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金属材料拉伸试验机国家标准(GB/T228.1-2010和GB/T228-2002的区别)
  • 发布日期:2012-11-28      浏览次数:8840
    • 金属材料拉伸试验机国家标准(GB/T228.1-2010和GB/T228-2002的区别)    培训讲师

        全国分析检测人员培训委员会(NTC)考核及培训大纲编写组专家、《GB/T 228金属材料室温拉伸试验方法》新版标准起草人高怡斐教授等

        

      培训证书

        检测技术培训将由全国分析检测人员能力培训委员会(NTC)组织考核,考核合格者将由NTC发放相应技术的《分析检测人员技术能力证书》。全国分析检测人员能力培训委员会是由中华人民共和国科学技术部、国家认证认可监督管理委员会等部门共同推动下于2008年成立的,负责对全国分析检测人员技术能力的培训管理与考核工作。该能力证书可作为实验室认可、实验室资质认定以及其他认证认可中检测人员的技术能力证明。

      金属材料拉伸试验机国家标准(GB/T228.1-2010和GB/T228-2002的区别)GB/T228.1-2010 《金属材料拉伸试验  第1部分:室温试验方法》适用范围。GB/T228.1-2010的本部分规定了金属材料拉伸试验方法的原理、定义、符号和说明。试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。
      2010新标准对试验条件提出了两种要求:一种是方法A要实现(应变速率控制),一种是方法B要实现(应力速率控制)。
      试验报告应zui少包括以下信息,除非双方另有约定。
      ①、本部分国家标准编号
      ②、注明试验条件信息(简单的说就是:方法A“应变速率控制”,或方法B“应力速率控制”),可以用缩写的表示形式:GB/T228Annn或GB/T228Bn;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)。三个字母的符合“nnn”是指每个试验阶段所用速率,方法B符合中的“n”是指每个在弹性阶段所选取的应力速率。
      ③、试样标识
      ④、材料名称,牌号(如已知)
      ⑤、试样类型
      ⑥、试样的取样方向跟位置(如已知)
      ⑦、试验控制模式和试验速率或试验速度范围
      ⑧、试验结果

      金属材料拉伸试验方法

      本标准已经美国防部认可采用。
      一、范围
      1、本方法适用于室温下任何形状的金属材料的拉伸试验, 特别是对于屈服强度、屈服点伸长率、抗拉强度、伸长率和断面收缩率的测定。
      注1――本试验方法为E8试验方法的公制标准,标准化委员会于1997年专门授权E-28委员会制定E8、E8M,E8、E8M为两个独立的标准,而不是综合在一起的一个标准。
      注2――本公制试验方法基本上等同于E8试验方法的内容,除了长度计量单位对于圆形试样要求的是5D而不是如E8试验方法中要求的为4D外,其它技术内容是一致的。用粉末冶金(P/M)材料制成的试样可无此要求,以保持工业要求的材料的压力至规定的设计面积和密度。

      注3――除本方法规定外,可需要对特殊材料制定单独的技术规范及试验方法。例如:见试验方法和定义A 370及试验方法B 557M。

      注4――除非另有规定,室温应定为10℃~38°C。

      2、本标准并不涉及所有安全的问题,如果有,也是与它的用途相关。在使用前制定适当的安全和健康规范,确定适用的规章制度是本标准使用者的责任。

       

      二、参考文件

      1、ASTM 标准:

      2、A 356/A356M 厚壁汽轮机用铸钢、碳素钢、低合金钢和不锈钢规范。

      A 370 钢产品力学性能试验 方法及定义

      B 557M 锻、铸铝合金及镁合金产品拉伸试验方法[公制]

      E 4 试验机的力校验方法

      E 6 力学试验方法相关术语定义

      E 8 金属材料拉伸试验方法

      E 29 用标准方法确定性能所得试验数据的有效位数的推荐方法

      E 83 引伸计的校验及分级方法

      E 345 金属箔拉伸试验方法

      E 691 实验室之间探讨确定试验方法度的实施指南

      E 1012 在拉伸负荷下校验试样对中的方法

       

       

      金属材料拉伸试验机国家标准(GB/T228.1-2010和GB/T228-2002的区别)设备

      1、试验机:用于拉伸试验的试验机应符合方法 E 4的要求。用于测定抗拉强度和屈服强度的力,应在标准E 4规定的试验机使用范围内。

      2、夹持装置:

