1、GB/T 228.1-2010 金属材料 拉伸试验第1部分： 室温试验方法宣贯,主要技术内容 试验速率模式 金属拉伸试样 拉伸试验的基本概念,宣贯内容,一、GB/T 228.1-2010 金属材料 拉伸试验第1部分： 室温试验方法主要技术内容,GB/T 228.1-2010与GB/T 228-2002主要区别 增加了方法A应变速率控制方法； 修改了试验结果的数值修约方法； 将原始横截面积的最小值改为平均值； 符号变更； 增加了对于上、下屈服强度位置判定的基本原则； 增加了拉伸试验测量不确定度的评定方法； 增加了资料性附录A计算机控制拉伸试验机使用时的建议； 增加了资料性附录F考虑试验机刚度后估
2、算的横梁位移速率方法。,GB/T 228.1-2010,符号变化,符号变化,GB/T 228.1-2010,引言两种试验速率的控制方法。第一种方法A为应变速率（包括横梁位移速率），第二种方法B为应力速率。方法A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。,GB/T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定 标准中11、12条规定： 上屈服强度ReH可以从力-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。 下屈服强度ReL可以从力-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。,GB/
3、T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定 方法1：图解方法应采用不劣于1级准确度的引伸计，引伸计标距不小 于标距的一半：应采用1级或优于1级准确度的试验机；试验时，可以记录力-延伸曲线或力-位移曲线方式。 采用自动测定方法时，相应地采集力-延伸或力-位移数 据。,GB/T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定 方法A： a)在直至测定ReH应按照规定的应变速率 。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。（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 也可用。应变速率 应尽可
4、能保持恒定。在测定这些性能时， 应选用下面两个范围之一： 范围1： =0.00007s-1，相对误差20% 范围2： =0.00025s-1，相对误差20%（如果没有其他规定， 推荐选取该速率）,GB/T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定 方法A： b)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， 应保持下面两个范围之一的 ，直到不连续屈服结束。 范围2： =0.00025s-1，相对误差20%（推荐选取该速率） 范围3： =0.002s-1，相对误差20%,GB/T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下屈
5、服强度（ReL)的测定 方法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0.00025/s0.0025/s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。 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10.4.2.2的要求。,GB/T 228.1-2010,GB/T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下
6、屈服强度（ReL)的测定测定下屈服强度时，要排除”初始瞬时效应影响”。所谓初始 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 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 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 区作为“初始瞬时效应”的影响区。为了避开该区影响，把第1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 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（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定 上、下屈服强度位置判定的基本原则如下： 屈服前的第
