T_CSTM 00794-2022 钢板拉伸试验 原位图像采集.docx

T/CSTM 007942022前言本文件参照 GB/T 1.12020 标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则，GB/T 20001.42015标准编写规则 第 4 部分：试验方法标准的规定起草。本文件由中国材料与试验标准化委员会综合标准标准化领域委员会（CSTM/FC99）提出。本文件由中国材料与试验标准化委员会综合标准标准化领域委员会（CSTM/FC99）归口。1T/CSTM 007942022钢板拉伸试验 原位图像采集重要提示: 使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围本文件规定了在室温和高温状态下，钢板拉伸试验原位图像采集的的方法，包含仪器设备、样品、试验步骤、原位试验数据、试验报告等。本文件适用于指导钢板（0.1mm10mm）拉伸试验原位图像采集参数的确认。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 228.1-2021 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法GB/T 228.2-2015 金属材料 拉伸试验 第 2 部分：高温试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1原位拉伸  in-situ tensile在拉伸试验过程中，通过原位检测装置，监测、追踪、显示和记录被测试样表面的变形过程。3.2材料性能表征装置  material performance characterization device测试仪中实现监测、追踪、显示和记录被测试样的位移或应变变化观性能的装置。包括但不限于：高速摄像仪、红外热像仪、三维数字散斑成像系统等。3.3原位监测  in-situ monitoring在试验过程中，测试仪通过成像装置对试样的微观变形、损伤、组织形貌等进行的全程实时监测。3.4常温散斑  room temperature bio-speckle使用常温散斑漆喷涂样品，得到应变采集载体，用于室温下拉伸试验原位图像采集。2T/CSTM 0079420223.5高温散斑  elevated temperature bio-speckle使用耐高温散斑漆喷涂样品，得到应变采集载体，用于高温下拉伸试验原位图像采集。3.6背景辐射 background  radiation高温炉内物体温度升高带来的背景辐射光线，试验中会对拉伸原位图像采集产生干扰。4仪器和设备4.1原位采集成像装置成像装置应能确保试样上指定观测点始终处于成像装置的视场内，一般由一台或两台相机组成；调整成像装置应确保被测点初始位置与最大移动位置的距离不超过成像视野宽度及高度的 50%。成像装置在原位监测中，当温度加热到 1000高温情况下应确保成像清晰，具有良好的对比度。成像装置在试验中应具有更换观测点并进行原位监测的能力。4.2背景抑制滤光片推荐使用具备带宽30nm，截止深度为OD值2，50%强度带宽为 ±15nm，使用波长为455nm 的窄带滤光片，带有与原位图像采集的镜头稳固连接的螺纹或卡箍。4.3蓝光光源增强推荐使用光源最大功率不小于200w，主峰波长为 455nm，50%强度带宽±10nm的蓝光光源，用于高温样品的反射光强度，光源功率无极可调。4.4原位处理软件具备控制原位采集装置、记录原位影像、分析原位图像结果的软件。5样品5.1样品制备样品制备见 GB/T 228.1-2021 附录 E 或 GB/T 228.2-2015 附录 A 中板材样品的加工尺寸及加工要求。5.2常温散斑喷涂检查 5.1 中金属板材样品表面，如有毛刺用 P600-P800 目砂纸打磨平整。表面喷涂两遍白色自喷漆，要求全覆盖且厚度均匀。常温晾干后均匀喷涂黑漆，黑漆以点状均匀分布在试样表面，要求黑斑分散无聚集。5.3高温散斑喷涂检查 5.1 中金属板材样品表面，如有毛刺用 P600-P800 目砂纸打磨平整。用无水乙醇分别溶解白色和黑色耐高温粉末，将白色溶液均匀喷涂在样品表面，要求全覆盖且厚度均匀，室温晾干后，喷涂黑色溶液，要3T/CSTM 007942022求黑色颗粒以点状分布在试样表面，要求分散无聚集。