      2.1概述--传递试验机对试样施加力的各种类型的夹持装置均可使用。为保证试样标距内受到轴向拉伸应力,试样的轴线应与试验机夹头中心线重合。任何不符合此要求的装置都可能引入通常应力计算(力除以横截面积)中未考虑的弯曲应力。

      注5--偏心负荷的影响可由计算所附加的弯曲应力说明。对于直径为12.5mm的标准试样,每0.025mm的偏心距使应力增加1.5% ,对于直径为9mm的试样,这一误差每0.025 mm约增加2.5 %,对于直径为6mm的试样,这一误差每0.025mm约增加3.2 %。

      注 6--对中方法在方法E 1012中给出。

      2.2楔形夹具--试验机通常备有楔形夹具,这些楔形夹具通常对于夹持塑性金属长试样和如图1所示那种扁平试样是一种合适的装置。但如果由于某种原因,一对夹具中的一个夹头夹紧时移动速度比另一个快时,可能产生不希望的弯曲应力。此时可用衬垫放在楔块后面,衬垫的厚度应相同,各平面应平滑且平行。楔块是通过试验机夹头支撑在衬垫整个长度上,这就需要几个不同厚度的衬垫在规定的试样厚度范围内适用。为适于夹持,希望每个楔块锯齿形面的整个长度均与试样接触。图2示出了楔形夹具和衬垫合适的装配。对于短试样和许多材料制备的试样,一般需要使用机械加工试样和特殊夹持装置以保证试样负荷尽可能完全沿拉伸轴向均匀分布(见2.3,2.4,和2.5)。

      2.3用于带螺纹、台肩的试样及脆性材料的夹具--图3示出了用于带螺纹端部试样夹持装置的示意图,图4示出了夹持带台肩端部试样的装置。这些夹持装置应通过适当润滑的球形座支承固定到试验机的头部。球形支承之间距离应尽可能大。

      2.4 薄板夹具--图5所示自动调节夹具对于那些不适于在一般类型楔形夹具上试验的薄形材料是比较满意的。

      2.5 线材夹具--图4和图5所示的楔形或挽勒式夹具或平面楔形夹具都可以用于夹持线材。

      3、尺寸测量装置--用于测量直线尺寸的千分尺或其他装置,至少应有每个要求测量尺寸zui小单位一半的精度。

      4、引伸计--用于拉伸试验的引伸计应符合标准E83对本试验方法试验步骤一章规定级别引伸计。引伸计应在相应于屈服强度和断裂(如果测定)时的应变范围内使用和校准。

      4.1标距等于或小于试样名义标距(如图示的“G-标距”尺寸)的引伸计可用来测定屈服性能。对于等截面的试样(例如具有全截面的丝材、线材和棒材试样),测定屈服性能的引伸计标距不应超过夹具间距离的80%。用于测量断裂时伸长的引伸计标距应等于试样规定的名义标距。

       

      试样

      1.1 试样尺寸--应按试验材料产品技术条件规定,采用实际全尺寸或经机械加工的试样。

      1.2 位置--除非另有规定,试样的轴线应在原始材料内按如下方法定位:

      1.2.1 对于厚度、直径或平面间距离小于或等于40 mm的产品在中心位置取样。尺寸, mm标准试样 小尺寸试样公称宽度 板状40 mm 薄板状 12.5 mm 6mm

      G-- 标距 (注1和注2) 200.0±0.2 50.0±0.1 25.0±0.1

      W-- 宽度(注3和注4) 40.0±2.0 12.5±0.2 6.0±0.1

      T-- 厚度 (注5) 材料厚度

      R-- 过渡圆弧半径,zui小(注6) 25 12.5 6

      L-- 总长度,(注2、注7 和注8) 450 200 100

      A-- 缩减部分长度,zui小 225 57 32

      B-- 夹持部分长度,(注8) 75 50 30

      C-- 夹持部分宽度,近似(注4 和注9) 50 20 10

      注1--对于宽度40mm的试样,应在试样和缩减部分宽度内的平面上或边上打标记以测量断后伸长率。可用一组相距25mm的9个以上的点打标记,或用相距200mm的一对以上的点作标记。

      注2--当不要求测量宽度为40mm试样的伸长率时,可使用75 mmzui小缩减部分(A)长度,其他尺寸与平板试样的尺寸相同。

      注3--对于三种尺寸试样,缩减部分端部宽度差应分别不大于0.10、0.05 或 0.02mm。其宽度也可以从端部至中心逐渐减小,但每个端部的宽度不应大于中心宽度的1 % 。