7、1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； 屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力，舍弃第1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； 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1个平台应力为下屈服强度； 下屈服强度一定低于上屈服强度。,GB/T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定 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0.25%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，用此方法测定下屈服强度后，试验速率可以按照10.3.4
8、增加，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材料和不测定屈服点延伸率的情况。,GB/T 228.1-2010,上屈服强度（ReH)和下屈服强度（ReL)的测定 方法2：指针方法 采用指针方法测定ReH和 ReL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； 当指针首次停止转动保持恒定的力判定为FeL； 当指针首次回转前指示的最大力判定为FeH； 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FeL； 当只有一次回转，则其回转的最低力判定为FeL。,GB/T 228.1-2010,ReH和ReL测定时应注意
9、的问题： a)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ReH或ReL或两者。当相关产品标准无明确规定时，测定ReH和ReL 并报告；只呈现单一屈服（屈服平台）状态的情况，测定ReL并报告；如无异议可仅测定ReL并报告。,GB/T 228.1-2010,ReH和ReL测定时应注意的问题： b) 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，材料不具有可测的ReH和（或）ReL性能。遇到此种情况，建议测定规定塑性延伸强度（RP0.2)，并注明“无明显屈服”。,GB/T 228.1-2010,ReH和ReL测定时应注意的问题： c)如材料屈服期间
10、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，尽管增加的量不大，这种状态判定为无明显屈服状态（见下图） d)仲裁试验采用图解方法。,GB/T 228.1-2010,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 试验速率要求测定RP应按照规定的应变速率 。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。（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 也可用。应变速率 应尽可能保持恒定。在测定这些性能时， 应选用下面两个范围之一： 范围1： =0.00007s-1，相对误差20% 范围2：
11、 =0.00025s-1，相对误差20%（如果没有其他规定，推荐选取该速率）,GB/T 228.1-2010,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度估计的应变速率 即恒定的横梁位移速率。该速率应依据标准中提出的公式（1）进行计算，应考虑试验机系统的柔度，详见附录F。,GB/T 228.1-2010,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Le1/2L0。引伸计应为1级或优于1级准确度。 试验机测力系统的准确度应不劣于1级
12、准确度。,GB/T 228.1-2010,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 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-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观弹性直线段反向延长交于延伸轴，即可找到实际原点“O”，见下图。,GB/T 228.1-2010,力-延伸曲线的原点修正（0为真实原点）,GB/T 228.1-2010,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延伸强度，对于具有明显弹性直线段情况，不应采用此方法，应采用“常规
