JISZ2241.2011金属材料拉伸试验方法.doc

''目 次1 适用范围. . . 2 规范性引用文件. . 3术语和定义. 4 符号和说明. 2 5原理. . . 8 6 试样. 18 6.1形状及尺寸. . 18 6.2试样种类. . . 18 6.3试样加工. . 19 7 原始横截面积的测定. 21 8 原始标距的标记. 21 9 试验设备的准确度. 22 9.1试验机.22 9.2延伸计.22 10 试验条件.22 10.1试验零点的设定.22 10.2试样夹持方法.22 10.3试验速度. 23 11 上屈服强度的测定. 24 12 下屈服强度的测定. 25 13 规定塑性延伸强度的测定.25 14 规定总延伸强度的测定. 25 15 规定残余延伸强度的验证和测定.25 16 屈服点延伸率的测定. 26 17 最大力塑性延伸率的测定. 26 18 最大力总延伸率的测定.26 19 断裂总延伸率的测定.26 20 断后伸长率的测定. 27 21 断面收缩率的测定. 28 22试验报告. 28 23测量不确定度.29 23.1一般.29 232试验条件.29 23.3试验结果. 29 附录A(参考附录)计算机控制拉伸试验机使用的建议.30 附录B（规范性附录）厚度0.1mm<3mm 薄板和薄带使用的试样类型.31 附录C(规范性附录)直径或厚度小于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型.34 附录D(规范性附录)厚度等于或大于3mm 板材和扁材以及直径或厚度等于或大于4mm 线材、 棒材和型材使用的试样类型.35 附录E (规范性附录)管材使用的试样类型. 43 附录F(参考附录)考虑试验机柔度估计的横梁分离速率. 46 附录G（参考附录）断后伸长率低于5%的测定方法. 47''附录H(参考附录)移位法测定断后伸长率. 48 附录I（(参考附录）棒材、线材和条材等长产品的无缩颈塑性伸长率的测定方法.50 附录JA(参考附录). 51 附录JB（参考附录）. .52 附录JC(参考附录)JIS与国标对照表.55''日本工业规格Z2241：2011 金属材料拉伸试验方法 Metallic materials -Tensile testing -Method of test at room temperature 序文 本标准修改采用国际标准ISO 6892-1：2009金属材料 室温拉伸试验方法 。 本标准的整体结构、层次划分、编写方法和技术内容与ISO/DIS 6892：2007基 本一致，与国际标准差异之处见附件JC。1 适用范围 本标准规定了金属材料拉伸试验方法（在室温10-35） 注：本规格的定义、符号和说明与国际标准相同 ISO 6892-1：2009Metallic materials -Tensile testing -Method of test at room temperature （MOD） 对应程度为MOD，依照 ISO/IEC Guide 21-1，MOD为修订之意。 试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。 本标准适用于金属材料室温拉伸性能的测定。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。对于引用文件，其 最新版本适用于本标准。 JISB7721拉力试验机- 拉力或压力机测力系统的检验与校准 注：对应国际标准ISO 7500-1:2004 Metallic materials-Verification of static uniaxial testing machinesPart 1: Tension/compression testing machinesVerification and calibration of the force-measuring system（MOD） JISB7741试验用引伸计的检定方法 注：对应国际标准ISO/DIS9513:1996 Metallic materials- Verification of extensometers used in uniaxial testing（MOD） JISG0202钢铁术语 JISZ8401 数值修约规则 3 术语和定义 JISG0202 相关术语和定义与下列术语和定义适用于本标准。3.1 标距 Gauge length ，L 测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。3.1.1 原始标距 Original gauge length，L0 施力前的试样标距。''