金屬拉伸試驗由加力到斷裂分為哪幾個階段

2021-08-07 02:08:23 字數 5935 閱讀 5577

1樓:焦水淼

大致可分為四個階段:

(1)彈性階段oa:這一階段試樣的變形完全是彈性的,全部寫出荷載後,試樣將恢復其原長。此階段內可以測定材料的彈性模量e。

(2)屈服階段bc:試樣的伸長量急劇地增加,而萬能試驗機上的荷載讀數卻在很小範圍內波動。如果略去這種荷載讀數的微小波動不計,這一階段在拉伸圖上可用水平線段來表示。

若試樣經過拋光,則在試樣表面將看到大約與軸線成45°方向的條紋,稱為滑移線。

(3)強化階段ce 試樣經過屈服階段後,若要使其繼續伸長,由於材料在塑性變形過程中不斷強化,故試樣中抗力不斷增長。 (

4)頸縮階段和斷裂ef:試樣伸長到一定程度後,荷載讀數反而逐漸降低。此時可以看到試樣某一段內橫截面面積顯著地收縮,出現「頸縮」的現象,一直到試樣被拉斷。

2樓:

金屬拉伸試驗方法 gb 228-87

本標準規定金屬常溫拉伸試驗方法,用以測定本標準所規定的一項或幾項力學效能。

本標準參照國際標準iso6892—84《金屬材料——拉伸試驗》修訂。

1 原理

試驗系用拉伸力將試樣拉伸,一般拉至斷裂以便測定力學效能。

2 定義

2.1 平行長度(lc):試樣兩頭部或兩夾持部分(不帶頭試樣)之間的平行長度。

2.2 試樣標距:拉伸試驗過程中用以測量試樣伸長的兩標記間的長度。

2.2.1 原始標距(l0):試驗前的標距。

2.2.2 斷後標距(l1):試樣拉斷後,斷裂部分在斷裂處對接在一起,使其軸線位於同一直線上時的標距。

2.3 引伸計標距(le):用引伸計測量試樣伸長所使用試樣部分的長度(此長度可以不等於le,但應大於b0,d0或d。,小於平行長度lc)。

2.4 應力:試驗過程中的力除以試樣原始橫截面積的商。

2.5 規定非比例伸長應力(σp):試樣標距部分的非比例伸長達到規定的原始標距百分比時的應力。表示此應力的符號應附以角注說明,例如σp0.

01,σp0.05,σp0.02等分別表示規定非比例伸長率為0.01%、0.05%和0.2%時的應力。

2.6 規定總伸長應力(σ1):試樣標距部分的總伸長(彈性伸長加塑性伸長)達到規定的原始標距百分比時的應力。表示此應力的符號應附以角注說明,例如 σt0.

5表示規定總伸長率為0.5%時的應力。

2.7 規定殘餘伸長應力(σr):試樣卸除拉伸力後,其標距部分的殘餘伸長達到規定的原始標距百分比時的應力。表示此應力的符號應附以角注說明,例如σr0.

2表示規定殘餘伸長率為0.2%時的應力。

2.8 屈服點(σa):呈現屈服現象的金屬材料,試樣在試驗過程中力不增加(保持恆定)仍能繼續伸長時的應力。如力發生下降,應區分上、下屈服點。

2.8.1 上屈服點(σsu):試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力。

2.8.2 下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應時屈服階段中的最小應力。

2.9 抗拉強度(σb):試樣拉斷過程中最大力所對應的應力。

2.10 屈服點伸長率(δ5):試樣從屈服開始至屈服階段結束(加工硬化開始)之間標距的伸長與原始標距的百分比。

2.11 最大力下的伸長率:試樣拉到最大力時標距的伸長與原始標距的百分比。應區分最大力下的總伸長率(δg1)和非比例伸長率(δg)。

2.12 斷後伸長率(δ):試樣拉斷後,標距的伸長與原始標距的百分比。

2.13 斷面收縮率(ψ):試樣拉斷後,縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。

3 符號、名稱和單位

符號、名稱和單位列於表1。

表1符號

名稱單位

a0矩形、弧形試樣或管壁的原始厚度

mma1

矩形試樣拉斷後縮頸處的最小厚度

b0矩形或弧形試樣平行長度部分的原始寬度

b1矩形試樣拉斷後縮頸處的最大寬度

d0圓形試樣平行長度部分的原始直徑

d1圓形試樣拉斷後縮頸處的最小直徑

d0圓管試樣原始外直徑

lc試樣平行長度

l0試樣原始標距

l1試樣拉斷後的標距

le引伸計標距

l試樣總長度

s0試樣平行長度部分的原始橫截面積

mm2s1

試樣拉斷後縮頸處的最小橫截面積

fv規定非比例伸長力(試驗記錄或報告中應附以所測應力的角注例如:fp0.01,fp0.05,fp0.02等)