13、平行线方法”。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、引伸计准确度级别和试验时的速率等要求与上述的“常规平行线方法”相同。,GB/T 228.1-2010,滞后环方法测定规定塑性延伸强度,GB/T 228.1-2010,(a),(b),GB/T 228.1-2010,规定塑性延伸强度的测定 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 各种方法修正曲线的原点。按照国际标准给出的方法
14、：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 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 截，交截点作为修正原点。 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RP。较 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 方法3：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 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H给出了这种方法。这种方
15、 法是建立在“表观比例极限不低于规定塑料塑性强度RP0.2的一半”的 假定，这一假定对于常见的金属材料是近似真实的。 采用逐步逼近方法测定规定塑性延伸强度时，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上述的“常规平行线方法” 相同。,GB/T 228.1-2010,逐步逼近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 逐步逼近法为我国建立，已被国际标准ISO6892-1:2009采纳。 原点修正：由于受非线性因素的影响，拉伸曲线的原点可能需要修正。修正的方法是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。或者以逐步逼近得到BnD
16、n直线与延伸轴的交截点作为曲线修正原点。,GB/T 228.1-2010,规定塑性延伸强度测定时应注意的问题： 当材料呈现无明显屈服状态时，应测定规定塑性延伸强度。当材料呈现明显屈服状态时，应测定ReH和ReL或ReL。 相关产品标准应说明规定塑性延伸的百分率。 按照规定塑性延伸强度的定义，规定塑性延伸强度是规定塑性延伸率所对于的应力。因此，不管在达到规定塑性延伸强度之前是否有高于它的应力出现，均以规定塑性延伸率对应的应力为规定塑性延伸强度。 可以使用自动处理装置或自动测试系统测定规定塑性延伸强度，可以不绘制力-延伸曲线图。,GB/T 228.1-2010,取B点应力为规定塑性延伸强度,GB/
17、T 228.1-2010,规定总延伸强度的测定 试验速率要求测定Rt应按照规定的应变速率 。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。（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 也可用。 应变速率 应尽可能保持恒定。在测定这些性能时， 应选用下面两个范围之一： 范围1： =0.00007s-1，相对误差20% 范围2： =0.00025s-1，相对误差20%（如果没有其他规定，推荐选取该速率）,GB/T 228.1-2010,规定总延伸强度的测定 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度估 计的应变速率 即恒定的横
18、梁位移速率。该速率应依据标准中 提出的公式（1）进行计算，应考虑试验机系统的柔度，详见附录 F。,GB/T 228.1-2010,规定总延伸强度的测定 方法：图解方法 图解方法适用于具有或不具有明显弹性直线段的材料规定总延伸强度的测定。因为采用图解方法测定规定总延伸强度时，在力-延伸曲线上确定规定总延伸力时并不需要以曲线的弹性直线段斜率为基准。 引伸计标距Le1/2L0，引伸计应为1级或优于1级准确度 试验机测力系统的准确度应不劣于1级准确度。,GB/T 228.1-2010,图解方法测定规定总延伸强度,GB/T 228.1-2010,规定总延伸强度的测定 如同规定塑性延伸强度一样，按照规定总
19、延伸强度的定义，规定总延伸强度是规定总延伸率所对于的应力。因此，不管在达到规定总延伸强度之前是否有高于它的应力出现，均以规定总延伸率对应的应力为规定总延伸强度。 一般也需要修正曲线的原点。,GB/T 228.1-2010,抗拉强度的测定 试验速率要求 在屈服强度或塑性延伸强度测定后，根据平行长度而计算得到的横梁位移速率 在下述范围内选择： 范围2： =0.00025s-1，相对误差20% 范围3： =0.002s-1，相对误差20% 范围4： =0.0067s-1，相对误差20%（如果没有其他规定，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
