)的0.5%。
试样表面应滑腻,无明显划痕,并应在报告中注明。
3实验设备
3.1实验机
3.1.1各类类型拉伸实验机都可利用,其误差应符合以下要求:
a.负荷示值误差不该超过±1%;
b.负荷变更度不该超过1%;
c.负荷进回程示值相对差不该超过2%;
d.实验机和夹具应能使试样正确地经受轴向负荷,负荷同心度不该超过15%。
3.1.2实验机应具有调速指示装置,其速度能在本标准规定的范围内操纵和调剂,并维持加卸荷平稳,无冲击现象。
3.1.3实验机应由国家计量部门按期检定。
3.2加热装置
3.2.1可采纳辐射式或其他形式加热炉对试样加热,但加热炉炉膛均热带长度不得小于试样原始标距的2倍。
3.2.2测定炉膛均热带长度时,在所测定的范围内温度误差及温度梯度应符合表4规定。
表4
试验温度
温度偏差
温度梯度
<600
±3
3
600~900
±4
4
>900~1100
±5
5
注:
①温度误差:
买测温度与规定温厦之差。
②温度梯度:
所有被测温度之差的最大值。
3.3温度测量装置
3.3.1测量或记录试样温度所采纳的热电偶、补偿导线、电子电位差计、毫伏计等均应按国家计量局公布的检定规程进行按期检定。
测量仪器的灵敏度不大于1℃,精度不低于0.1级,温度记录仪的精度不低于0.5%。
3.3.2热电偶的参考端温度维持恒定,误差不该超过±℃。
3.4引伸计
3.4.1引伸计应进行标定,标按时引伸计的工作状态尽可能与实验工作状态相同,引伸计的标定与分级方式见附录A。
3.4.2通过标定的引伸计,在日常实验前应注意检查,即在全量程内标定一组完整的数据,用原标定系数计算查对应变误差,当发觉异样或经利用一段时刻后,仍需要按附录A的方式从头进行标定。
3.4.3引伸计应符合以下要求:
a.测定规定非比例伸长应力和屈服点的引伸计应能测定试样相对双侧面的平均伸长。
引伸计最大应变示值误差为0.0002。
b.引伸计实际标距与标称标距的误差不该大于±0.5%。
c.引伸计伸长进回程示值相对误差不该大于0.5%。
注:
引伸计实际标距系指引伸计装卡试样E测量试样伸长的实际标距。
4试样尺寸的测量
4.1圆形试样直径,应在试样标距两头及中间处,两个彼此垂直方向,用精度不低于的量具测量。
4.2板状试样宽度、厚度应在试样标距两头及中间处,用精度不低于的量具测量。
4.3试样的原始横截面面积应取三处测定的横截面积中最小值。
4.4试样原始标距应修约到5mm的倍数,小于的数值舍去,等于或大于的修约为5mm。
4.5关于测定伸长率试样,应在平行部份表面上选用小冲点、细划线或其他相应标记做出两个或一系列等分的标记以说明标距,但不得阻碍性能测定。
4.6原始标距的标记应准确,一样误差不该大于±,但关于伸长率低的材料那么不该大于±。
5实验条件
5.1试样加热与温度测量
5.1.1当试样原始标距小于或等于50mm时,两头各绑一支热电偶。
当试样原始标距大于5mm时,在两头及中间各绑一支热电偶。
5.1.2试样装入炉后,一样应在1h内加热至规定的实验温度,待温度稳固后保温很多于15min时,在保温时刻内直至试样断裂前实验温度应符合表4规定。
5.1.3热电偶的测量端与试样表面应紧密接触,并应避免灼热炉壁直接辐射。
5.2拉伸速度:
除有关标准或两边协议还有规定外。
emm/min。
仲裁实验的应变速度为0.005/min。
emm/min。
6性能测定
6.1规定非比例伸长应力的测定
6.1.1规定非比例伸长应力用负荷伸长作图法测定。
在负荷伸长曲线上自弹性直线段与横坐标轴的交点O起,截取一相当于规定非比例伸长的距离OC(OC等于n•Le•ε%),过C点作平行于弹性直线段的CA线交于负荷-伸长曲线于A点。
