GBT228.1-2010室温拉伸.ppt
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1、GBT228.1-2010室温拉伸主要技术内容主要技术内容试验速率模式试验速率模式金属拉伸试样金属拉伸试样拉伸试验的基本概念拉伸试验的基本概念宣贯内容宣贯内容GB/T 228-2010GB/T 228-2002定定义义无无平行平行长长度估度估计计的的应变应变速率速率V Vc c无无横梁位移速率横梁位移速率无无应应力速率力速率mm无无应应力力-延伸率曲延伸率曲线线在在给给定定试验时试验时刻的斜率刻的斜率mmE E无无应应力力-延伸率曲延伸率曲线弹线弹性部分的斜率性部分的斜率无无 P P规规定非比例延伸率定非比例延伸率无无 t t规规定定总总延伸率延伸率无无 r r规规定残余延伸率定残余延伸率符号
2、变化符号变化GB/T 228.1-2010引言引言 两种试验速率的控制方法。第一种方法两种试验速率的控制方法。第一种方法A A为应为应变速率(包括横梁位移速率),第二种方法变速率(包括横梁位移速率),第二种方法B B为应为应力速率。方法力速率。方法A A旨在减小测量应变速率敏感参数时旨在减小测量应变速率敏感参数时试验速率的变化和减小试验结果的测量不确定度。试验速率的变化和减小试验结果的测量不确定度。GB/T 228.1-2010上屈服强度(上屈服强度(ReH)和下屈服强度(和下屈服强度(ReL)的测定的测定标准中标准中1111、1212条规定:条规定:l l上屈服强度上屈服强度R ReHeH可
3、以从力可以从力-延伸曲线图或峰值力显示器延伸曲线图或峰值力显示器上测得:定义为力首次下降前的最大力值对应的应力。上测得:定义为力首次下降前的最大力值对应的应力。l l下屈服强度下屈服强度R ReLeL可以从力可以从力-延伸曲线图测定,定义为不延伸曲线图测定,定义为不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力值对应的应力。计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力值对应的应力。GB/T 228.1-2010上屈服强度(ReH)和下屈服强度(ReL)的测定方法方法1 1:图解方法:图解方法 应采用不劣于应采用不劣于1 1级准确度的引伸计,引伸计标距不小级准确度的引伸计,引伸计标距不小于标距的一半:于标距的一半:应
4、采用应采用1 1级或优于级或优于1 1级准确度的试验机;级准确度的试验机;试验时,可以记录力试验时,可以记录力-延伸曲线或力延伸曲线或力-位移曲线方式。位移曲线方式。采用自动测定方法时,相应地采集力采用自动测定方法时,相应地采集力-延伸或力延伸或力-位移数位移数据。据。GB/T 228.1-2010上屈服强度(ReH)和下屈服强度(ReL)的测定方法方法A A:a)a)在直至测定在直至测定R ReHeH应按照规定的应变速率应按照规定的应变速率 。这一范围需要在试样。这一范围需要在试样上装夹引伸计,消除拉伸试验机柔度的影响,以准确控制应变速上装夹引伸计,消除拉伸试验机柔度的影响,以准确控制应变速
5、率。(对于不能进行应变速率控制的试验机,根据平行长度估计率。(对于不能进行应变速率控制的试验机,根据平行长度估计的应变速率的应变速率 也可用。也可用。应变速率应变速率 应尽可能保持恒定。在测定这些性能时,应尽可能保持恒定。在测定这些性能时,应选用应选用下面两个范围之一:下面两个范围之一:范围范围1 1:=0.00007s=0.00007s-1-1,相对误差,相对误差20%20%范围范围2 2:=0.00025s=0.00025s-1-1,相对误差,相对误差20%20%(如果没有其他规定,(如果没有其他规定,推荐选取该速率)推荐选取该速率)GB/T 228.1-2010上屈服强度(ReH)和下屈
6、服强度(ReL)的测定方法方法A A:b)b)对于不连续材料,应选用根据平行部分估计的应变速率对于不连续材料,应选用根据平行部分估计的应变速率 。上屈服点之后,在测定下屈服强度,上屈服点之后,在测定下屈服强度,应保持下面两个范围之一的应保持下面两个范围之一的 ,直到不连续屈服结束。,直到不连续屈服结束。范围范围2 2:=0.00025s=0.00025s-1-1,相对误差,相对误差20%20%(推荐选取该速率)(推荐选取该速率)范围范围3 3:=0.002s=0.002s-1-1,相对误差,相对误差20%20%GB/T 228.1-2010上屈服强度(上屈服强度(ReH)和下屈服强度(和下屈服
