GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法

GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法
1 .1本標準適用范圍
標準適用于金屬材料（包括黑色和有色金屬材料,但不包括金屬構件和零件）室溫拉伸性能的測定（橫截面尺寸≮0.1ｍｍ）。
對于小橫截面尺寸的金屬產品 （如金屬箔、超細絲和毛細管等）需雙方協議。
本標準規定了試驗原理、定義、符合和說明、試樣及其尺寸測量、試驗設備、試驗要求、性能測定、測定結果數值修約和試驗報告。
1.2 可測量的量:
伸長率:斷后伸長率（A）,斷裂總伸長率（At）,ZUI大力總伸長率（Agt）,ZUI大力非比例伸長率（Ag）,屈服點延伸率（Ae）等的測定.
強度:上屈服強度（ReH）,下屈服強度（Rel）,規定非比例延伸強度（Rp）,規定總延伸強度（Rt）,抗拉強度（Rm）的測定.斷面收縮率（Z）的測定.
1.3 原理
試驗系用靜拉力對試樣拉伸,測量力各相應的伸長,一般拉至斷裂,測定一項或幾項力學性能.
1.4室溫的溫度范圍
標準中規定室溫的溫度范圍為10～35℃,超出這一范圍不屬于室溫。對于材料在這一溫度范圍內性能對溫度敏感而采用更嚴格的溫度范圍試驗時,應采用23±5℃的控制溫度。上述10～35℃的溫度指容許的試樣溫度范圍.
1.5定義
原始標距（L0）:施力前的試樣標距.
引伸計標距（Ｌe）:測量伸長用的試樣圓柱或棱柱部分的度。
斷面收縮率（Z）,ZUI大力（Fm）
伸長:試驗期間任一時刻原始標距（L0）增量{斷后伸長率（A）,斷裂總伸長率（At）,ZUI大力總伸長率（Agt）和ZUI大力非比例伸長率（Ag）}.
延伸: 試驗期間任一給定時刻引伸計標距（Ｌe）的增量{殘余延伸率 ,非比例延伸率,總延伸率 , 屈服點延伸率（Ae） ,ZUI大力延伸率（Agt）等}.
應力 :試驗期間任一時刻的力除以試樣原始橫截面積（S0）之商 {抗拉強度（Ｒｍ） ,屈服強度{上屈服強度（ＲeH） ,下屈服強度（ＲeL） ,規定非比例延伸強度（Ｒp） ,規定總延伸強度（Ｒｔ）,規定殘余延伸強度（Ｒr） }.]
ZUI大力（Ｆｍ）: 試樣在屈服階段之后所能抵抗的ZUI大力;對于無明顯屈服（連續屈服）的金屬材料,為試驗期間的ZUI大力。
抗拉強度（Ｒｍ）: 相應ZUI大力（Ｆｍ）的應力。
1.6試樣
形狀與尺寸
試樣的形狀與尺寸取決于被試驗的金屬產品的形狀與尺寸。
試樣橫截面可以為圓形、矩形、多邊形、環形,特殊情況下可以為某些其他形狀。 比例試樣與非比例試樣: K:5.65 或11.3試樣的制備與類型－－應按照相關產品標準或ＧＢ/Ｔ2975的要求切取樣坯和制備試樣。
1.7原始橫截面積（Ｓ0）的測定
試樣的原始橫截面積測定的方法和準確度應符合附錄ＡＤ（標準的附錄）規定的要求。測量時建議按照表3選用量具或測量裝置。
應根據測量的試樣原始尺寸計算原始橫截面積,并至少保留4位有效數字。
1.8原始標距（Ｌ0）的標記
應用小標記、細劃線或細墨線標記原始標距,但不得用引起過早斷裂的缺口作標記。對于比例試樣,應將原始標距的計算值修約至ZUI接近5ｍｍ的倍數,中間數值向較大一方修約。
原始標距的標記應準確到±1%。如平行長度（Ｌｃ）比原始標距長許多,例如不經機加工的試樣,可以標記一系列套疊的原始標距。有時,可以在試樣表面劃一條平行于試樣縱軸的線,并在此線上標記原始標距。
1.9對試驗設備準確度的要求
引伸計的準確度級別應符合ＧＢ/Ｔ12160的要求。
測定上屈服強度、下屈服強度、屈服點延伸率、規定非比例延伸強度、規定總延伸強度、規定殘余延伸強度,以及規定殘余延伸強度的驗證試驗,應使用不劣于1級準確度的引伸計;測定其他具有較大延伸率的性能,例如抗拉強度、ZUI大力總延伸率和ZUI大力非比例延伸率、斷裂總伸長率,以及斷后伸長率,應使用不劣于2級準確度的引伸計。