3.1.2 断后标距 Final gauge length，Lu 试样断裂后的标距。3.2 平行长度 Parallel length，Lc试样两头部或两夹持部分（不带头试样） 之间平行部分的长度。3.3 伸长 Elongation 试验期间任一时刻原始标距的增量。3.4 伸长率 Percentage elongation 原始标距的伸长与原始标距之比的百分率。3.4.1 残余伸长率 Percentage permanent elongation 卸除指定的应力后，伸长相对于原始标距的百分率。3.4.2 断后伸长率 Percentage elongation after fracture。A 断后标距的残余伸长（Lu- L0）与原始标距之比的百分率。对于比例试样，若原始标距不为5.65 (S0 为平行长度的原始横截面积)，符号 A 应附以下脚注说明所使用的比例系数，例如，A11.3表示原始标距为 11.3 的断后伸长率。对于非比例试样，符号A 应附以下脚注说明所使用的原始标距，以毫米（mm）表示，例如， mm A80 表示原始标距为80mm 的断后伸长率。3.4.6 屈服点延伸率 Percentage yield point extension，Ae 呈现明显屈服（不连续屈服）现象的金属材料，屈服开始至均匀加工硬化开始之间引伸计 标距的延伸与引伸计标距之比的百分率。3.5 引伸计标距长度 Extensometer gauge length，Le 用引伸计测量试样延伸时所使用试样平行长度部分的长度。 注：，对于测定屈服强度和规定强度性能，建议Le 应尽可能跨越试样平行长度。理想地 Le 应大于L0/2 但小于约0.9Lc。这将保证引伸计能检测到发生在试样上的全部屈服。最大 力时或在最大力之后的性能，推荐Le 等于L0 或近似等于L0，但测定断后伸长率时Le 应等 于L0。3.6 延伸 Extension 试验期间任一给定时刻引伸计标距的增量。3.6.1 延伸率 Percentage extension''用引伸计标距表示的延伸百分率3.6.2 残余延伸率 Percentage permanent extension 试样施加并卸除应力后引伸计标距的延伸与引伸计标距之比的百分率。3.6.4 最大力总延伸率 Percentage total extension at maximum force Agt 最大力时原始标距的总延伸（弹性延伸加塑性延伸）与原始标距之比的百分率。3.6.5 最大力塑性延伸率 Percentage plastic extension at maximum force Ag 最大力时原始标距的塑性延伸与原始标距之比的百分率。3.6.6 断裂总延伸率 Percentage total extension at fracture At 断裂时刻原始标距的总延伸（弹性延伸加塑性延伸）与原始标距之比的百分率。3.7 试验速率 Testing rate3.7.1应变速率 Strain rate，eLt: 试样的总长度 , 单位mm ;: 试样材料密度, 单位gcm-3。''附录 D (规范性附录) 厚度等于或大于 3mm 板材和扁材以及直径或厚度等于或大于 4mm 线材、棒材和型材使用 的试验片类型 D.1 试验片的形状 D.1 试样的形状 通常，试样进行机加工。平行长度和夹持头部之间应以过渡弧连接，试样头部形状应适合 于试验机夹头的夹持（见图 13） 。夹持端和平行长度之间的过渡弧的最小半径应为： 圆形横截面试样， 0.75 d0； 其它试样， 12 mm。 如相关产品标准有规定，型材、棒材等可以采用不经机加工的试样进行试验。 试样原始横截面积可以为圆形、方形、矩形或特殊情况时为其他形状。矩形横截面试样， 推荐其宽厚比不超过 8:1。 一般机加工的圆形横截面试样其平行长度的直径一般不应小于 3 mm。D.2 试样的尺寸 D.2.1 机加工试样的平行长度 平行长度应至少等于 : a) 对于圆形横截面试样以上;b) 对于其它形状试样，。对于仲裁试验，平行长度应为 或 , 除非材料尺寸不足够。D.2.2 不经机加工试样的平行长度 试验机两夹头间的自由长度应足够，以使试样原始标距的标记与最接近夹头间的距离不小于。D.2.3 原始标距 D.2.3.1 比例试样 通常，使用比例试样时原始标距与原始横截面积有以下关系:Lo：原始标距 k：5.65 So：平行部的原始横截面积 圆形横截面的线状或棒状试验片见图 D.1。最好用 D. 1 中的尺寸。''表 D.1-圆形横截面的线状或棒状试验片k平行部的直径 do mm试验片的原始标距mm最小平行部长度 Lo mm5.65注记 平行部长度 Lo 为两夹头之间的距离。 注 a）各种试验片容许直径的范围（试验片必须在此容许差范 围内制作。 ）D.2.3.1 14 号试验片 14A 号试验片的形状及尺寸，见图 D.1。试验片的原始 标距 Lo平行部长度 Lc过渡圆弧半径 R图 D.1-14A 号试验片 平行部位矩形横截面时，Lo=5.65do，六边形横截面时 Lo=5.26do。 平行部长度尽可能为 Lo=7do。 14A 号试验片的两夹头部位的直径，和平行部的直径可以为同一尺寸。此时，两夹头的距 离为 Lc8do。''14B 号试验片的形状及尺寸，见图 D.2。单位 mm宽度 bo试验片的原始标距 Lo平行部长度 Lc过渡圆弧半 径 R厚度 ao材料原来的厚度图 D.2-14B 号试验片14B 号试验片的平行部长度尽量为。14B 号试验片用于管的试验时，平行部的横截面，从管上切下来保持原状即可。 14B 号试验片两夹头部位的宽度可以额平行部的宽度为同一尺寸。此时，平行部的长度为。14B 号试验片的标准尺寸，见表 D.2。最好根据适当的板厚，尽可能总结尺寸并使用。表 D.2-14B 号试验片标准尺寸（参考）单位 mm板厚宽度 bo定标点距离 Lo平行部分长度 Lc超过 5.5，7.5 以下50超过 7.5，10 以下12.5±0.5 6080超过 10，13 以下85超过 13，19 以下20±0.7 100130超过 19，27 以下170超过 27，40 以下40±0.7 205265''D.2.3.1.2 2 号试验片（JIS 独自） 2 号试验片的形状及尺寸，见图 D.3。 2 号试验片用于标称直径（或面宽）为 25mm 以下的棒材。单位 mm直径或面宽试验片的原始标 距 Lo平行部长度 Lc材料原来的 直径或面宽8doLo+2do 以上图 D.3-2 号试验片 D.2.3.2 定型试验片 平行长度 Lo 必须为 Lo+bo/2 以上。有疑问时，提供有足够尺寸的样品。最好是 Lc=Lo+2bo。 D.2.3.2.1 4 号试验片（JIS 独自） 4 号试验片的形状及尺寸，见图 D.4。单位 mm直径 do试验片的原始 标距 Lo平行部长度 Lc过渡圆弧半径 R14±0.55060 以上15 以上图 D.4-4 号试验片 4 号试验片，机械完成平行部。4 号试验片，不能根据图 D.4 的尺寸时，根据，设定平行部的直径及标距也可以。''D.2.3.2.2 8 号试验片（JIS 独自） 注记 8 号试验片用于不需要伸展值的一般铸铁品等的拉伸试验。 8 号试验片的形状及尺寸，见图 D.5。 8 号试验片按照表中所示的尺寸，从中采取。试样区分号试作材料铸造尺寸 （直径）平行部分长度 P直径 D过渡圆弧半径 R8A约 13约 8816 以上8B约 20约 12.512.525 以上8C约 30约 202040 以上8D约 45约 323064 以下图 D.5-8 号试验片 D.2.3.2.3 9 号试验片 9 号试验片，见图 C.1。D.2.3.2.4 10 号试验片（JIS 独自）直径 do原始标距 Lo平行部分长度 Lc过渡圆弧半径 R12.5±0.55060 以上15 以上图 D.6-10 号试验片''D.2.3.2.5 1 号试验片 1 号试验片的形状及尺寸，见 D.7。试样种类宽度 bo定标点距离 Lo平行部分长度 Lc过渡圆弧半径 R厚度 ao 1A40±0.7200220 以上25 以上原始厚度1B25±0.7200215 以上25 以上原始厚度注记 ISO 6892-1 中，规定了试验片的原始标距为 80mm 的试验片。图 D.7-1 号试验片 D.2.3.2.6 5 号试验片 5 号试验片，见 B.2。过渡圆弧半径为 15mm 以上。 D.2.3.2.7 13 号试验片 13 号试验片见 B.2。 D.3 试验片的制备。 机械加工试验片的宽度，直径及边的容许差，见表 D.3 及表 D.4。 容许差的适用例，参见下面内容。 a）使用标称尺寸的机械加工的容许差 横断面积 So 的计算中，不用测定值而用标称尺寸的 情况下，比如对于标称直径 10mm±0.02，表 4 的意思是不应超出以下尺寸。 10mm+0.02mm=10.02mm 10mm-0.02mm=9.98mmb)尺寸变化容许差 表 D.3 中容许差的意思是，满足 a）的机械加工条件标称直径为 10mm 的试验片，测定的最小和最大的直径差不能超过 0.04mm。 所以，试验片最小直径为 9.99mm 时，最大直径不能超过 9.99+0.04mm=10.03mm。''