A点对应的负荷即为规定非比例伸长负荷,见图7口。
规定非比例伸长应力按式
(1)计算:
(1)
绘制负荷伸长曲线时,负荷坐标轴每毫米所代表的负荷应使力不大于10N/mm2(1kgf/mm2);负荷伸长曲线的高度使R处于负荷轴的1/2以上,伸长轴放大倍数的选择应使图中OC段的长度不小于5mm。
注:
①引伸计在炉外部份,不该受环境温度转变阻碍。
②当引伸计标距不等于试样原始标距时,以引伸计实际标距计算非比例伸长,原始标距按2.1.1,2.1.2规定。
6.1.2若是负荷伸长曲线无明显直线段,以致采纳一样方式不易确信规定非比例伸长负荷时,可采纳以下方式确信。
以BD连线为基准,按作平行线法确信非比例伸长负荷,见图7b。
注:
第一从负荷伸长曲线直观估量P的值.确信B、D两点连线,而作平行线法求出第一次逼近的P值,以此值作第二次逼近,一样作两次逼近已足够,以最后一次确信B、D两点连线的斜率为基准,确家规定非比例伸长负荷。
6.1.2.2滞后环法:
对试样持续加荷至超过预期规定非比例伸长应力对应的负荷后,当即将负荷卸至约所加负荷的10%,接着再持续加荷,同时绘出加荷-卸荷-再加荷的负荷伸长曲线,利用卸荷与再加荷线所组成的滞后环。
过滞后环两头点作一直线,依照6.1.1作平行线法确信规定非比例伸长负荷,见图7c。
图7规定非比例伸长应力的曲线
注:
①在生产查验中圆形试样能够利用负荷夹头位移作图法测定规定非比例伸长应力σ,确信规定非比例伸长负荷P,按6.1.1,6.1.2规定,仲裁实验那么采纳负荷-伸长作冈法。
②采纳两点法或滞后环法,由两边商定。
6.2屈服点的测定
6.2.1除有关标准或两边协议还有规按时,一样对具有上下屈服点的材料,应测定其下屈服点,并以屈服点的符号σs表示。
无明显屈服现象的材料,一样应测定其规定非比例伸长应力σ。
6.2.2负荷伸长作图法:
在自动装置绘出的负荷-伸长曲线上,找出屈服平台的恒定负荷或屈服时期的最低负荷,当显现多个负荷下降的凹谷时,应取第一个凹谷以后的最低负荷作为屈服负荷,见图8。
屈服点按式
(2)计算:
(2)
绘制负荷-伸长曲线时,负荷轴的选择与6.1.1相同。
伸长轴放大倍数一样不该小于50倍。
图8屈服点的应力-癌变随线
6.2.3负荷—夹头位移作图法,在自动记录装置绘制的负荷—夹头位移曲线上确信屈服负荷。
屈服负荷的确信、屈服点的计算、负荷轴和伸长轴放大倍数的选择均与6.2.2相同。
6.2.4指针法:
在生产查验中许诺利用此方式测定屈服负荷,即在实验温度下,对试样持续加荷,读取当测力表盘指针停止转动时指示的恒定负荷或指针回转期间指示的最低负荷。
当指针显现多次回转时,应读取第两次回转以后指示的最低负荷。
仲裁实验那么采纳负荷-伸长作图法。
6.3抗拉强度的测定
在实验温度下,对试样持续加荷,从测力表盘或负荷—申长曲线、负荷—夹头位移曲线上读取最大负荷,见图9。
抗拉强度按式(3)计算:
(3)
6.4伸长率的测定
图9抗拉强度的应力-应变曲线
6.4.1断后标距L1的测量:
在室温下,将拉断后试样的两段在拉断处紧密对接在一路,使其轴线同处于一直线上,现在拉断处的裂缝应计人试样断后的标距L1内,L1用下述方式之一测量。
6.4.1.1若是拉断处到最临近的标距端点的距离大于L0/3时,可直接测量标距两头点距离即为L1。
6.4.1.2若是拉断处到最临近的标距端点的距离小于或等于L0/3时,直接测量标距两头点距离.所测定的伸长率不完全代表材料性能,应在报告中注明。
6.4.2测量断后标距L1,用精度不低于的量具测量。
6.4.3伸长率按式(4)计算;
(4)
