金属材料的室温拉伸试验已修改.ppt
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1、第一单元第一单元金属材料的室温拉伸试验金属材料的室温拉伸试验国家标准介绍:国家标准介绍:国家标准介绍:国家标准介绍:GB/T 228.1-2010GB/T 228.1-2010金属材料金属材料金属材料金属材料 拉伸试验第拉伸试验第拉伸试验第拉伸试验第1 1部分:室温试验方法部分:室温试验方法部分:室温试验方法部分:室温试验方法单向静拉伸试验单向静拉伸试验(Tensiletest)在试样两端缓慢地施加载荷,使试样的工作部分受轴在试样两端缓慢地施加载荷,使试样的工作部分受轴向拉力,引起试样沿轴向伸长,直至拉断为止。向拉力,引起试样沿轴向伸长,直至拉断为止。单向静拉伸试验的种类单向静拉伸试验的种类室
2、温拉伸试验室温拉伸试验高温拉伸试验高温拉伸试验低温拉伸试验低温拉伸试验液氦温度拉伸试验液氦温度拉伸试验 拉伸试样拉伸试样试样的选取、制备及其形状尺寸有什么要求?试样的选取、制备及其形状尺寸有什么要求?一、试样的形状和尺寸一、试样的形状和尺寸试样的形状与尺寸取决于要金属产品的形状与尺寸。试样的形状与尺寸取决于要金属产品的形状与尺寸。需要加工制样需要加工制样:压制坯、铸锭、无恒定截面的产品:压制坯、铸锭、无恒定截面的产品不需加工制样不需加工制样:有恒定横截面的型材、棒材、线材:有恒定横截面的型材、棒材、线材铸造试样(铸铁和铸造非铁合金)铸造试样(铸铁和铸造非铁合金)横截面的形状横截面的形状:圆形、
3、矩形、多边形、环形,其他形状:圆形、矩形、多边形、环形,其他形状试样的原始标距试样的原始标距:比例试样比例试样Lo=kSo1/2k=5.65(短比例试样)(短比例试样)k=11.3(长比例试样)(长比例试样)非比例试样非比例试样Lo与与So1/2无关无关经过机加工的试样不经机加工试样GB/T228.1-2010中不经机加工试样中不经机加工试样试样的一般形状试样的一般形状一般拉伸试样由夹持端、过渡段和平行段构成。一般拉伸试样由夹持端、过渡段和平行段构成。夹持端夹持端即试样两端较粗部分,其形状和尺寸必须与试验机夹即试样两端较粗部分,其形状和尺寸必须与试验机夹头的钳口相匹配,最常用的是圆形单肩式和矩
4、形夹头。头的钳口相匹配,最常用的是圆形单肩式和矩形夹头。过渡段过渡段常采用圆弧形状,使夹持段与平行段光滑连接,以消常采用圆弧形状,使夹持段与平行段光滑连接,以消除应力集中。除应力集中。平行段平行段必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态,必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态,其有效工作部分其有效工作部分L0称作原始标距,称作原始标距,d0、S0分别代表标距部分分别代表标距部分的直径和面积,的直径和面积,LC为平行部分长度。为平行部分长度。拉伸试样的一般形状拉伸试样的一般形状圆形横截面拉伸试样圆形横截面拉伸试样的形状和尺寸符号的形状和尺寸符号L0原始标距原始标距平行长度平行长度平行长
5、度的原始直径平行长度的原始直径试样总长度试样总长度矩形横截面拉伸试样矩形横截面拉伸试样的形状和尺寸符号的形状和尺寸符号棒材、板材试样棒材、板材试样产产产产品品品品类类类类型型型型试样类试样类试样类试样类型型型型薄板薄板薄板薄板-板材板材板材板材线线线线材材材材-棒材棒材棒材棒材-型材型材型材型材厚度厚度厚度厚度0.1mm0.1mm3mm3mm薄板(薄板(薄板(薄板(带带带带)试样试样试样试样厚度厚度厚度厚度3mm3mm直径或直径或直径或直径或边长边长边长边长4mm4mm板材、棒材及型材板材、棒材及型材板材、棒材及型材板材、棒材及型材试样试样试样试样直径或直径或直径或直径或边长边长边长边长4mm