20、适用于整个试验。,GB/T 228.1-2010,GB/T 228.1-2010,GB/T 228.1-2010,屈服点延伸率（Ae）的测定,(a)水平线法,(b)回归线法,GB/T 228.1-2010,屈服点延伸率（Ae）的测定 采用1级或优于1级准确度的引伸计，引伸计的标距应等于或尽量接近等于试样标距（试验报告中应报告引伸计标距）。 试验时的试验速率应按照测定下屈服强度规定的试验速率要求。,GB/T 228.1-2010,最大力塑性延伸率（Ag）和最大力总延伸率（Agt）的测定 试验速率要求 在屈服强度或规定塑性延伸强度测定后，根据平行长度而计算得到的横梁位移速率 在下述范围内选择： 范
21、围2： =0.00025s-1，相对误差20% 范围3： =0.002s-1，相对误差20% 范围4： =0.0067s-1，相对误差20%（如果没有其他规定，推荐选取该速率）,GB/T 228.1-2010,最大力塑性延伸率（Ag）和最大力总延伸率（Agt）的测定 方法：图解方法采用2级或优于2级准确度的引伸计，当最大力总伸长率小于5% 时，建议采用不劣于1级准确度的引伸计，引伸计的标距应等于或尽 量接近等于试样标距。,GB/T 228.1-2010,GB/T 228.1-2010,GB/T 228.1-2010,断裂总延伸率（At）的测定 在用引伸计得到的力-延伸曲线图上测定断裂总延伸。
22、试验速率同Ag、Agt。当最大力总伸长率小于5%时，建议采用不劣于1级准确度的引伸计，引伸计的标距应等于或尽量接近等于试样标距。,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 A：断后标距的残余伸长（Lu-L0）与原始标距（L0）之比的百分率。 对于比例试样，若比例系数k不为5.65，符号A应附以下标注说明所使用的比例系数，例如A11.3。 对于非比例试样，符号A应附以下标注说明所使用的原始标距，以毫米（mm）表示，例如A80mm。,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 测定A时应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分
23、适当接触后测定试样断后标距。 应使用分辨力足够的量具或测量装置测定断后伸长量（Lu-L0），并准度到0.25mm。,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 方法1：手工测定方法 试验前，在试样的平行长度上居中部位标记试样标距L0，准确到1%。在标距内标出N个等分间隔。 拉断后将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测定试样断后标距。,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 移位法 若试样断裂处距离最近标距标记的距离1/3 L0时，或者断 后伸出率大于或等于规定的最小值时，直接测量两标记间的距 离即为L0。,
24、GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 移位法 若试样断裂处是在标距的两标点间，但距离最近标距标记 的距离1/3 L0时，则完全可采用“移位法”测定断后伸出率。 见下图a、b所示。 若试样断裂处距离最近标距标记的距离1/3 L0，但其断 后伸出率大于或等于规定的最小值时，这种情况也可采用“移 位法”测定断后伸出率。,GB/T 228.1-2010,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 方法2：图解方法 由于拉伸自动化测试系统或装置普遍使用，完全可以用自动测试系统或装置测定断后伸长率。自动化方法将来会逐渐取代人工方法。 为了得到与手工方法可比的结果，对能用引伸计
25、测定断裂延伸的试验机，有一些额外的要求（例如，引伸计高的动态响应和频带宽度，见附录A3.2)。,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 方法2：图解方法 使用自动化方法测定断后伸长率要求： a）引伸计标距应等于试样标距（即Le=L0）。 b）断裂位置处于引伸计标距范围内方为有效：但如测定断后伸长率等于或大于规定最小值，不管断裂位置处于何处测量均为有效。 c）首先测量断裂时的总延伸，然后扣除弹性延伸部分，剩余的塑性延伸部分（非比例延伸部分）作为断后的伸长，扣除的方法见下图。,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 方法2：图解方法 d）使用的引伸计级别：当断后伸长