規定總伸長力(試驗記錄或報告中應附以所測應力的角注.

例如:et0.5)

規定殘餘伸長力(試驗記錄或報告中應附以所測應力的角注.

例如fv0.2)

屈服力上屈服力

下屈服力

最大力線材打結拉伸力nft

frf5

fsufsl

fbfj

σp規定非比例伸長應力

n/mm2

σt規定總伸長應力

σr規定殘餘伸長應力

σs屈服點

σsu上屈服點

σsl下屈服點

σb抗拉強度

δ5屈服點伸長率

%δgl

最大力下的總伸長率

δg最大力下的非比例伸長率

δ斷後伸長率

εp規定非比例伸長率

εt規定總伸長率

εv規定殘餘伸長率

ψ斷面收縮率

m試樣質量gρ

試樣密度

g/cm3

π圓周率(至少取三位有效數字)

n伸長或位移放大倍數

注:1n/mm2=1mpa

4 試樣

按gb 6397-86《金屬拉伸試驗試樣》執行。

5 試樣尺寸的測量

5.1 試樣原始橫截面積的測定

5.1.1 圓形試樣橫截面直徑應在標距的兩端及中間處兩個相互垂直的方向上各測一次,取其算術平均值,選用三處測得橫截面積中最小值,橫截面積按公式(1)計算:

s0=1/4*∏d20••••••••••••••••••••••••••••••••(1)

5.1.2 矩形試樣橫截面尺寸(寬度和厚度)應在標距的兩端及中間處測量,選用三處測得橫截面積中最小值。矩形試樣橫截面積按公式(2)計算:

s0=a0*b0•••••••••••••••••••••••••••••••(2)

5.1.3 圓管縱向弧形試樣的橫截面尺寸(壁厚和寬度)應在標距兩端及中間處測量,選用三處測得橫截面積中最小值。有關標準或協議無規定時,圓管縱向弧形試樣橫截面積按公式(3)計算:

注:生產檢驗中•可將式中的用一個固定係數代替,但此時其計算值與用公式(3)計算之值的偏差不應大於±1%。

5.1.4 圓管試樣橫截面尺寸(外徑和壁厚)應在管的一端兩個相互垂直的方向各測一次外直徑,取其算術平均值。在同一管端圓周上相互垂直方向測量四處管壁厚度,取其算術平均值。用平均外徑和平均壁厚計算的橫截面積作為標距內的原始橫截面積。

按公式(4)計算:

s0=∏a0(d0-a0)•••••••••••••••••••••••••••••••(4)

注:如有關標準或協議允許,可以用標稱尺寸計算全截面圓管試樣的原始橫截面積。

5.1.5 測量試樣原始橫截面尺寸的量具應滿足表2要求。

表2 mm

橫截面尺寸

量具最小刻度值

0.1~0.5

0.001

>o.5~2.0

0.005

>2.0~10.0

0.01

>10.0

0.05

5.1.6 等橫截面不經機加工的試樣,可採用重量法測定其平均原始橫截面積。按公式(5)計算:

s0=m/ρl*1000•••••••••••••••••••••••••••••••(5)

試樣質量的測量精確度應達±0.5%,密度應由有關標準提供,至少取3位有效數字。試樣總長度的測量精確度應達±0.5%。

如有關標準或協議允許,也可採用重量法測定週期截面不經機加工試樣的平均原始橫截面積,或者採用理論計算原始橫截面積。

5.1.7 如有關標準或協議允許,也可採用標稱尺寸計算圓線材的原始橫截面積。

5.1.8 試樣原始橫截面積的計算值修約到三位有效數字,修約的方法按gb 1.1-81《標準化工作導則編寫標準的一般規定》附錄c「數字修約規則」執行。

5.2 試樣原始標距的標記和測量

5.2.1 可以用兩個或一系列等分小衝點或細劃線標出原始標距,標記不應影響試樣斷裂,對於脆性試樣和小尺寸試樣,建議用快乾墨水或帶色塗料標出原始標距。如平行長度比原始標距長許多(例如不經機加工試樣),可以標出相互重疊的幾組原始標距。