6、4mm小直径小直径小直径小直径线线线线材、棒材及型材材、棒材及型材材、棒材及型材材、棒材及型材试样试样试样试样管材管材管材管材管材管材管材管材试样试样试样试样按产品形状尺寸分类按产品形状尺寸分类按产品形状尺寸分类按产品形状尺寸分类Gb/T228.1-2010金属拉伸试样的分类金属拉伸试样的分类 比例试样比例试样比例试样比例试样:拉伸试样的原始标距与原始横截面积的平方根的比值:拉伸试样的原始标距与原始横截面积的平方根的比值k k为常数,为常数,这样的拉伸试样称为比例试样。这样的拉伸试样称为比例试样。k=5.65k=5.65的试样称为短比例试样,其断后伸长率为的试样称为短比例试样,其断后伸长率为的
7、试样称为短比例试样,其断后伸长率为的试样称为短比例试样,其断后伸长率为A A k=11.3k=11.3的试样称为长比例试样,其断后伸长率为的试样称为长比例试样,其断后伸长率为的试样称为长比例试样,其断后伸长率为的试样称为长比例试样,其断后伸长率为A A11.311.3 试验时,一般优先选用短比例试样,但要保证原始标距不小于试验时,一般优先选用短比例试样,但要保证原始标距不小于15mm15mm,否,否则,建议选用长比例试样或其他类型试样。则,建议选用长比例试样或其他类型试样。非比例试样非比例试样非比例试样非比例试样:它的标距与试样截面不存在比例关系,称为非比例试样。:它的标距与试样截面不存在比例
8、关系,称为非比例试样。对于截面较小的薄带试样以及某些异型截面试样,可以采用对于截面较小的薄带试样以及某些异型截面试样,可以采用非比例试样非比例试样(定标距试样):(定标距试样):L L0 0为为为为50mm50mm、80mm80mm、100mm100mm、200mm200mm按按按按L L0 0与与与与S S0 0的关系分类的关系分类的关系分类的关系分类Gb/T228.1-2010金属拉伸试样的分类金属拉伸试样的分类圆形截面的比例试样圆形截面的比例试样L0与与d0的关系的关系对圆形试样,对圆形试样,S0 d2/4当当k5.65时:时:当当k11.3时:时:直径或厚度等于或大于直径或厚度等于或大
9、于4mm线材、棒材和型材使用的试样线材、棒材和型材使用的试样圆形截面圆形截面比例试样比例试样的形状及尺寸的形状及尺寸d/mmr/mmk=5.65k=11.3Lo/mmLc/mm试样试样编编号号Lo/mmLc/mm试样试样编编号号250.75d5dLo+d/2仲裁仲裁试验试验:Lo+2dR110dLo+d/2仲裁仲裁试验试验:Lo+2dR0120R2R0215R3R0310R4R048R5R056R6R065R7R073R8R08注:注:1、如相关、如相关产产品品标标准无具体准无具体规规定,定,优优先采用先采用R2、R4或或R7试样试样。2、试样总长试样总长度取决于度取决于夹夹持方法,持方法,原
10、原则则上:上:LtLc+4d0。圆形截面圆形截面比例试样比例试样原始直径原始直径d0:3、5、6、8、10、15、20、25,优优先采用先采用5 5、1010、20mm20mm原始标距原始标距L0:L015mm,短试样(优先)短试样(优先)短试样(优先)短试样(优先)L L0 0=5=5d d0 0,长试样,长试样L0=10d0平行长度平行长度LC:LCLo+d0/2,仲裁,仲裁试验试验:LC=Lo+2d0试样总长度试样总长度Lt:取决于取决于夹夹持方法,持方法,原原则则上上LtLc+4d0过渡圆半径过渡圆半径r:r0.75d0直径或厚度小于直径或厚度小于4mm线材、棒材和型材使用的试样线材、
