8.7试样过渡半径(r)
试样的过渡半径在附录A,B和D中规定如下:
薄板用矩形横截面试样:r≥20mm;
圆形横截面试样:r≥0.75d;
矩形和弧形横截面试样:r≥12mm;
试样过渡半径对试样的断裂位置有影响,对于延性差,脆性断裂敏感于应力集中的材料,建议过渡半径取较大的值。
8.8矩形横截面试样的宽厚比
试样的宽厚比影响性能的测定,尤其影响延性性能的测定。标准中附录B推荐的宽厚比范围为不超过8:1,但应注意,这一宽厚范围不适用于薄板和薄带(厚度0.1mm~<3mm)的试样。
8.9带头和不带头试样
虽然机加工不带头试样可以降低成本,但容易在夹头端部附近处发生断裂,影响性能测定,甚至使试验无效。因此建议:
凡从冶金产品上切取样坯机加工的试样,一般机加工成带头试样,除非产品标准明确规定采用不带头试样或材料不足够。
具有恒定横截面的产品,如相关产品标准规定了采用其产品的部分不经机加工的试样,应遵照其规定。如果未具体规定,建议材料尺寸足够时机加工成带头试样。
9 试样原始横截面积的测量
9.1 测量的准确度要求
要求测量出最小原始横截面积(So)。以实测的横截面尺寸计算试样原始横截面积。除非相关产品标准或协议另有规定,不采用标称截面积。测量准确度要求:
薄板和薄带用矩形试样:横截面积准确度≤±2%
不经机加工试样:横截面积准确度≤±1%
机加工圆形和矩形试样:每个横截面积尺寸准确度≤±0.5%
机加工弧形试样和环形度样(圆管段试样):横截面积准确≤±1%
9.2 量具或尺寸测量仪器的选择
试样横截面积测定的准确性受多种因素的影响,而量具的分辨力是主要因素之一。建议按照标准中表3的要求选择量具或尺寸测量仪器的测量分辨力,以使面积测定准确度有保证。
按照国家计量标准JJG1001-1991的定义,分辨力(resolution)定义为:“指示装置对紧密相邻量值有效分辨的能力。注:一般认为模拟式指示装置的分辨力为标尺分度值的一半,数字式指示装置的分辨力为末位数的一个字码”例如,卡尺的游标分度值为0.02mm ,则其分辨力为0.01mm。
9.3 测量部位和方法
(1) 对于圆形横截面积的试样,在其标距的两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径,取其平均直径计算面积,取三处测量得的最小值为试样的原始横截面积。
(2) 对于矩形和弧形横截面试样,在其标距的两端及中间三处横截面上测量厚度(或壁厚)和宽度,取三处测得的最小横截面积为试样的原始横截面积。
(3) 对于环形横截面试样(圆管段试样),在其一端相互垂直的方向测量外直径和四处的壁厚,以平均外径和平均壁厚计算的横截面积为试样的原始横截面积。
9.4 称重方法测定原始横截面积
具有名义上恒定横截面的试样,可以用称重方法测定其横截面积。但这种方法测定的是平均横截面积,因此建议在报告中注明为称重方法测定。www.tmgc8.com
试样长度测量准确度:≤±0.5%
试样质量测定准确试:≤±0.5%
试样的材料密度:至少取3位有效数字
9.5 原始横截面积的计算值
因为原始横截面积数值是中间数据,不是试验结果数据,所以,如果必须计算出原始横截面积的值时,其值至少保留4位有效数字。计算时,常数π应至少取4位有效数字。
对于圆管的弧形试样,b/D≥0.25%时用标准中的式(D1)计算;b/D<0.25时用标准中的式(D2)计算;式(D1)严格准确,式(D2)为近似准确的公式,但与式(D1)的误差不大,可以忽略。建议,b/D<0.17时也可采用式(D2)计算,以保证计算误差在可忽略的范围内。
10 原始标距的标记
试样比例标距的计算值应修约到最接近5mm的倍数,中间数值向较大一方修约。标记原始标距的准确试应在±1%以内,由于标记试样标距装置的检验尚无相应标准,因此,建议试验室应自行检查其准确度,可以用小冲击点、细划线或细墨线做标记,标记应清晰,试验后能分辨,不影响性能的测定。
对于带头试样,原始标距应在平行长度的居中位置上标出。
11 平行长度的测量
一般不测试试样的平行长度,但如采用力夹头位移方法测定规定非比例延伸强度时,必须在试验前测出平行长度,准确度在±1%以内。不应采用平行长度的标称值,除非实际值能保证准确到±1%。
12 试验设备准确度级
12.1 引伸计
引伸计是测延伸用的仪器。应把引伸计看成是一个测量系统(包括位移传感器、记录器和显示器)。引伸计应符合 GB/T12160-2002规定的准确度级,并按照该标准要求定期进行检验。
每一引伸计级别包含3 项内容,即标距误差、系统误差和分辨力。引伸计的检验应包括这3项内容。
标准中规定,测定不同性能时,使用不同级别的引伸计,测定上屈服强度、下屈服强度、屈服点延伸率、规定总延伸强度、规定非比例延伸强度、规定残余延伸强度和规定残余延伸强度的验证试验使用不劣于1级准确度的引伸计:测定其它具有较大延伸率的性能,例如抗拉强度、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率、断裂总伸长率和断后伸长率等,应使用不劣于2级准确度的引伸计。