5.2.2 比例試樣原始標距的計算值,對於短比例試樣應修約到最接近5mm的倍數;對於長比例試樣應修約到最接近10mm的倍數。如為中間數值向較大一方修約。

5.2.3 原始標距應精確到標稱標距的±0.5%。

5.2.4 測量試樣尺寸的量具應由計量部門定期檢定。

6 試驗裝置

6.1 試驗機

6.1.1 各種型別試驗機均可使用,試驗機誤差應符合jjg 139-83《拉力、壓力和萬能材料試驗機檢定規程》或jjg l57-83《小負荷材料試驗機檢定規程》的1級試驗機要求。

6.1.2 試驗機應備有調速指示裝置,試驗時能在本標準規定的速度範圍內靈活調節。

6.1.3 試驗機應具有記錄或顯示裝置,能滿足本標準測定力學效能的要求。

6.1.4 試驗機應由計量部門定期進行檢定。試驗時所使用力的範圍應在檢定範圍內。

6.2 引伸計

6.2.1 引伸計(包括記錄器或指示器l應進行標定,標定時引伸計的工作狀態應儘可能與試驗時的工作狀態相同。引伸計的標定與分級方法見附錄a。

6.2.2 經過標定的引伸計,在日常試驗前應注意檢查,當引伸計經過檢修或發現異常,應按附錄a進行標定。

6.2.3 根據表3選用相應等級的引伸計。

表3測試專案

規定的伸長率

%允許使用的最低等級

σp ,σr

≤0.05

>o.05~<0. 2

≥0.2bc

dσi,σj,σsu

σsl, δ5,δgt,δg

d6.2.4 引伸計標距的偏差符合表4中的規定時,可直接使用標稱標距。

表4引伸計等級

最大允許偏差.%ab

±0.5cd

±1.0

7 試驗條件

7.1 試驗速度:應根據材料性質和試驗目的確定。除有關標準或協議另作規定外,拉伸速度應符合下述要求:

7.1.1 測定規定非比例伸長應力、規定殘餘伸長應力和規定總伸長應力時,彈性範圍內的應力速率應符合表5規定,並保持試驗機控制器固定於這一速率位置上,直至該效能測出為止。

表5金屬材料的彈性模量

n/mm2

應力速率,n/mm2*s-1

最小最大

<150000110

≥150000330

7.1.2 測定屈服點和上屈服點時,屈服前的應力速率按表5規定.並保持試驗機控制器固定於這一速率位置上,直至該效能測出為止。

7.1.3 測定下屈服點時,平行長度內的應變速率應在0.00025~0.0025/s之間,並應儘可能保持恆定。如不能直接控制這一速率,則應通過調節在屈服開始前的應力速率將其固定,直至屈服階段過後。但彈性範圍內的應力速率不得超過表5所允許的最大速率。

7.1.4 當同一試驗要求測定上、下屈服點時,則應符合7.1.3的規定。

7.1.5 屈服過後或只需測定抗拉強度時,試驗機兩夾頭在力作用下的分離速率應不超過0.5lc/min。

7.1.6 測定屈服點伸長率時,試驗速率應符合7.1.1的規定。

7.1.7 測定最大力下的伸長率或斷後伸長率時,試驗速率應符合7.1.5的規定。

7.2 試驗應在室溫(10~35℃)下進行。

7.3 夾持方法

7.3.1 可以採用楔型、帶螺紋、套環、銷釘夾頭等。試驗機或夾持裝置應能允許試樣在拉伸方向自由定位和軸向施力。對於楔型夾頭,試樣頭部被夾持的長度,一般至少為夾頭夾持長度的四分之三。

夾頭的夾持面與試樣接觸應儘可能對稱均勻。圓管試樣應在其兩端加以塞頭或將其被夾持部分壓扁(見gb 6397—86的規定)以便夾持

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