11、棒材和型材使用的试样GB/T228.1-2010直径或厚度小于直径或厚度小于4mm线材、棒材线材、棒材和型材和型材使用的试样使用的试样GB/T228.1-2010直径或厚度小于直径或厚度小于4mm线材、棒材线材、棒材和型材和型材使用的试样使用的试样 两夹头间的试样长度两夹头间的试样长度两夹头间的试样长度两夹头间的试样长度应应至少为至少为至少为至少为L L0 0+3+3b b0 0或或L L0 0+3+3d d0 0 最小值为最小值为最小值为最小值为L L0 0+20mm(2002+20mm(2002版规定版规定L L0 0+50mm)+50mm)a03mm矩形截面试样形状及尺寸矩形截面试样形状
12、及尺寸a03mm矩形截面矩形截面比例试样比例试样形状及尺寸形状及尺寸bo/mmr/mmk=5.65k=11.3Lo/mmLc/mm试样试样编编号号Lo/mmLc/Mm试样试样编编号号12.512L0+1.5 仲裁试验L0+2 P7 L0+1.5仲裁试验L0+2 P0715P8P0820P9P0925P10P01030P11P011注:如相关注:如相关产产品品标标准无具体准无具体规规定,定,优优先采用比例系数先采用比例系数k=5.65的比例的比例试样试样。a03mm板材板材比例试样比例试样原始厚度原始厚度b0:b03mm原始标距原始标距L0:短试样(优先)短试样(优先)L0=5.65s01/2,
13、长试样,长试样L0=11.3s01/2若若L015mm,采用非比例试样,采用非比例试样平行长度平行长度LC:LCLo+1.5s01/2,仲裁,仲裁试验试验:LC=Lo+2s01/2过渡圆半径过渡圆半径r:r12mma03mm矩形截面矩形截面非比例试样非比例试样b0/mmr/mmLo/mmLc/mm12.52050LcLo+1.5S01/2仲裁仲裁试验试验:Lc=Lo+2S01/220802550385040200厚度大于或等于厚度大于或等于3mm板材和扁材板材和扁材以及直径或厚度大于以及直径或厚度大于4mm线材、棒材和型材使用的试样线材、棒材和型材使用的试样试样横向尺寸公差试样横向尺寸公差 单
14、位为毫米单位为毫米名称名称名称名称名名名名义义义义横向横向横向横向尺寸尺寸尺寸尺寸GB/T 228-2010GB/T 228-2010GB/T 228-2002GB/T 228-2002尺寸公差尺寸公差尺寸公差尺寸公差 形状公差形状公差形状公差形状公差尺寸公差尺寸公差尺寸公差尺寸公差形状公差形状公差形状公差形状公差机加工的机加工的机加工的机加工的圆圆圆圆形横截面形横截面形横截面形横截面直径和四直径和四直径和四直径和四面机加工面机加工面机加工面机加工的矩形横的矩形横的矩形横的矩形横截面截面截面截面试样试样试样试样横向尺寸横向尺寸横向尺寸横向尺寸3 30.020.020.030.030.050.0
15、50.020.023 36 60.020.020.030.030.060.060.030.036 610100.030.030.040.040.070.070.040.04101018180.050.050.040.040.090.090.040.04181830300.100.100.050.050.100.100.050.05相相相相对对对对两面加两面加两面加两面加工的矩形工的矩形工的矩形工的矩形横截面横截面横截面横截面试试试试样样样样横向尺横向尺横向尺横向尺寸寸寸寸336 60.020.020.030.030.10.10.050.056 610100.030.030.040.040.20