室温至 500的范围内，按照上述方法喷涂样品。500-1000范围内，推荐使用 DB5012 耐高温胶作为溶剂，分别与 C-SiC 和 CoO 粉末融合，作为白色和黑色涂料（也可以选用其他耐高温喷涂材料）。6试验步骤6.1试验准备及试样前期处理试验进行前，确保试验机及被测样品符合标准 GB/T 228.1-2021 和 GB/T 228.2-2015 的规定，原位采集硬件及软件经过标定，满足采集要求。6.1.1硬件调试6.1.1.1 确定相机位置将激光导航点对准标定板中心，调整相机横向、径向位置，使相机的十字架（或其他定位标志）对准激光导航点。6.1.1.2 确定相机焦距松开相机焦距固定装置，旋转镜头或调整曝光模式至图像清晰。6.1.1.3 确定光圈将图像调为彩色模式，松开光圈螺栓将图像调整至蓝紫相间状态，锁紧光圈螺栓，光圈值一般位于 F5.6到 F8 之间。6.1.2软件调试根据相机（或其他图像采集装置）采集软件说明书要求，进行软件调试，调试完成后在控制软件内得到清晰、完整的原位图像。6.2背景辐射的抑制在对超过 600的高温拉伸试验，进行原位采集时，推荐使用带宽 30nm，截止波长为 OD2 的 455nm 的窄带滤光片，固定在原位图像采集的镜头上，抑制金属高温红色光辐射影响。6.3蓝光光源增强在对超过 600的高温拉伸试验，进行原位采集时，推荐使用功率大于 200w,，主峰波长 455nm 的蓝光光源，提供额外的照度，用于补偿背景光抑制后光线强度不足的问题。6.4试验过程6.4.1开启原位采集及记录装置。6.4.2按 GB/T 228.1-2021 或 GB/T 228.2-2015 规定的方法完成拉伸试验。6.4.3停止原位采集及记录装置，保存原位影像文件。7原位试验数据分析原位影像文件，得出拉伸试验中板材断裂过程的原位图像（示例见附录A），得出原位图像，可以进行钢板拉伸试验过程中裂纹萌生、扩展直至断裂的分析断裂行为。4T/CSTM 0079420228试验报告试验报告应当包括下列内容：a） 识别样品、实验室和试验日期所需的全部资料；b） 测定中发现的异常现象；c） 对结果可能产生影响且本文件中未作规定的各种操作行为；d） 图像资料；e） 断裂行为分析结果等。5T/CSTM 007942022附录 A（资料性）应用示例A.1 样品制备按 GB/T 228.2-2015 附录 A 加工拉伸样品后，按 5.3 条进行高温散斑油漆喷涂，如图 A.1 所示。图 A.1 拉伸样品A.2 原位采集试验台示意图和实际架构如图 A.2 所示。）原位采集试验台示意图）实际架构示意图图 A.2  原位采集试验台和实际架构示意图A3按第 6 章进行硬件及软件调整，具体步骤如下：1）硬件调整6T/CSTM 007942022打开高温炉炉门、调整辅助激光点使其对准试样标距段中心、调整相机角度及焦距、安装滤光片开启光源、按顺序调整相机及光源偏振片角度使反光区域面积最小、调整光圈值在“false color”模式得到清晰的蓝紫图像，即完成硬件调整；2） 软件调整将标定板置于高温炉中心位置，依据软件说明书完成软件调整。A.4 原位图像采集启动试验机及原位采集装置，开启试验，根据实际需求，选取适当的原位图像，分析样品所需区域的应力及应变情况。试验结束后截取采集到的原位图像如图.3 。70 秒12 秒12 秒24 秒36 秒断裂T/CSTM 007942022图A.  原位图像8T/CSTM 007942022附录 B（资料性）起草单位和主要起草人本文件起草单位：中汽研汽车检验中心（天津）有限公司、吉林大学、中国建材检验认证集团股份有限公司、浙江国检检测技术股份有限公司、鞍钢股份有限公司、中关村材料试验技术联盟、必维诚硕科技（上海）有限公司、中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司、鞍钢集团钢铁研究院、必维诚硕科技（上海）有限公司天津分公司、天津市产品质量监督检测技术研究院检测技术研究中心 、泛亚汽车技术中心有限公司。本文件主要起草人：谢宇、李明贺、张仲荣、石荣洲、王焰孟、李传杰、田立然、赵宏伟、邱岩、徐利霞、姚丙南、孟宪明、杜天强、金秀英、苏洪英、管建羽、李旭、董帅、王鹏、马双伟、杨秀光、王慧、吴昊、马德隆、周建、许佳焱_9