      注4--必要时,对于三种尺寸中每种尺寸的试样可使用较小的宽度( W 和C)。在此情况下,缩减部分的宽度应尽量取试验材料允许的宽度,但是,除非另有特殊规定,当使用较窄试样时,产品技术条件中对伸长率的要求将不适用。注5--尺寸T是为可用的材料技术条件提供的试样厚度。宽度为40mm的试样的zui小厚度应为5mm,宽度为12.5mm和6mm试样的zui大厚度应分别为19mm和6 mm。

      注6--对于宽度为40mm试样,当使用仿型切削刀具加工缩减部时,允许在抗拉强度690MPa以下的钢试样缩减部分端部有13mmzui小过渡半径。

      注7--所示尺寸建议为zui小值。确定zui小长度时,夹具不能处于尺寸A和B间过渡部分,见注9。

      注8--对于宽度为6mm的试样,为了有助于施加轴向负荷,只要材料允许,总长度应尽可能大,zui大至200 mm。

      注9--如果可能,使夹持部分长度足够大,以便使试样延伸到夹具长度2/3以上的位置。如果12.5mm宽的试样厚度在10mm以上,较长的夹具和相应较长的夹持部分对防止试样在夹持部分断裂是必要的。

      注10--对三种尺寸试样,试样端部应与缩减部分宽度中心线对称,分别在2.5、0.25、和0.13mm之内,但是,对仲裁试验和当产品技术条件有要求时,宽度为12.5mm试样端部的对称应在0.2 mm内。

      注11--对于每一种试样,所有过渡圆弧半径应彼此在1.25 mm公差内, 并且在特定端部的两过渡圆弧弧度的中心应在2.5mm公差内彼此固定(垂直于中心线内)。

      注12--除了仲裁试验外,允许使用整个长度上侧边平行的试样,但应:(a) 使用公差上限;(b) 有足够的标记

      数以供测定伸长率;(c)测定屈服强度时使用合适的引伸计。如果断裂发生在靠夹紧装置一端的2W距离内,测定的抗拉强度可能并不代表该材料性能。在验收试验中,如果性能满足规定zui低要求,则不必重新试验。但如果低于zui低要求,则试验报废,应重新进行试验。

       

      图1 矩形拉伸试验试样

      1.2.2 对于厚度、直径或平面间距离为40 mm的产品在中心至表面的中间位置取样。

      1.3试样加工--不正确的试样制备通常会导致不令人满意或错误的试验结果。因此,注意试样制备是很重要的,特别是加工过程中,以保证试验结果zui大的度和zui小的偏差。

      1.3.1 制备试样的缩减部分应避免冷加工、缺口、刀痕、凹槽、毛刺、粗糙表面或边、过热或其它可能对性能测量造成有害影响的因素。

      注 7--对缩减部分的冲压或剪切可能延边缘产生严重的冷加工或剪切毛刺,应予加工去除。

      1.3.2 在矩形截面试样的缩减部分内,磨削或研磨后的边或角不应导致试样横截面积值与计算面积值产生很大差异。

      1.3.3 对于脆性材料,标距两端应使用半径大的过渡圆弧。

      1.3.4为确保断裂发生在标距内,试样的横截面积在缩减部分中部应为zui小。由于这个原因,允许在以下部分规定的每种试样的缩减部分有一个小的锥度。

      1.4 试样表面光洁度--当材料以不同于制造状态的表面条件试验时,试样的表面光洁度应按适用的产品标准规定。

      注8--应特别注意高强度材料和低韧性材料的表面光洁度的均匀性和质量,因为这是使试验结果产生误差的一个因素。

      2、平板试样--图1示出了标准的平板形试样,这种试样用于板材、型材和平板材料成型过程中的厚度在5mm以上的金属材料试验。当产品标准有规定时,也可用如6.3、6.4和6.5提供的其它型式的试样。

      3、 薄板试样:

      3.1 图1所示为标准薄板型试样。这种试样用于薄板、板材、扁平线材、带材、条、环、矩形和型材的公称厚度在0.13mm~19mm范围内的金属材料试验。当产品标准允许时,也可使用如6.2、6.4和6.5中规定的其他类型试样。

      注 9--试验方法E 345可用于厚度至0.150 mm材料的拉伸试验。

      3.2 可使用图7所示的用销钉固定端部。为了避免薄的和高强度材料的弯曲,必须在夹持端部使用刚性加强板。图2用于扁平试样的带衬垫的楔形夹具 图 3 用于带螺纹端部试样的夹持装置