26、率小于5%时，采用不劣于1级准确度的引伸计；当断后伸长率大于或等于5%时，采用不低于2级准确度的引伸计 。 e）使用自动方法测量时，可以不在试样上标记原始标距L0，但标记原始标距也仍有用处，一旦测试系统出了故障，或断裂位置不在引伸计标距范围且测定断后伸长率小于规定最小值，还可以用人工测量断后伸长率。 f）自动方法目前还不能实现附录H的“移位方法”。,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的测定 断后伸长率在5%以下的材料A的测定 对于低延性材料，有些材料的断后伸长率的测定用通常的方法难以做到准确，所以用附录G提供的特殊方法，方法如下：试验前在平行长度的一端处作一很小的标记。使用调节到
27、标距的分规，以此标记为圆心划一圆弧。拉断后，将断裂的试样置于一装置上，最好借助螺丝施加轴向力，以使其在测量时牢固地对接在一起。以原圆心为圆心，以相同的半径划第二个圆弧。用工具显微境或其他合适的仪器测量两个圆弧之间的距离即为断后伸长，准确到士0.02 mm。为使划线清晰可见，试验前涂上一层染料。 可采用自动方法。,GB/T 228.1-2010,GB/T 228.1-2010,断后伸长率（A）的换算 标准20.3条规定，试验前通过协议，可以在一固定标距上测定断后伸长率，然后使用换算公式或换算表格将其换算成比例标距的断后伸长率（例如可使用GB/T 17600.1-1998钢的伸长率换算 第1部分：
28、碳素钢和低合金钢 GB/T 17600.2-1998钢的伸长率换算 第2部分：奥氏体钢。 仅当标距、横截面的形状和面积均为相同时，或当比例系数k相同时，断后伸长率才具有可比性。 伸长换算并不是严格准确的，有一定误差，仅当双方同意才能使用。,GB/T 228.1-2010,断面收缩率（Z）的测定 拉断后将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上。断裂后最小横截面积的测定应准确到2%。原始横截面积与断后最小横截面积之差除以原始横截面积的百分率即为断面收缩率。 断面收缩率是金属材料重要的延性性能，但由于试样拉断时形成的最小横截面积形状复杂和多样性，因而对于复杂横截面形状的试样的断面收缩率
29、的测定还未有标准方法，仅仅对于圆形横截面试样和矩形横截面试样的断面收缩率有相对成熟的测定方法。,GB/T 228.1-2010,断面收缩率（Z）的测定 圆形横截面试样 原始横截面积的测定应准确到1%，相应的原始平均直径的测定应准确到0.5%，断后最小横截面积的测定应准确到2%，相应的断后最小横截面平均直径的测定应准确到1%。 测定断后最小横截面积是假定试样拉断后最小横截面仍为圆形横截面，但这一假定不完全是严格准确的。由于材料在拉断时塑性变形的各向异性，可能形成横截面为非圆形，例如为椭圆形，或者其他复杂形状横截面，只要能把它测定出来且误差不超过2%，是完全符合标准要求的。,GB/T 228.1-
30、2010,断面收缩率（Z）的测定 矩形横截面试样断后最小横截面积用最小厚度和最大宽度之积表示。Su=aubu 式中：au最小厚度bu最大宽度,GB/T 228.1-2010,试验结果的修约,GB/T 228.1-2010,试验条件的表示： 为了用缩略的形式报告试验控制模式和试验速率，可以使用GB/T 228Annn或GB/T 228 Bn缩写的表示形式，这里“A”定义为使用方法A（应变速率控制），“B”定义为使用方法B（应力速率控制）。三个字母的符号“nnn”是指每个试验阶段所用速率，如方法B中的符号“n”是指在弹性阶段所选取的应力速率。 示例1：GB/T 228A224定义试验为应变速率控制
31、，不同阶段的试 验速率范围为2，2，4。 示例2：GB/T 228B30定义试验为应力速率控制，试验的名义应力速率为30MPa.s-1。 示例3：GB/T 228B定义试验为应力速率控制，试验的名义应力速率符合表3。,GB/T 228.1-2010,不确定度的定义：不确定度是“表征合理地赋予被测量之值的分散性， 与测量结果相联系的参数“。它描述了测量结果的可疑 程度。测量的水平和质量用“测量不确定度”来评价。不 确定度越小，则测量结果的可疑程度越小，可信程度越 大，测量结果的质量越高，水平越高，其使用价值越 大，反之亦然。,GB/T 228.1-2010,拉伸不确定度的分类： 测量不确定度分为
32、A类标准不确定度和B类标准不确定度。 A类标准不确定度:用对观察列的统计分析得出的不确定度。 B类标准不确定度：用不同于观察列的统计分析来评定的标准不确定度。,GB/T 228.1-2010,拉伸不确定度的来源： 测量系统示值误差、标准测量仪、计算机数据采集系统、引伸计、测量器具的精度、数据修约、试样的形状、尺寸和表面粗糙度、试样夹持、试验速度等。 有关不确定的评定详见附录L和附录M，附录L提供了拉伸试验结果不确定度的评定范例，附录M提供了一组钢和铝合金实验室间的比对结果来测定不确定度的指南。还可以利用准拉伸标样来评定不确定度。,GB/T 228.1-2010,拉伸不确定度的评定方法： 标准附