7、强度(ReL)的测定的测定方法方法B B:如仅测定上屈服强度,试验时的弹性应力速率应在下表的规定范围如仅测定上屈服强度,试验时的弹性应力速率应在下表的规定范围内,试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定。内,试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定。如仅测定下屈服强度,在试样平行长度的屈服期间应变速率应在如仅测定下屈服强度,在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s0.00025/s0.0025/s0.0025/s之间,并尽可能保持恒定。如不能直接调节这之间,并尽可能保持恒定。如不能直接调节这一应变速率,应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整,在屈一应变速率,应通过调节屈服即将开始前的应
8、力速率来调整,在屈服完成之前不再调节试验机的控制。服完成之前不再调节试验机的控制。任何情况下,弹性范围内的应力速率不得超过下表规定的最大速率。任何情况下,弹性范围内的应力速率不得超过下表规定的最大速率。如在同一试验中测定上屈服强度和下屈服强度,测定下屈服条件应如在同一试验中测定上屈服强度和下屈服强度,测定下屈服条件应符合标准符合标准10.4.2.210.4.2.2的要求。的要求。GB/T 228.1-2010材料材料弹弹性模量性模量E E/MPa/MPa应应力速率力速率/MPa/s/MPa/s最小最小最大最大1500001500002 22020 1500001500006 66060GB/T
9、 228.1-2010上屈服强度(上屈服强度(ReH)和下屈服强度(和下屈服强度(ReL)的测定的测定 测定下屈服强度时,要排除测定下屈服强度时,要排除”初始瞬时效应影响初始瞬时效应影响”。所谓初。所谓初始始瞬时效应是指从上屈服强度向下屈服强度过渡时发生的瞬时效瞬时效应是指从上屈服强度向下屈服强度过渡时发生的瞬时效应,与试验机加力系统的柔度、试验速率、试样屈服特性和测应,与试验机加力系统的柔度、试验速率、试样屈服特性和测力系统惯性守恒等多种因素相关。对于瞬时效应作评定是困难力系统惯性守恒等多种因素相关。对于瞬时效应作评定是困难的。定性地把从上屈服强度向下屈服过渡期间的第一个下降谷的。定性地把从
10、上屈服强度向下屈服过渡期间的第一个下降谷区作为区作为“初始瞬时效应初始瞬时效应”的影响区。为了避开该区影响,把第的影响区。为了避开该区影响,把第1 1个个下降谷值应力排除不计后,取其之后的最小应力为下屈服强下降谷值应力排除不计后,取其之后的最小应力为下屈服强度,只出现一个谷值情况,该谷值应力为下屈服强度。度,只出现一个谷值情况,该谷值应力为下屈服强度。GB/T 228.1-2010上屈服强度(上屈服强度(ReH)和下屈服强度(和下屈服强度(ReL)的测定的测定上、下屈服强度位置判定的基本原则如下:上、下屈服强度位置判定的基本原则如下:屈服前的第屈服前的第1 1个峰值应力判为上屈服强度,不管其后
11、的峰值个峰值应力判为上屈服强度,不管其后的峰值应力比它大或比它小;应力比它大或比它小;屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力,舍弃第屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力,舍弃第1 1个个谷值应力不计,取其余谷值应力中最小值判为下屈服强度;谷值应力不计,取其余谷值应力中最小值判为下屈服强度;屈服阶段中呈现平台,平台应力判为下屈服强度;如呈现屈服阶段中呈现平台,平台应力判为下屈服强度;如呈现多个而且后者高于前者的屈服平台,判第多个而且后者高于前者的屈服平台,判第1 1个平台应力为下个平台应力为下屈服强度;屈服强度;下屈服强度一定低于上屈服强度。下屈服强度一定低于上屈服强度。GB/T 228.