      4、圆柱形试样:

      4.1 图8所示标准的直径为12.5mm圆柱试样十分普遍地用于铸造和锻造金属材料试验。

      4.2图8也示出与标准试样成比例的小试样。当试验材料不能制备标准试样或图1所示试样时可使用这种试样,也可采用其他尺寸圆柱形小试样。采用这种任何小尺寸试样时,保证测量伸长的标距为试样直径的五倍是非常重要的。

      4.3试样标距以外的端部形状,应与材料和试验机头部或夹具相配合,以便使力能延轴向施加。图9示出了能获得满意结果的各种端部形状的试样。

      5、薄板、带材、扁线材和板材试样--试验薄板、带材、扁线材和板材时,可使用下列合适的材料公称厚度试样形式之一:

      5.1 对公称厚度0.13 mm ~5mm的材料,可使用6.3中规定的薄板试样。

      5.2对公称厚度5 mm ~12.5mm的材料,可使用6.3中规定的薄板试样或6.2规定的平板试样。

      5.3 对于公称厚度12.5mm~19mm的材料,可使用6.3条中的薄板试样,也可使用6.2条中的平板试样,或者6.4条中所述的zui大有效尺寸的圆柱形试样。

      6.5.4 对于公称厚度19 mm或以上的材料,可使用6.2条的平板试样或6.4条中所述的zui大有效尺寸的圆柱形试样。

      5.4.1 如果产品标准允许,厚度为19mm或以上的材料可使用改型了的薄板试样进行试验,以适应图1所示形状。这种改型试样厚度必须加工到10 +/-0.50mm,并且必须在全部缩减部分的0.1 mm之内保持均匀。在有争议情况下,应使用圆柱形试样作为仲裁试样。

       

      FIG. 4 用于带台肩端部试样的夹持装置 FIG. 5 用于薄板和线材试样的夹持装置

      6、线材、条材和棒材试样:

      6.1对于圆形钢丝、盘条和棒材,无论如何,应使用钢丝、盘条和棒材的全截面试样,用于测量直径小于4mm的线材伸长率的标距应符合产品标准规定。除非另有规定,在试验直径等于或大于4mm的钢丝、盘条和棒材时,应使用五倍于直径的标距。试样总长度至少应等于标距加上使用的夹具所要求的材料的长度。

      6.2对八角形、六角形或方形截面的线材,按6.6.1对圆形横截面盘条和棒材试样的要求是不适用的。对八角形、六角形或方形横截面的盘条或棒材应使用下列一种试样:

      图6 用于线材试验的缓冲装置

      6.2.1 全横截面积(注10)--允许用砂布、砂纸或机器将整个试验部分横截面积少量减少,以保证断裂发生在标记之内。对于直径或平面之间距离不超过5mm的材料,在不改变横截面积形状条件下,横截面积可以减少到不小于原始横截面积的90%。对于直径或平面之间距离超过5mm的材料,在不改变横截面积形状条件下,直径或平面之间距离的减少可不超过0.25mm。对于平面间距离不超过5mm的八角形或六角形盘条或棒材,可做一个横截面积不小于zui大内接圆面积的90%圆。在缩减部分端部,过渡圆弧半径应为10mm,但不能小于3mm。对于大于5mm的方形、八角形或六角形棒材,平面间可做一个不少于原始平面间距离直径不小于0.25mm的圆。

      注10--为了使断裂发生在标记之内,可用图10示出的相似夹具将铜或铜合金试样端部压平至原始尺寸的10%~50%。压平试样相对端部时应注意保证四个压平表面平行和试样轴线同一侧二个平行表面位于同一平面。