16、.20.10.1101018180.050.050.060.060.20.20.10.1181830300.100.100.120.120.50.50.20.2303050500.150.150.150.150.50.50.20.2a03mm薄板试样形状及尺寸薄板试样形状及尺寸a03mm薄板薄板比例试样比例试样形状及尺寸形状及尺寸b0/mmr/mmk=5.65k=11.3Lo/mmLc/mm试试样样编编号号Lo/mmLc/mm试样试样编编号号带头带头不不带带头头带头带头不不带头带头102015 Lo+b/2仲裁仲裁试验试验:Lo+2bLo+3bP115Lo+b/2仲裁仲裁试验试验:Lo+2bL
17、o+3bP0112.5P2P0215P3P0320P4P04注:注:1、优优先采用比例系数先采用比例系数k=5.65的短比例的短比例试样试样。若若标标距小于距小于15mm,建,建议议采用非比例采用非比例试样试样。2、如需要,厚度小于、如需要,厚度小于0.5mm的的试样试样在其平行在其平行长长度上可以度上可以带带小凸耳以小凸耳以便于装便于装夹夹引伸引伸计计。上、下两凸耳。上、下两凸耳宽宽度中心度中心线间线间的距离的距离为为原始原始标标距。距。a03mm薄板薄板比例试样比例试样原始宽度原始宽度b0:10、12.5、15、20mm头部宽度:头部宽度:1.2b0原始标距原始标距L0:L015mm,短试
18、样短试样(优先优先)L0=5.65s01/2,长试样,长试样L0=11.3s01/2若若L015mm,采用非比例试样,采用非比例试样平行长度平行长度LC:LCLo+b0/2,仲裁,仲裁试验试验:LC=Lo+2b0过渡弧半径过渡弧半径r:r20mm不带头试样不带头试样(宽度不大于(宽度不大于20mm,不加工不加工):):L0=50mm,LC=Lo+3b0a03mm薄板薄板非比例试样非比例试样形状尺寸形状尺寸b0/mmr/mmLo/mmLc/mm带头带头不带头不带头12.520507587.520801201402550100120a03mm薄板薄板非比例试样非比例试样原始宽度原始宽度b0:b0=
19、12.5、20、25mm头部宽度:头部宽度:1.2b0过渡弧半径过渡弧半径r:r20mmb0=12.5mm,L0=50mm,带头带头LC=75mm,不带头,不带头LC=87.5mmb0=20mm,L0=80mm,带头带头LC=120mm,不带头,不带头LC=140mmb0=25mm,L0=50mm,带头带头LC=100mm,不带头,不带头LC=120mm a03mm薄板试样宽度公差薄板试样宽度公差 单位为毫米单位为毫米试样试样试样试样的名的名的名的名义宽义宽义宽义宽度度度度GB/T 228-2010GB/T 228-2010GB/T 228-2002GB/T 228-2002尺寸尺寸尺寸尺寸公
20、差公差公差公差形状形状形状形状公差公差公差公差尺寸尺寸尺寸尺寸公差公差公差公差形状公差形状公差形状公差形状公差一般一般一般一般试验试验试验试验仲裁仲裁仲裁仲裁试验试验试验试验1010/0.20.20.10.10.040.0412.512.50.050.050.060.060.20.20.10.10.040.041515/0.20.20.10.10.040.0420200.100.100.120.120.50.50.20.20.050.0525250.100.100.120.12/第二节第二节拉伸试验前的准备拉伸试验前的准备一、取样与制样一、取样与制样通常从产品、压制坯或铸锭切取样坯通常从产品、