12、1-2010上屈服强度(上屈服强度(ReH)和下屈服强度(和下屈服强度(ReL)的测定的测定上、下屈服强度位置判定的基本原则如下:上、下屈服强度位置判定的基本原则如下:为提高效率,可以报告在上屈服强度之后延伸率为为提高效率,可以报告在上屈服强度之后延伸率为0.25%0.25%范范围内的最低应力为下屈服强度,不考虑任何初始瞬时效应,围内的最低应力为下屈服强度,不考虑任何初始瞬时效应,用此方法测定下屈服强度后,试验速率可以按照用此方法测定下屈服强度后,试验速率可以按照10.3.410.3.4增加,增加,试验报告应注明使用了此简捷方法。试验报告应注明使用了此简捷方法。注:此规定仅仅适用于呈现明显屈服
13、材料和不测定屈服点注:此规定仅仅适用于呈现明显屈服材料和不测定屈服点延伸率的情况。延伸率的情况。GB/T 228.1-2010上屈服强度(上屈服强度(ReH)和下屈服强度(和下屈服强度(ReL)的测定的测定方法方法2 2:指针方法:指针方法vv采用指针方法测定采用指针方法测定R ReHeH和和 R ReLeL时,在试验测定时要注视试验机时,在试验测定时要注视试验机测力表盘指针的指示,按照定义判定上屈服力和下屈服力;测力表盘指针的指示,按照定义判定上屈服力和下屈服力;vv当指针首次停止转动保持恒定的力判定为当指针首次停止转动保持恒定的力判定为F FeLeL;vv当指针首次回转前指示的最大力判定为
14、当指针首次回转前指示的最大力判定为F FeHeH;vv当指针出现多次回转,则不考虑第一次回转,而取其余这些当指针出现多次回转,则不考虑第一次回转,而取其余这些回转指示的最低力判定为回转指示的最低力判定为F FeLeL;vv当只有一次回转,则其回转的最低力判定为当只有一次回转,则其回转的最低力判定为F FeLeL。GB/T 228.1-2010ReH和和ReL测定时应注意的问题:测定时应注意的问题:a)a)当材料呈现明显屈服状态时,相关产品标准应规定当材料呈现明显屈服状态时,相关产品标准应规定或说明测定或说明测定R ReHeH或或R ReLeL或两者。当相关产品标准无明确或两者。当相关产品标准无
15、明确规定时,测定规定时,测定R ReHeH和和R ReL eL 并报告;只呈现单一屈服并报告;只呈现单一屈服(屈服平台)状态的情况,测定(屈服平台)状态的情况,测定R ReLeL并报告;如无异并报告;如无异议可仅测定议可仅测定R ReLeL并报告。并报告。GB/T 228.1-2010ReH和和ReL测定时应注意的问题:测定时应注意的问题:b)b)相关产品标准规定了要求测定屈服强度,但材料在相关产品标准规定了要求测定屈服强度,但材料在实际试验时并不呈现明显屈服状态,此种情况,材料实际试验时并不呈现明显屈服状态,此种情况,材料不具有可测的不具有可测的R ReHeH和(或)和(或)R ReLeL性
16、能。遇到此种情况,性能。遇到此种情况,建议测定规定塑性延伸强度(建议测定规定塑性延伸强度(R RP0.2P0.2),并注明,并注明“无明显无明显屈服屈服”。GB/T 228.1-2010ReH和和ReL测定时应注意的问题:测定时应注意的问题:c)c)如材料屈服期间力既不下降也不是保持恒定,而是如材料屈服期间力既不下降也不是保持恒定,而是呈缓慢增加,只要能分辨出力在增加,尽管增加的量呈缓慢增加,只要能分辨出力在增加,尽管增加的量不大,这种状态判定为无明显屈服状态(见下图)不大,这种状态判定为无明显屈服状态(见下图)d)d)仲裁试验采用图解方法。仲裁试验采用图解方法。GB/T 228.1-2010