注:
若是直接测量所求得的伸长率达到有关标准规定的最小值,那么不管拉断处位于标距何处,实验结果仍为有效。
6.5断面收缩率的测定
6.5.1在室温下将断后圆形试样的两段在拉断处紧密对接在一路,使其轴线同处于一直线上。
在其直径最小处的两个彼此垂直方向上测量其直径,用二者的算术平均值计算断后最小直径横截面积F1。
6.5.2测量断后最小直径,用精度不低于的量具测量。
6.5.3断面收缩率按式(5)计算:
(5)
注:
除技术条件还有规按时,板状试样意外定断面收缩率。
7实验结果处置
7.1测得性能数值的修约
按相应标准规定位数修约,在所需位数后一名均按GB1.1-81《标准化工作导那么编写标准的一样规定》附录C数字修约规那么执行。
7.2实验显现以下情形之一者,实验结果无效,现在应补做一样数量的实验。
a.试样断在标记上或断在标距外,而且造成其中一项或多项性能不符合规定要求者;
b.实验中操用不妥;
c.实验期间仪器发生故障;
d.试样拉断后显现两个或两个以上缩颈。
8实验记录及实验报告
8.1实验原始记录应包括以下内容:
a.委括单位、材料牌号、规格及炉号;
b.试样编号及尺寸;
c.实验温度及保温时刻;
d.实验机型号及拉伸速度和引伸计类型;
e.实验员及实验日期。
8.2依照要求实验报告包括以下内容:
a.屈服点;
b.规定非比例伸长应力;
c.抗拉强度;
d.伸长率;
e.断面收缩率;
f.校对和审核者。
附录A
引伸计的标定与分级方式
(补充件)
本方式适用于标定自动记录长度转变的引伸计。
A.1概念
A.1.1引伸计:
测定试样伸长装置,它包括变形传感器和记录或指示装置。
A.1.2引伸计原始标距:
引伸计测量试样伸长的原始长度。
A.1.3伸长示值:
引伸计标距相对原始标距转变的指示值。
A.1.4应变:
标距内单位长度的伸长。
A.1.5标定:
测定引伸计伸长示值与标定器给定位移的关系。
A.1.6伸长放大倍数:
引伸计伸长示值与标定器给定位移量关系曲线的斜率。
A.1.7标定系数:
标定器的位移量与引伸计标距和引伸计伸长示值乘积之比。
标定系数乘以引伸计伸长示值即可得相应的应变,用式(A1)表示:
(A1)
式中,f-标定系数;
Le-引伸计原始标距;
△l-标定器给定位移理;
△le-引伸计伸长示值。
A.1.8应变示值误差:
引伸计的应变示值减去标定器给定的应变值。
A.1.9引伸计品级:
规定的应变示值误差级别。
A.2标定器
A.2.1标定器是用以对被标定的引伸计施加精准位移量的仪器。
它由刚性支架、两个严格同轴的心轴或装卡引伸计的夹具、精准测量沿心轴轴向位移转变的测微计(或千分表,下同)组成。
引伸计装卡于上下心轴上,一个心轴固定,另一个心轴与测微计结合,并可南测微计上下带动而转变与固定心轴的相对距离。
A.2.2标定器的精度能够用干与仪或块规标定,标定器许诺误差不大于引伸计许诺误差的1/3。
A.2.3标定器测微计的最小分度不大于。
A.2.4标定器应具有标定不同结构型式引伸计的能力。
A.3标定
A.3.1标定是在室温下进行的,室温应尽可能恒定标定前,引伸计与标定器应置于标定地址足够长的时刻,确信与周围环境温度达到平稳后才能开始标定。
A.3.2标按时引伸计的工作状态尽可能与利历时正常的工作状态(例如标距、放大倍数、增应变或减应变、装卡方式、室温等)相一致。
A.3.3标按时引伸计标距的误差应符合表A1规定。
表A1
序Le号
a0
b0
B
H
C
d
L0
L
1
15
38
45
22
10
35
169
2
15
38
45
22
10
45
178
3
15
38
45
22
10
50
185