33、录L:拉伸试验测量结果不确定度的评定范例 李和平，周星.借助准标样测算拉伸试验测量不确定度的方法,GB/T 228.1-2010,二、2010版室温拉伸 试验方法试验速率模式,横梁位移控制：试验中马达的角度传感器的信号与控制信号构成闭环回路来控制马达的工作。 应力速率控制：试验中力值传感器的信号与控制信号构成闭环回路来控制马达的工作。 应变速率控制：试验中变形信号与与控制信号构成闭环回路来控制马达的工作。,消除试验机刚度对ReH、ReL、RP0.2不确定度的影响； 可确保试样标距在试验中实现恒应变速率加载，消除材料塑性抗力指标不确定度的影响； 减小测定应变速率敏感参数（性能）时的试验速率变化和
34、试验结果的测量不确定度。 是ReH、ReL、RP0.2比对试验统一规范的依据。,应变速率控制的试验速率（方法A）优势：,方法A阐述了两种不同类型的应变速率控制模式: 第一种应变速率 是基于引伸计的反馈而得到的。 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位移速率来实现。,GB/T 228.1-2010中应选用的应变速率范围,试验机机身的刚度、夹具、加载系统的刚度 与受拉试样的刚度共同构成了“试验系统”的刚 度。,试验系统的刚度,演示试验-液压平推夹具,演示试验-楔形夹具,演示试验-有明显物理屈服的材料,液压平推夹具和楔形夹具的试验结果比较,方法A和方
35、法B结果比较,试验系统的刚度C：试验机的刚度CM与试验机框架、力传感器和夹具等密切相关。液压式试验机的刚度CM还与油的可压缩性、气缸的膨胀、活塞的渗漏等因素相关。 试样的刚度CP与试样的弹性模量、原始横截面积等密切相关。,试验系统的刚度,VC为横梁分离速率，mms-1 Vm为试验机的变形速率，mms-1 VP为试样平行长度的变形速率，mms-1,GB/T 228.1的技术背景,-试样的应变速率，S-1 L-试验机和试样平行长度的总变形，mm E-试样的弹性模量，MPa S0-试样原始横截面积，mm2 CM-试验机的刚度，N/mm LC-试样的平行长度，mm,根据感兴趣点附近的试样上产生的应变速
36、率来估算横梁分离速率VC：,根据感兴趣点附近的应力-延伸曲线的斜率和试验机刚度来估算试样上产生的应变速率：,最佳条件是应力-延伸曲线弹性部分的斜率与弹性模量E非常接近； 在弹性范围内用已知恒定的横梁分离速率进行试验； 在弹性范围内测定试样上产生的应变速率 利用下面的公式计算试验机的刚度：,试验机刚度的测定方法,由于系统柔度不同，以恒定夹头位移速度进入屈服阶段时，试样速度的变化,弹性阶段、屈服阶段工程应力和 应变速率随试验时间变化曲线,弹性阶段 =0.00025S-1 屈服阶段=0.00025S-1,附录F 考虑试验机刚度后估算的横梁位移速率,VC=0.9mm/min=0.015mm/s ， =
37、0.00007s-1，S0=28.595mm2，LC=60mm，E=199638MPa， RP、ReH段附近点 m=42827MPa，屈服阶段m0，计算得CM=37000N/mm。,弹性阶段、屈服阶段工程应力和应变速率随试验时间变化曲线,2#试样,1#试样,三、金属拉伸试样,按产品形状分类,3.1 金属拉伸试样的分类,拉伸试样的原始标距与原始横截面积的平方根的比值k为常数，这样的拉伸试样称为比例试样。k=5.65的试样称为短比例试样，其断后伸长率为A； k=11.3的试样称为长比例试样，其断后伸长率为A11.3； 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15mm，否则，建议选用长
38、比例试样或其他类型试样。 对于截面较小的薄带试样以及某些异型截面试样，由于其标距短或界面不用测量，可以采用L0为50mm、80mm、100mm、200mm的定标距试样。它的标距与试样截面不存在比例关系，称为非比例试样。,按L0与S0的关系分类,3.1 金属拉伸试样的分类,量具或尺寸测量仪器准确度的选择，应满足原始横截面积测定准确度的要求。量具或尺寸测量仪器的分辨力是影响测定准确度的主要因素之一。 分辨力：指示装置对紧密相邻量值有效分辨的能力。 一般认为模拟式指示装置的分辨力为其标尺分度值的一半，数字式指示装置的分辨力为末尾数的一个字码。,JJG1001-1991通用计量名词及定义,3.2 量具
39、或尺寸测量仪器的选择,注意：量具和尺寸测量装置应经检验合格方能使用。,薄板试样：2% 其他试样：1%,3.2 量具或尺寸测量仪器的选择,原始横截面积的测定准确度不仅仅与量具的分辨力有关，而且与其他因素也有关。如量具的零点、量具砧面形状、试样表面、测量操作人员的熟练程度等。,正确选择和使用测量工具和提高人员的测量操作技能，掌握测量方法，才能保证原始横截面积测定的准确性。,3.2 量具或尺寸测量仪器的选择,附录B、D规定：如果试样的公差满足标准要求，原始横截面积可以用名义值，而不必通过实际测量再计算。 宜在试样平行长度中心区域以足够的点数测量试样的相关尺寸。 原始横截面积S0是平均横截面积，应根据