17、屈服期间力始终持续增加视为连续屈服屈服期间力始终持续增加视为连续屈服屈服期间力始终持续增加视为连续屈服屈服期间力始终持续增加视为连续屈服GB/T 228.1-2010规定塑性延伸强度的测定规定塑性延伸强度的测定试验速率要求试验速率要求 测定测定R RP P应按照规定的应变速率应按照规定的应变速率 。这一范围需要在试样上。这一范围需要在试样上装夹引伸计,消除拉伸试验机柔度的影响,以准确控制应变速率。装夹引伸计,消除拉伸试验机柔度的影响,以准确控制应变速率。(对于不能进行应变速率控制的试验机,根据平行长度估计的应(对于不能进行应变速率控制的试验机,根据平行长度估计的应变速率变速率 也可用。也可用。
18、应变速率应变速率 应尽可能保持恒定。在测定这些性能时,应尽可能保持恒定。在测定这些性能时,应选应选用下面两个范围之一:用下面两个范围之一:范围范围1 1:=0.00007s=0.00007s-1-1,相对误差,相对误差20%20%范围范围2 2:=0.00025s=0.00025s-1-1,相对误差,相对误差20%20%(如果没有其他规定,(如果没有其他规定,推荐选取该速率)推荐选取该速率)GB/T 228.1-2010规定塑性延伸强度的测定规定塑性延伸强度的测定试验速率要求 如果试验机不能进行应变速率控制,应该采用通过平行长如果试验机不能进行应变速率控制,应该采用通过平行长度估计的应变速率度
19、估计的应变速率 即恒定的横梁位移速率。该速率应依即恒定的横梁位移速率。该速率应依据标准中提出的公式(据标准中提出的公式(1 1)进行计算,应考虑试验机系统的柔)进行计算,应考虑试验机系统的柔度,详见附录度,详见附录F F。GB/T 228.1-2010规定塑性延伸强度的测定规定塑性延伸强度的测定方法1:常规平行线方法常规平行线法适用于具有明显弹性直线段的材料测定规定塑常规平行线法适用于具有明显弹性直线段的材料测定规定塑性延伸强度。性延伸强度。这种方法采用图解方法(包括自动测定方法),引伸计标距这种方法采用图解方法(包括自动测定方法),引伸计标距L Le e1/21/2L L0 0。引伸计应为引
20、伸计应为1 1级或优于级或优于1 1级准确度。级准确度。试验机测力系统的准确度应不劣于试验机测力系统的准确度应不劣于1 1级准确度。级准确度。GB/T 228.1-2010平行线法测定规定塑性延伸强度平行线法测定规定塑性延伸强度平行线法测定规定塑性延伸强度平行线法测定规定塑性延伸强度GB/T 228.1-2010规定塑性延伸强度的测定规定塑性延伸强度的测定由于在试验开始后的初始阶段容易受非线形因素的干由于在试验开始后的初始阶段容易受非线形因素的干扰,使得力扰,使得力-延伸曲线初始部分弯曲,遇到这种情况延伸曲线初始部分弯曲,遇到这种情况要对曲线原点进行修正。修正的方法一般是通过对表要对曲线原点进