在这里顺便说明,在使用引伸计系统测定性能时。标准中没有规定放大倍数的下限,是因为引伸计级别里规定了分辨力的要求,这就间接地起到了对最小数放大倍数的限定。
12.2 试验机
试验机应符合GB/T16823—1997规定的准确度级,并按照该标准要求检验。测定各强度性能均应采用1级或优于1级准确度的试验机。
试验机的每一准确度级都包含5项内容,应按照GB/T16825-1997的要求进行检验。其中示值进回程相对误差在有要求时才进行检验。,其他4项应进行定期检验,经检验合格后的试验机方能使用应以拉力方式检验。对于大吨位试验机,若采用压力方式检验,应在检验报告中注明。
13 试验速率
试验速率对性能的测定有明显影响。新、旧标准对试验速率的规定主要不同之处有两个方面,新标准规定的弹性应力速率允许范围比旧标准的宽和高,见表5。对对测定强度(Rp,Rt ,Rr),增加了在塑性范围的应变速率不超过0.025/s的要求。对于抗拉强度的试验速率,规定应变速率不超过0.008/s(相关夹头分离速率0.48Lc/min)。与旧标准规定夹分离速率不超过0.5Lc/min要求有所不同。
13.1 测定ReH的试验速率
在弹性范围和直至上屈服强度,弹性应力速率应符合表5(即标准中的表4)规定的要求,并尽可能保持恒定。
13.2 测定ReL的试验速率
试样平行长度的变速率应在0.00025/s~0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。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控制。任何情况下,弹性范围内的应力速率不得超过表5规定的最大速率。
13.3 测定规定强度Rp,Rt和Rr的试验速率
屈服前的弹性应力速率应符合表5规定的要求,并尽可能保持恒定,进入塑性范围和直至规定强度应变速率不应超过0.0025/ s。如果不能调节这一应变速率,应调节屈服前弹性应力速率不超过表5规定的最大速率,直至规定强度测定,不再调节试验机的控制。www.tmgc8.com
13.4 测定Rm的试验速率
在塑性范围,平行长度的应变速率应不超过0.008/ s(相对于夹头分离速率0.48Lc/min)。如果在同一试验中不测定屈服性能,允许在弹性范围达到塑性范围的最大应变速率(虽然,此种情况下弹性阶段的应力速率可能超过表5规定的最大值)
13.5 测定Ae的试验速率
按照测定ReL的试验速率。
13.6 测定Agt,Ag,At,A和Z的试验速率
按照测定Rm的速率要求。
13.7 弹性范围内应力速率与应变速率的等效换算
在假定金属材料的弹性阶段应力与应变符合虎克定律的前提下,可以利用虎克定律关系进行应力速率与应变速率的等效换算,以使用位移速率控制型的试验机做应力速率控制试验,用加力速率控制型的试验机做应力速率控制试验,用加力速率控制型的试验机做应变速率控制试验。
σ=(E/Lc)V1 (2)
ε= (1/ESo)V2 (3)
式中σ——应力速率
ε——应变速率
E——弹性模量
Lc——试样平行长度
So——试样原始横面积
V1——位移速率(等于εLc).mm/s
V2——加力速率(等于F).N/s
应注意,由于试验机的柔度和间隙存在.致使按理论计算得到的应力速率和应变速率比试验机上的实测值低。
14 性能的测定
标准中共定义了12种可测的拉伸性能,即六种延性能A,Ae ,Agt ,Ag ,At和Z六种强度性能ReH,ReL,Rp,Rt,Rr 和Rm。
14.1 断后伸长率A的测定
(1)人工方法,试验前在试样平行长度上标记出原始标距(误差≤±1%)和标距内等分格标记(一般标记10个等分格)。试验拉断后,将试样的断裂处对接在一起,使用轴线处于同一直线上,通过施加适当的压力以使对接严密。
用分辨力不劣于0.1mm的量具测量断后标距,准确到±0.25mm以内。建议:断后标距的测量应读到所用量具的分辨力,数据不进行修约,然后计算断后伸长率。
如果试样断在标距中间1/3Lo范围内,则直接测量两标点间的长度;如果断在标距内,但超出中间1/3Lo范围,可以采用移位方法(见标准中附录F)测定断后标距。
如果试样在标距中间1/3Lo范围以外,而其断后伸长率符合规定量小值要求,则可以直接测量两标点间的距离,测量数据有效而不鉴定断裂位置处于何处。如果断在标距外,而且断后伸长率未达到规定最小值,则结果无效,需用同样的试样重新试验。
(2)图解方法(包括自动方法)用引伸计系统记录力-延伸曲线,或采集力-延伸数据,直至试样断裂。读取或判读断裂点的总延伸,扣除弹性延伸部分后得到的非比例延伸作为断后伸长。扣除的方法是,过断裂点作平行于曲线的弹性直线段的平行线交于延伸轴,交点即确定了非比例延伸,见标准中的图1。
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