40、测量的尺寸计算。2002版规定为S0是最小横截面积。,3.3 测量部位和方法,计算原始横截面积时，需要至少保留四 位有效数字或小数点后两位，取其较精确 者，至少取4位有效数字。,3.3 测量部位和方法,在标距两端及中间三处横截面上相互垂直两个方 向测量直径，以各处两个方向测量的直径的算术平 均值计算横截面积，取三处测得横截面积的平均值 作为试样原始横截面积。按下式计算原始横截面积：,3.3.1 圆形试样,在标距两端及中间三处横截面上测量宽 度和厚度，取三处测得横截面积的平均值 作为试样原始横截面积。按下式计算原始 横截面积：S0=a0b0,3.3.2 矩形横截面试样,在标距两端及中间三处横截面
41、上测量宽度和 厚度，取三处测得横截面积的平均值作为试样 原始横截面积。按下式计算原始横截面积：,3.3.3 弧形横截面试样,b0/D00.25时，可按下式计算原始横截面积,b0/D00.1时，可按下式计算原始横截面积,3.3.4 弧形横截面试样,在试样的任一端相互垂直方向测量外直径 和四处壁厚，分别取算术平均值，横截面 积公式如下： S0= a0(D0-a0）,3.3.5 圆管段试样,3.3.6 称重法测定试样原始横截面积,试样应平直，两端面垂直于试样轴线。测量试样长度，准确到0.5%；称试样质量，准确到0.5%；测出或查出材料密度，准确到三位有效数字。按下式计算：称重方法仅适用于具有恒定横截
42、面的试样。,3.3.7 螺纹钢筋试样的原始横截面积,螺纹钢筋的产品标准大多数都规定试样采用 “标称原始横截面积”，或“标称原始直径”计算 原始横截面积。,3.3.8 光滑钢筋试样的原始横截面积,如相关产品标准规定采用“标称横截面积”或“标称直径”计算原始横截面积，应按其执行。如相关产品标准没有具体规定，可采用实测尺寸或用称重法测定原始横截面积。,圆形横截面试样：附录D规定原始直径测量允许误差不超过0.5%。 矩形横截面试样: 附录B（薄板试样）规定原始横截面积测量误差不超过2%，宽度的测量误差不超过0.2%；为了减小试验结果的测量不确定度，建议原始横截面积应准确至或优于1%，对于薄片材料，需要
43、采用特殊的测量技术。 附录D（中、厚板试样）规定宽度和厚度测量误差各允许0.5%。,3.4 原始横截面积测定误差要求,弧形试样：附录E规定原始横截面积测量误差不超过1%。管段试样：附录E规定原始横截面积测量误差不超过1%。 其他横截面形状的试样：原始横截面积测量误差不超过1%。 称重方法：接近1%以内。,3.4 原始横截面积测定误差要求,原始标距： 1% 断后标距： 0.25mm 断后最小横截面积： 2%,3.5 其他相关尺寸测量要求,3.6.1 厚度0.1mm3mm薄板和薄带使用的 试样,比例试样与2002版类型相同，长比例试样和短比例试样b0分别为10mm、12.5mm、15mm、20mm
44、；非比例试样b0增加了25mm的试样类型。,3.6 试样尺寸形状和公差,试样宽度公差 单位为毫米,3.6.2 直径或厚度小于4mm线材、棒材 和型材使用的试样,与2002版基本相同，只是两夹头间的试样长 度规定应至少为L0+3b0或L0+3d0，最小值为 L0+20mm。 2002版规定L0+50mm。,3.6.3 厚度大于或等于3mm板材和扁材以及直径或厚度大于4mm线材、棒材和型材使用的试样,比例试样与2002版类型相同，非比例试 样r20mm，2002版要求r12mm。,试样横向尺寸公差 单位为毫米,3.6.4 管材试样,原始横截面积计算公式有些变化，b0/D00.1 时，可按下式计算原
45、始横截面积,2002版规定当b0/D00.17时，可按上式计算原始横截面积。,四、拉伸试验基本概念,1、应力：每单位面积上承受的力。 2、工程应力：每单位原始横截面积上的力。表示为：,拉伸试验力学参量,3、真实应力：每单位瞬时横截面积上的力。 真实应力与工程应力的关系为：,-工程应变 -工程应力,拉伸试验力学参量,4、工程应变：瞬间长度与原始长度之差与原始长度比值。,L-伸长 L0-原始标距长度,拉伸试验力学参量,5、真实应变：瞬间的伸长与原始标距长度的比值的自然对数。,L-瞬时长度 L0-原始标距长度 -工程应变,拉伸试验力学参量,拉伸试验时测量的量是伸长和力，由这两个变量构成的关系曲线（F
46、-L曲线）称为拉 伸图，即拉伸曲线。,拉伸曲线,比例变形阶段(oa)； 弹性变形阶段(ob)； 微塑性应变阶段(bc)； 屈服塑性变形阶段(cd)； 应变硬化阶段(de)； 局部缩颈变形断裂阶段(ef)。,拉伸曲线各变形阶段,应力-应变曲线的几种形式,所谓拉伸力学性能实质为拉伸应力-应变 曲线各变形阶段的特征点对应的特征应力和 应变值。,拉伸力学性能,1、弹性性能包括:比例极限；弹性极限；拉伸弹性模量； 泊松比。,拉伸力学性能,2、塑性性能 1）屈服强度：包括上屈服强度；下屈服强度；规定非比例延伸强度；规定总延伸强度；规定残余延伸强度。,拉伸力学性能,2）抗拉强度； 3）断裂强度； 4）延性性能：包括， 屈服点延伸率； 最大力总延伸率； 最大力非比例延伸率； 断裂总延伸率； 断后伸长率。,拉伸力学性能,2010版和2002版原始横截面积不同计算方法的实测值,谢谢!,