21、行修正。修正的方法一般是通过对表观弹性直线段反向延长交于延伸轴,即可找到实际原观弹性直线段反向延长交于延伸轴,即可找到实际原点点“O”O”,见下图。,见下图。GB/T 228.1-2010力力力力-延伸曲线的原点修正(延伸曲线的原点修正(延伸曲线的原点修正(延伸曲线的原点修正(0 0为真实原点)为真实原点)为真实原点)为真实原点)GB/T 228.1-2010规定塑性延伸强度的测定规定塑性延伸强度的测定方法2:滞后环方法滞后环方法适用于不具有明显弹性直线段的材料测定规定塑性滞后环方法适用于不具有明显弹性直线段的材料测定规定塑性延伸强度,对于具有明显弹性直线段情况,不应采用此方法,延伸强度,对于
22、具有明显弹性直线段情况,不应采用此方法,应采用应采用“常规平行线方法常规平行线方法”。因为具有弹性直线段情况下采。因为具有弹性直线段情况下采用了滞后环方法,会使测定的规定塑性延伸强度偏高,原因用了滞后环方法,会使测定的规定塑性延伸强度偏高,原因在于滞后环方法是以卸力线和再次施力线的斜率的近似平均在于滞后环方法是以卸力线和再次施力线的斜率的近似平均斜率作为参照斜率,而这一平均斜率总是比首次施力的直线斜率作为参照斜率,而这一平均斜率总是比首次施力的直线斜率小。斜率小。采用滞后环方法测定时,测力系统的准确度、引伸计准确度级采用滞后环方法测定时,测力系统的准确度、引伸计准确度级别和试验时的速率等要求与
23、上述的别和试验时的速率等要求与上述的“常规平行线方法常规平行线方法”相同。相同。GB/T 228.1-2010滞后环方法测定规定塑性延伸强度滞后环方法测定规定塑性延伸强度滞后环方法测定规定塑性延伸强度滞后环方法测定规定塑性延伸强度GB/T 228.1-2010(a)(a)(b)(b)GB/T 228.1-2010规定塑性延伸强度的测定规定塑性延伸强度的测定曲线原点修正曲线原点修正 由于受多种因素影响,拉伸曲线的原点可能需要修正。可以采用由于受多种因素影响,拉伸曲线的原点可能需要修正。可以采用各种方法修正曲线的原点。按照国际标准给出的方法:在曲线图上穿各种方法修正曲线的原点。按照国际标准给出的方
24、法:在曲线图上穿过其斜率最接近于滞后环斜率的弹性上升部分,划一条平行于滞后环过其斜率最接近于滞后环斜率的弹性上升部分,划一条平行于滞后环所确定的直线的平行线,此平行线与延伸轴的交截点即为曲线的修正所确定的直线的平行线,此平行线与延伸轴的交截点即为曲线的修正原点。其他方法,例如将弹性上升段的走势反向延伸与延伸轴的交原点。其他方法,例如将弹性上升段的走势反向延伸与延伸轴的交截,交截点作为修正原点。截,交截点作为修正原点。卸力点的选择卸力点的选择 在力降低开始点的塑性应变应略微高于规定的塑性延伸强度在力降低开始点的塑性应变应略微高于规定的塑性延伸强度R RP P。较。较高应变的开始点将会降低通过滞后
25、环获得直线的斜率。高应变的开始点将会降低通过滞后环获得直线的斜率。GB/T 228.1-2010规定塑性延伸强度的测定规定塑性延伸强度的测定方法方法3 3:逐步逼近方法:逐步逼近方法 逐步逼近方法既适应于具有弹性直线段材料,也适用于无明显逐步逼近方法既适应于具有弹性直线段材料,也适用于无明显弹性直线段材料测定规定塑性延伸强度。在国内已有不少自动测定弹性直线段材料测定规定塑性延伸强度。在国内已有不少自动测定系统中采用了这种方法。标准中的附录系统中采用了这种方法。标准中的附录H H给出了这种方法。这种方给出了这种方法。这种方法是建立在法是建立在“表观比例极限不低于规定塑料塑性强度表观比例极限不低于
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