21、压制坯或铸锭切取样坯经机加工经机加工制成制成试样。但具有恒定横截面的产品试样。但具有恒定横截面的产品(型材、棒材、线材型材、棒材、线材等等)和铸造试样和铸造试样(铸铁和铸造非铁合金铸铁和铸造非铁合金)可以可以不经机加不经机加工工而进行试验。而进行试验。取样部位、取样方向、取样数量取样部位、取样方向、取样数量是对材料性能试验是对材料性能试验结果影响较大的结果影响较大的3个因素,被称为取样三要素。个因素,被称为取样三要素。样坯的切取部位、方向和数量应按照相关产品标准样坯的切取部位、方向和数量应按照相关产品标准GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能取样位置及钢及钢产品力学性能取样位置及试样制备
22、试样制备或协议的规定。或协议的规定。一、取样与制样一、取样与制样取样有以下几种情况:(1)从原材料(型材、棒材、板材、管材、丝材、带材)从原材料(型材、棒材、板材、管材、丝材、带材等)上等)上直接取样直接取样试验。试验。(2)从产品上的)从产品上的重要部位重要部位(最薄弱、最危险的部位)取(最薄弱、最危险的部位)取样试验,以校核设计计算的准确性,也可检验产品加工样试验,以校核设计计算的准确性,也可检验产品加工及热处理的质量。及热处理的质量。(3)以)以实物零件实物零件直接试验,如、钢筋、螺栓、螺钉或链直接试验,如、钢筋、螺栓、螺钉或链条等。条等。(4)以)以浇注的铸件试样浇注的铸件试样直接试验
23、或直接试验或经加工经加工成试样进行试成试样进行试验。验。二、拉伸试样加工要求二、拉伸试样加工要求防止冷变形或受热而影响其力学性能。通常以防止冷变形或受热而影响其力学性能。通常以切削加工切削加工为宜,为宜,进刀深度要适当,并充分冷却。特别是最后一道切削或磨削进刀深度要适当,并充分冷却。特别是最后一道切削或磨削的深度不宜过大,以免影响性能。的深度不宜过大,以免影响性能。对于矩形横截面试样,应防止损伤。试样上的对于矩形横截面试样,应防止损伤。试样上的毛刺要清除,尖毛刺要清除,尖锐棱边应倒圆锐棱边应倒圆,但半径不宜过大。试样允许较直,但应防止,但半径不宜过大。试样允许较直,但应防止矫正力对力学性能产生
24、显著影响。对于不测定断后伸长率的矫正力对力学性能产生显著影响。对于不测定断后伸长率的试样可不经矫正直接进行试验。试样可不经矫正直接进行试验。平行段应光滑,平行段应光滑,无加工硬化无加工硬化,无缺口、刀痕、毛刺无缺口、刀痕、毛刺等缺陷。矩等缺陷。矩形横截面试样一般要保留原表面层,并应修棱。形横截面试样一般要保留原表面层,并应修棱。脆性材料夹持部分与平行段应有较大半径的脆性材料夹持部分与平行段应有较大半径的圆弧过渡圆弧过渡。不经机加工铸件试样表面上的不经机加工铸件试样表面上的夹砂、夹渣、毛刺、飞边等必须夹砂、夹渣、毛刺、飞边等必须加以清除加以清除。三、试样的检查、标记三、试样的检查、标记试验前应试
25、验前应先检查试样外观先检查试样外观是否符合要求。经加工的试样如发是否符合要求。经加工的试样如发现表面有明显的横向刀痕,或有扭曲变形或淬火裂缝的,应现表面有明显的横向刀痕,或有扭曲变形或淬火裂缝的,应重新取样加工成合格试样。重新取样加工成合格试样。试样原始标距试样原始标距一般采用细划线或墨线进行标定,一般采用细划线或墨线进行标定,所采用的方所采用的方法不能影响试样过早断裂法不能影响试样过早断裂。对于对于特薄或脆性材料特薄或脆性材料,可在试样平行段内涂上快干,可在试样平行段内涂上快干着色着色涂料,涂料,再再轻轻划上标线轻轻划上标线,可避免试样在刻线上断裂而影响试验结果。,可避免试样在刻线上断裂而影
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