表 D.3-试验片的宽度，直径或边的尺寸变化容许差 单位 mm区分标称宽度，直径，或边尺寸变化容许差 a）360.036100.0410180.04圆形横截面的试验片直径矩形/正方形横截面的试验片四边18300.05360.036100.0410180.0618300.10仅宽度方向两侧进行机加工的板状试验片的宽度30500.10注 a）平行部长度（Lc）全长的试验片宽度，直径或边的最大值与最小值的差表 D.4-使用标称尺寸计算横断面积的容许差 单位 mm区分标称宽度，直径，或边尺寸变化容许差 a）36+0.01610+0.021018+0.03圆形横截面的试验片直径矩形/正方形横截面的试验片四边1830+0.0636+0.01610+0.021018+0.031830+0.06仅宽度方向两侧进行机加工的板状试验片的宽度3050+0.10''注 a）如果在这些容许差内，原始横断面积（So）的计算中也可以用标称尺寸。如果不在这些容许差里面，必须测定所有试验片的尺寸。D.4 横断面积 So 的测定 满足表 D.4 容许差的圆形横截面和四面加工的长方形/正方形的试验片及仅宽度方向两侧进 行机加工的板状试验片的宽度，在原始横断面积的计算中使用标称尺寸也可以。其他形状 的试验片，必须根据各尺寸适当的测定结果计算。 注记 ISO 6892-1 中，规定各尺寸的测定误差不许超过±0.5%。''附录E (规范性附录) 管材使用的试样类型附录E、F、G 、H、I参见国标，与国标等效''附件JA''附件JB 参考 应变速率控制的试验速率（方法A） 本附录等效于ISO 6892-1方法AJB.1 总则 方法A 是为了减小测定应变速率敏感参数（性能）时的试验速率变化和试验结果的测量不 确定度。 本部分描写了两种不同类型的应变速率控制模式。第一种是基于引伸计的反馈而得到。第 二种是根据平行长度估计的应变速率，即通过控制平行长度与需要的应变速率相乘得到的 横梁分离速率来实现。 如果材料显示出均匀变形能力，力值能保持名义的恒定，应变速率和根据平行长度估计的 应变速率大致相等。如果材料展示出不连续屈服或锯齿状屈服或发生缩颈时，两种速率之 间将存在不同。如果随着力值的增加，由于试验机的柔度，估计的应变速率可能会低于应 变速率的目标值。 试验速率应满足下列要求： a) 在直至测定ReH、Rp 或Rt 的范围，应按照规定的应变速率，见3.7.1。这一范围需要在 试样上装夹引伸计，以准确控制应变速率。 注1：这是要消除拉伸试验机柔度的影响。 注2：对于不能进行应变速率控制的试验机，根据平行长度部分估计的应变速率也可用。 b) 对于不连续屈服的材料，应选用根据平行长度部分估计的应变速率。这种情况下是不可 能用装夹在试样上的引伸计来控制应变速率的，因为局部的塑性变形可能发生在引伸计标 距 以外。在平行长度范围利用恒定的横梁分离速率根据式（JB。1）计算得到的应变速率具有 足够的准确度。 ( JB.1)c) 在测定Rp、Rt 或直到屈服结束后，应该使用e& Le 或e& Lc。 注3：为了避免由于缩颈发生在引伸计标距以外控制出现问题，推荐e& Lc。 在测定相关材料性能时，应保持JB.2 至JB.4 规定的应变速率（见图JB.1）。 注4：在进行应变速率或控制模式转换时，不应在应力-延伸率曲线上引入不连续性，而歪 曲Rm、Ag 或Agt 值（见图10）。这种不连续效应可以通过降低转换速率得以减轻。 应力-延伸率曲线在加工硬化阶段的形状可能受应变速率的影响。采用的试验速率应通过文 件来规定.JB.2 上屈服强度和规定延伸强度(Rp、Rt 和Rr)的测定 在测定ReH、Rp、Rt 和Rr 时，应变速率e& Le 应尽可能保持恒定。在测定这些性能时， e& Le 应选用下 面两个范围之一： 范围1：0.00007±0.000014s-1''范围2：0.00025± 0.00005s-1 (如果没有其它规定，推荐选取该速率) 如果试验机不能直接进行应变速率控制，应该采用通过平行长度估计的应变速率即恒定的 横梁分离速率。该速率应用JB.1 中的式（JB.1）进行计算。 试样上实际的应变速率可能明显低于要求的应变速率，这是由于没有考虑试验机柔度（见 附录F）。 JB.3 下屈服强度和屈服点延伸率的测定 上屈服点之后，在测定下屈服强度和屈服点延伸率时，应当保持下列两种范围之一的平行 长度估计的应变速率范围（见图JB.1），直到不连续屈服结束。 范围2：0.00025 ±0.00005s-1（测定ReL 时推荐该速率） 范围3：0.002 ±0.0004s-1 JB.4 抗拉强度，断后伸长率，最大力下的总延伸率，最大力下的塑性延伸率和断面收缩率 的测定在屈服强度或塑性延伸强度测定后，转换成下述规定范围之一的应变速率 范围2：0.00025 ±0.00005s-1 范围3：0.002 ±0.0004s- 范围4：0.0067± 0.00133s-1（0.4±0.08min-1）(如果没有其它规定，推荐选取该速率) 如果拉伸试验仅仅是为了测定抗拉强度，根据范围3 或4 得到的平行长度估计的应变速率 适用于整个试验。