4
15
38
45
22
10
60
192
5
20
50
60
30
15
75
243
6
20
50
60
30
15
80
248
7
20
50
60
30
15
85
253
A.3.4应警惕地把引伸计的变形传感器装卡于标定器上。
建议在正式开始标定前,旋动标定器使从零点进程到满量程10%左右,然后退回零点,重复两次。
最后一次退过零点然后进到零点,现在作为引伸计的零点。
将标定的全量程的位移量分成8~10级(建议分成10级),旋动测微计逐级施加位移量,引伸计自动记录相应的长度转变,直到满量程为止。
然后将标定器退回到零点,卸下引伸计的变形传感器并从头装卡,按上述程序重复进行标定。
重复装卡和标定两次,共得三组完整的引伸计自动记录数据。
A.4引伸计应变示值误差及分级
A.4.1在每级位移量下计算引伸计的应变示值误差(计算时取零点到每级的位移量)。
A.4.2从三组完整的标定数据中计算出引伸计应变示值误差,其最大值即为引伸计的最大应变示值误差。
A.4.3引伸计以其最大应变示值误差分级,规定如表A2。
表A2
引伸计等级
允许最大应变示值误差
A
B
C
D
E
A.5引伸计伸长进回程示值相对误差
引伸计伸长进回程示值相对误差就符合表A3规定。
表A3
引伸计等级
进回程示值相对误差.%
A
B
C
D
E
注:
示引伸计全量程内分8~10级,作一次进程和回程标定,算出各级进回程差与进程的百分比,取最大值为引伸计的伸长进回程示值相对误差。
A.6引伸计标定系数和应变示值误差的计算
A.6.1标定数据
设引伸计全量程内分成m级(m规定为8~10),从第1级起依次各级由标定器给定的位移量为△l1,△l2,△l3,……,△lj.……,△lm
关于标定器所给定的位移量,引伸计对应的三组伸长示值为:
△le11,△le12,△le13……△le1j,……,△le1m
△le21,△le22,△le23……△le2j,……,△le2m
△le31,△le32,△le33……△le3j,……,△le3m
注:
如引伸计的伸长示值是经记录图表方式给出.应用精度不低于0.02mm的量具测量其每级伸长。
A.6.2标定系数的计算
将引伸计的三组伸长示值取其平均值。
即:
从而取得一组引伸计伸长示值的平均值与标定器给定位移量相对应的数据。
即:
△l1,△l2,△l3,……,△lj.……,△lm
用最小二乘法成立引伸计伸长示值平均值与标定器给定位移量之间的线性关系。
而所求得的线性方程的斜率n为引伸计的伸长放大倍数,按式(A2)计算:
(A2)
式中:
m-全量程内所分的级数。
标定系数按式(A3)计算:
(A3)
式中:
f-标定系数;
Le-引伸计原始标距;
n-伸长放大倍数。
标定系数所取的位数,一样比规定最大应变示值误差(见表A2)的位数多保留一名。
A.6.3引伸计应变示值误差的计算
引伸计应变示值误差按式(A4)计算:
(A4)
i=1,2,3。
j=1,2,3,……m。
式中:
△eij-第i组第j级伸长示值对应的应变示值误差;
f-标定系数;
△leij-第i组第i级伸长示值;
ej-标定器给定的第j级位移量对应的应变值(等于△lj/Le)。
A.7标定报告
标定报告应包括以下内容;
a.引伸计名称、型号;
b.引伸计匣始标距;
c.标定器和引伸计的标定数据;
d.伸长放大倍数;
e.标定系数;
f.引伸计最大应变示值误差;
g.引伸计伸长进回程示值相对误差;
h.引伸计品级;
i.标按时的室温;
j.标定者及标定日期。
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