1.10試驗要求
1.10.1試驗速率
測定屈服強度和規定強度的試驗速率
在彈性范圍和直至ReH, 夾頭的分離速率應保持恒定并在表4規定的范圍內。若僅測定ReL,在試樣平行長度的屈服期間應變速率應在0.00025/ｓ-0.0025/ｓ之間。任何情況下,彈性范圍內的應力速率不得超過表4 （下表）規定的ZUI大速率。
在塑性范圍和直至規定強度（規定非比例延伸強度、規定總延伸強度和規定殘余延伸強度）應變速率不應超過0.0025/ｓ。
測定抗拉強度（Ｒｍ）的試驗速率
塑性范圍
平行長度的應變速率不應超過0.008/ｓ。
彈性范圍
如試驗不包括屈服強度或規定強度的測定,試驗機的速率可以達到塑性范圍內允許的ZUI大速率。
1.10.2夾持方法
應使用例如楔形夾頭、螺紋夾頭、套環夾頭等合適的夾具夾持試樣。
應盡ZUI大努力確保夾持的試樣受軸向拉力的作用。當試驗脆性材料或測定規定非比例延伸強度、規定總延伸強度、規定殘余延伸強度或屈服強度時尤為重要。
1.11斷后伸長率（Ａ）和斷裂總伸長率（Ａｔ）的測定
應按照先前的定義測定斷后伸長率
應將試樣斷裂的部分仔細地配接在一起使其軸線處于同一直線上，使用分辨力優于0.1ｍｍ的量具測定 （Lu）,準確到±0.25ｍｍ。
原則上只有斷裂處與ZUI接近的標距標記的距離不小于原始標距的三分之一情況方為有效。但斷后伸長率大于或等于規定值, 均為有效。
能用引伸計測定斷裂延伸的試驗機,引伸計標距（Ｌe）應等于試樣原始標距（Ｌ0）,無需標出試樣原始標距的標記。
以斷裂時的總延伸作為伸長測量時,為了得到斷后伸長率,應從總延伸中扣除彈性延伸部分。
原則上,斷裂發生在引伸計標距以內方為有效,但斷后伸長率等于或大于規定值,不管斷裂位置處于何處測量均為有效。
為了避免因發生在規定的范圍以外的斷裂而造成試樣報廢,可以采用附錄Ｆ的移位方法測定斷后伸長率。
將測定的斷裂總延伸除以試樣原始標距得到斷裂總伸長率。
1.12抗拉強度（Ｒｍ）的測定
按照定義和采用圖解方法或指針方法測定抗拉強度。
對有明顯屈服（不連續屈服）現象的金屬材料,從記錄的力 - 位移圖,或從測力度盤,讀取過了屈服階段后的ZUI大力;
對無明顯屈服（連續屈服）現象的金屬材料,從記錄的力 - 位移曲線圖或從測力度盤讀取試驗過程中ZUI大力；Ｒｍ = Fm / Ｓ0
1.13規定總延伸強度（Ｒｔ）的測定
在力 延伸曲線圖上,劃一條平行于力軸并與該軸的距離等效于規定總延伸率的平行線,此平行線與曲線的交截點給出相應于規定總延伸強度的力F；
此力除以試樣原始橫截面積（Ｓ0）得到規定總延伸強度. Ｒｔ=F/Ｓ0
1.14斷面收縮率（Ｚ）的測定
按照定義4.7測定斷面收縮率。斷裂后ZUI小橫截面積（Ｓｕ） 應準確到±2%。
圓形橫截面,在縮頸ZUI小處相互垂直方向測量直徑,取其算術平均值計算Ｓｕ; 矩形橫截面試樣,測縮頸處的ZUI大寬度和ZUI小厚度（見下圖）,兩者之乘積為斷后Ｓｕ。Z=（Ｓ0 -Ｓｕ）/Ｓo。薄板和薄帶試樣、管材全截面試樣、圓管縱向弧形試樣和其他復雜橫截面及直徑小于3ｍｍ試樣,一般不測定Z。
1.15性能測定結果數值的修約
測定的結果數值應按照相關產品標準進行修約。如未規定具體要求,應按照下表的要求進行。修約的方法按照GB/T8170
1.16性能測定結果的準確度
性能測定結果的準確度取決于各種試驗參數。
計量參數:例如試驗機和引伸計的準確度級別,試樣尺寸的測量準確度等。
材料和試驗參數:例如材料的特性,試樣的幾何形狀和制備,試驗速率、溫度、數據采集和分析技術等。
1.17試驗結果處理
試驗出現下列情況之一其試驗結果無效,應重做同樣數量試樣的試驗。
試樣斷在標距外或斷在機械刻劃的標距標記上,而且斷后伸長率小于規定ZUI小值;
試驗期間設備發生故障,影響了試驗結果。
試驗后試樣出現兩個或兩個以上的縮頸以及顯示出肉眼可見的冶金缺陷（例如分層、氣泡、夾渣、縮孔等）,應在試驗記錄和報告中注明。