摘要:拉伸試驗(yàn)方法是從事拉伸檢工作的依據(jù)和準(zhǔn)則。文章從拉伸試驗(yàn)速率、數(shù)據(jù)修約、不確定度幾方面談了新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該注意的問題。
關(guān)鍵詞:室溫拉伸;試驗(yàn)方法;新國(guó)標(biāo)
中圖分類號(hào):T625 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)08-0158-02
《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第一部分:室溫試驗(yàn)方法》(GB/T228.1-2010)(以下簡(jiǎn)稱新標(biāo)準(zhǔn)),于2010年12月23日發(fā)布,2011年12月1日實(shí)施,代替《金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法》(GB/T228-2002)。新標(biāo)準(zhǔn)屬于《金屬材料 拉伸試驗(yàn)》(GB/T228)系列標(biāo)準(zhǔn)中的第一部分。第2部分為高溫試驗(yàn)方法,第3部分為低溫試驗(yàn)方法,第4部分為液氦試驗(yàn)方法。新標(biāo)準(zhǔn)修改采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第一部分:室溫試驗(yàn)方法》(ISO6892-1:2009)。
新標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于GB/T228-2002,在以下四個(gè)方面進(jìn)行了較大修改和補(bǔ)充:
1 增加了試驗(yàn)速率的控制方法:方法A應(yīng)變速率的控制方法
GB/T228-2002只規(guī)定了應(yīng)力速率的控制方法,即方法B,而新標(biāo)準(zhǔn)分為方法A和方法B。方法A是為了減少測(cè)定應(yīng)變速率敏感參數(shù)(性能)時(shí)的試驗(yàn)速率變化和試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度。應(yīng)變速率控制模式分為兩種類型:第一種應(yīng)變速率eLe是基于引伸計(jì)的反饋而得到,第二種是根據(jù)平行長(zhǎng)度估算的應(yīng)變速率eLc,即通過控制平行長(zhǎng)度與需要的應(yīng)變速率相乘得到的橫梁位移速率來實(shí)現(xiàn)。如果材料顯示出連續(xù)屈服、均勻變形,應(yīng)變速率eLe和根據(jù)平行長(zhǎng)度估計(jì)的應(yīng)變速率eLc大致相等。如果材料顯示出不連續(xù)屈服、鋸齒狀屈服或發(fā)生縮頸時(shí),兩種速率之間會(huì)存在不同。隨著力值的增加,試驗(yàn)機(jī)的柔度可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的應(yīng)變速率明顯低于應(yīng)變速率的設(shè)定值。對(duì)于試驗(yàn)速率,可以有三點(diǎn)考慮:
(1)對(duì)于不能進(jìn)行應(yīng)變速率控制的試驗(yàn)機(jī),根據(jù)平行長(zhǎng)度部分估計(jì)的應(yīng)變速率eLc可用,至測(cè)試ReH、Rp范圍內(nèi),需要在試樣上裝夾引伸計(jì),以消除試驗(yàn)機(jī)柔度的影響,準(zhǔn)確控制應(yīng)變速率。
(2)對(duì)于不連續(xù)屈服的材料,不可能用引伸計(jì)控制應(yīng)變速率的,因?yàn)榫植康乃苄宰冃慰赡馨l(fā)生在引伸計(jì)標(biāo)距外,可以選用根據(jù)平行長(zhǎng)度估算的應(yīng)變速率eLc。
(3)測(cè)定屈服結(jié)束后,應(yīng)使用eLe或eLc,為了避免由于縮頸發(fā)生在引伸計(jì)標(biāo)距外控制出現(xiàn)問題,推薦使用eLc。測(cè)試過程中應(yīng)變速率的選取:在測(cè)定ReH、Rp、Rt、Rr時(shí),應(yīng)變速率eLe應(yīng)盡可能保持恒定,在測(cè)定這些性能時(shí),eLe應(yīng)選用兩個(gè)范圍之一:范圍1:eLe=0.00007/s,相對(duì)誤差±20%,范圍2:eLe=0.00025/s,相對(duì)誤差±20%(推薦選用),如果試驗(yàn)機(jī)不能直接進(jìn)行應(yīng)變速率控制,應(yīng)該采用根據(jù)平行長(zhǎng)度估算的應(yīng)變速率eLc;在測(cè)定下屈服強(qiáng)度Rel和屈服點(diǎn)延伸率Ae時(shí),應(yīng)按應(yīng)變速率eLc選取兩個(gè)范圍之一:范圍1:eLe=0.00025/s,相對(duì)誤差±20%,范圍2:eLe=0.002/s,