      6.2.2对于盘条和棒材,6.4中规定的zui大适用圆柱形试样尺寸可以代替全横截面积试样。除非产品标准中另有规定,试样应平行于轧制或挤压方向。尺寸,mm

      G-- 标距 50.0±0.1

      W-- 宽度 (注 1) 12.5±0.2

      T-- zui大厚度(注 2) 12.5

      R-- zui小过渡半径(注 3) 13

      L-- zui小总长度 200

      A-- 缩减部分zui小长度 57

      B-- 夹紧部分zui小长度 50

      C-- 夹紧部分近似宽度 50

      D-- 销孔的zui小直径(注4) 13

      E-- 销至边的近似距离 40

      F-- 孔至圆角的zui小距离 15

      注1--缩减部分端部宽度差应不大于0.1 mm。从端部至中心的宽度可有一个逐渐的锥度,但两个端部的宽度不应大于中部宽度的1 %。

      注2--尺寸T 是在适用的产品技术条件中注明的试样厚度。

      注3--对于一些材料,过渡半径可大于13 mm。

      注4--销孔必须处于缩减部分中心线的± 0.1 mm内。

      注5--可使用C、D、E、F和L的尺寸偏差,使断裂发生于标距内。

      图7 标距50mm用销钉固定的拉伸试样尺寸,mm标准试样 与标准试样成比例的小试样

      12.5 9 6 4 2.5

      G--标距 62.5±0.1 45.0± 0.1 30.0±0.1 20.0±0.1 12.5±0.1

      D--尺寸(注1) 12.5±0.2 9.0±0.1 6.0±0.1 4.0±0.1 2.5±0.1

      R--zui小过渡半径 10 8 6 4 2

      A--缩减部分zui小长度(注2) 75 54 36 24 20

      注1--缩减部分至中部可有一个过渡的锥度,其端部直径应不大于中部直径的1 % (控制尺寸)。

      注2--如果必要,缩减部分的长度可增加以适应常规标距的引伸计。不过,用于测量伸长率的参考标记应位于规定标距内。

      注3--标距和过渡圆弧应如图所示,但端部可为任何形式以适应试验机夹头,以这种方法,负荷可为轴向(见图9)。如端部使用楔形夹具夹持,可能时应使夹持部分足够长,以便能使试样伸入夹具的距离等于或大于夹具长度的三分之二。

      注4--图8和图9中的圆柱形试样标距等于公称直径的五倍。在某些产品标准中可提供其他试样,但除非在尺寸公差内保持5:1的比率,否则伸长率值不能与用标准试样得到的值相比较。

      注5--使用直径小于6mm的试样应于被试验材料不能获得大尺寸试样或所有部门在验收试验中均同意使用小试ASTM E 8M –04样的情况。小试样对机械加工和试验均要求合适的设备和较好的操作技巧。

      图8 标距为五倍直径(5D),直径为12.5mm的标准圆柱形拉伸试样和与标准试样成比例的小试样示例尺寸,mm

      试样1;试样2;试样3;试样4;试样5

      G--标距 62.5±0.1 62.5±0.1 62.5±0.1 62.5±0.1 62.5±0.1

      D--直径 (注 1) 12.5±0.2 12.5±0.2 12.5±0.2 12.5±0.2 12.5±0.2

      R--zui小过渡圆弧半径 10 10 2 10 10

      A--缩减部分长度 75,zui小 75,zui小 100,近似 75,zui小 75,zui小

      L--总长度,近似值 145 155 140 140 255

      B--端部长度(注 3) 35, 近似 25,近似 20,近似 15,近似 75,zui小

      C--端部截面直径 20 20 20 22 20

      E--肩部及过渡圆弧部分长度,近似

      值 ... . 15 ... . 20 15

      F--肩部直径 ... . 15 ... . 15 15

      注1--从缩减部分端部至中央可以有过渡的锥度,但端部不得大于中央直径的1 % 。

      注2--对于试样1和2,为提供适当对中和保证试样断裂在缩减部内,允许使用各种标准螺纹。

      注3--对于试样5,如果可能,希望夹持部分的足够长,以便使试样可伸进夹具的距离等于或大于夹具长度的2/3。

      图9 各类端部的标准圆柱形拉伸试样

      图10 压平全尺寸位伸试样端部的压紧夹具

      7、矩形截面棒材试样-- 试验矩形截面试样时,可使用以下任一种类型试样:

      7.1全横截面积--允许用砂布、砂纸或机加工以减小整个试样试验部分宽度,以使断裂发生在标记之内,但减少后有宽度不应小于原始宽度的90%。长度不小于20 mm缩减部分的中间长度两边应相互平行,并保证试样纵向轴线的偏差在0.05mm之内。缩减部分端部的圆角半径为10 mm,但不小于3mm。

      7.2矩形截面厚度应足够小以配合试验机夹具,但宽度太大时可切去一部分以配合夹具,切后表面应经机加工或切割并应磨光以保证在要求部分断裂。减少后的宽度应不小于原始棒材厚度。也使用6.2、3和4中规定的任一种类型试样。

      8、型材、构件及其它--试验上述部分未包括的各种形状试样时,可使用6.2、6.3和6.4中规定的任一种类型试样。

       

       

       

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