相對(duì)誤差±20%;在測(cè)定抗拉強(qiáng)度Rm、斷后伸長(zhǎng)率A、最大力下的總延伸率Agt、最大力下的塑性延伸率Ag和斷面收縮率Z時(shí),應(yīng)轉(zhuǎn)換成三種范圍之一的應(yīng)變速率:范圍1:eLe=0.00025/s,相對(duì)誤差±20%,范圍2:eLe=0.002/s,相對(duì)誤差±20%,范圍3:eLe=0.0067/s,相對(duì)誤差±20%(推薦選用)。
2 試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的修約
強(qiáng)度性能值修約:GB/T228-2002規(guī)定了三個(gè)范圍:≤200MPa, 修約間隔1MPa;>200~1000MPa,修約間隔5MPa;>1000MPa,修約間隔10MPa,新標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定修約間隔1MPa。延伸率修約:屈服點(diǎn)延伸率修約間隔0.05%,其他延伸率修約間隔0.5%,新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:屈服點(diǎn)延伸率修約間隔0.1%,其他延伸率修約間隔0.5%。斷面收縮率修約:GB/T228-2002規(guī)定修約間隔0.5%,新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定修約間隔1%。
3 拉伸試驗(yàn)測(cè)量不確定度的評(píng)定方法
相對(duì)于GB/T228-2002,新標(biāo)準(zhǔn)在附錄L對(duì)拉伸試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定作了較詳細(xì)的描述,列出了抗拉強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度、塑性延伸強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率的不確定度分項(xiàng)匯總??估瓘?qiáng)度不確定度來源:測(cè)量重復(fù)性、最大力、試樣原始橫截面積、拉伸速率。規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的不確定度來源:測(cè)量重復(fù)性、規(guī)定塑性延伸力、試樣原始橫截面積、拉伸速率。斷后伸長(zhǎng)率的不確定度來源:測(cè)量重復(fù)性、試樣原始標(biāo)距、斷后伸長(zhǎng)、修約。斷面收縮率的不確定度來源:測(cè)量重復(fù)性、斷裂后橫截面積、試樣原始橫截面積、修約。當(dāng)然由于本人對(duì)不確定度的認(rèn)識(shí)較為膚淺,不能就拉伸試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的不確定度作展開闡述,敬請(qǐng)諒解。
4 資料性附錄
增加了資料性附錄A:計(jì)算機(jī)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)使用時(shí)的建議。資料性附錄F:考慮試驗(yàn)機(jī)剛度(或柔度)后估算的橫梁位移速率。附錄A提出了應(yīng)考慮試驗(yàn)機(jī)的軟件、軟件的有效性和試驗(yàn)條件的建議。附錄F考慮了試驗(yàn)裝置(包括機(jī)架、力傳感器、夾具等)的彈性變形。
綜上所述,室溫拉伸試驗(yàn)新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,必然對(duì)拉伸試驗(yàn)檢測(cè)工作起到很好的指導(dǎo)作用,促使檢測(cè)工作更科學(xué)、更精確地與國(guó)際接軌。
參考文獻(xiàn)
[1]金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第一部分:室溫試驗(yàn)方法(GB/T228.1-2010)[S].
作者簡(jiǎn)介:尤高君(1976—),男,江蘇靖江人,江蘇省靖江市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所助理工程師,研究方向:產(chǎn)品質(zhì)檢。
(責(zé)任編輯:劉 晶)