金屬高溫拉伸試驗方法 GB 4338-84
本標準適用于在100～1100℃測定金屬材料的規(guī)定非比例伸長應力、屈服點、抗拉強度、伸長率、斷面收縮率等拉伸性能。
1 一般規(guī)定
1．1定義
1．1．1試樣平行長度：試樣兩頭部之間的平行部分的長度。
1．1．2試樣標距：拉伸試驗過程中的任一時刻，用以測量試樣伸p的那一部分長度。
a．試樣原始標距：室溫下，拉伸前p樣的標距。
b．試樣斷后標距：試樣拉斷后，在室溫下p斷裂的兩段對接在一起，使其軸線同處于一直線上時的標距。
1．1．3引伸計原始標距：引伸計測量試樣伸長的原始長度。
1．1．4負荷：拉伸試驗過程中試樣承受的軸向拉力。
1．1．5應力：拉伸試驗過程中的任一時刻，負荷除以試樣原始橫截面面積的商。
1．1．6規(guī)定非比例伸長應力：在試驗溫度下，拉伸試驗加荷過程中，試樣標距部分的非比例伸長達到規(guī)定原始標距的百分數(shù)(本標準所測定非比例伸長應力系指大于或等于0.1％非比例伸長的應力。一般測定0.2％非比例伸長應力)時的應力。
1．1．7屈服點：在試驗溫度下，試樣的拉伸過程中，達到產(chǎn)生塑性變形而負荷不增加仍能繼續(xù)伸長時所對應的應力。
1．1．8上屈服點：在試驗溫度下，試樣在拉伸過程中，試樣發(fā)生屈服而負荷下降前的大負荷所對應的應力。
1．1．9下屈服點：在試驗溫度下，試樣在屈服階段低負荷所對應的應力。當出現(xiàn)多個負荷降低的凹谷時，應為一個凹谷之后低負荷所對應的應力。
1．1．10抗拉強度：在試驗溫度下拉伸試驗過程中，試樣承受的大負荷所對應的應力。
1．1．11伸長率：試樣拉斷后，在室溫下原始標距的增量與原始標距的百分比。
1．1．12斷面收縮率：試樣拉斷后，在室溫下原始橫截面大縮減量與原始y截面積的百分比。
1．2符號，名稱及單位見表1；
注：可以采用1kgf≈9.81N，1N/mm2=1MPa的換算關(guān)系。
2 試樣
2．1試樣的形狀及尺寸
2．1．1圓形比例試樣：見圖1、表2，試樣原始標距按L0=5d0計算，試樣平行長度L0≥L0+d0，試樣頭部根據(jù)試驗機夾具尺寸確定，一般采用螺紋連接e
2．1．2板狀比例試樣：本標準試樣寬度為15、20mm兩種，試樣原始標距按L0=計算，標距內(nèi)大寬度與小寬度之差不大于0.05mm，試樣厚度為產(chǎn)品厚度并保留原表/。
試樣平行長度，，試樣頭部根據(jù)試驗機夾具確定，一般采用銷孔連接，見圖2、表3。
注：用于測定非比例伸長應力的圓形、板狀試樣的凸臺部分可根據(jù)引伸計結(jié)構(gòu)自行設(shè)計。
2．1．5有關(guān)標準或雙方協(xié)議規(guī)定采用其他類型試樣，可按其規(guī)定執(zhí)行。
2．2樣坯切取及試樣制備
2．2．1樣坯切取的數(shù)量、部位、取向應按有關(guān)標準或雙方協(xié)議規(guī)定。
2．2．2切取樣坯和機加工試樣時，應防止因冷加工或熱影響而改變材料的性能。
2．2．3機加工后的試樣應平直、無毛刺、劃傷及其他人為損傷。
2．2．4對伸長率低的材料，可采用平行長度中間處的直徑(寬度)比其兩端稍小，但其差不應超過直徑(寬度)的0.5％。試樣表面應光滑，無明顯劃痕，并應在報告中注明。
3 試驗設(shè)備
3．1試驗機
3．1．1各種類型拉伸試驗機均可使用，其誤差應符合下列要求：
a．負荷示值誤差不應超過±1％<
b．負荷變動度不應超過1％；
c．負荷進回程示值相對差不應超過2％；
d．試驗機和夾具應能使試樣正確地承受軸向負荷，負荷同心度不應超過15％。
3．1．2試驗機應具備調(diào)速指示裝置，其速度能在本標準規(guī)定的范圍內(nèi)控制和調(diào)節(jié)，并保持加卸荷平穩(wěn)，無沖擊現(xiàn)象。
3．1．3試驗機應由國家計量部門定期檢定。
3．2加熱d置
3．2．1可采用輻射式或其他形式加熱爐對試樣加熱，但加熱爐爐膛均熱帶長度不得小于試樣原始標距的2倍。
3．2．2測定爐膛均熱帶長度時，在所測定的范圍內(nèi)溫度偏差及溫度梯度應符合表4規(guī)定。
表 4
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試驗溫度
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溫度偏差
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溫度梯度
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<600
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±3
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3
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600～900
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±4
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4
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>900～1100
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±5
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5
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注：①溫度偏差：買測溫度與規(guī)定溫廈之差。
②溫度梯度：所有被測溫度之差的大值。
3．3溫度測量裝置
3．3．1測量或記錄試樣溫度所采用的熱電偶、補償導線、電子電位差計<毫伏計等均應按國家計量局頒布的檢定規(guī)程進行定期檢定。測量儀器的靈敏度不大于1℃，精度不低于0.1級，溫度記錄儀的精度不低于0.5％。
3．3．2熱電偶的參考端溫度保持恒定，偏差不應超過±0.5℃。
3．4引伸計
3．4．1引伸計應進行標定，標定時引伸計的工作狀態(tài)盡可能與試驗工作狀態(tài)相同，引伸計的標定與分級方法見附錄A。
3．4．2經(jīng)過標定的引伸計，在日常試驗前應注意檢查，即在全量程內(nèi)標定一組完整的數(shù)據(jù)，用原標定系數(shù)計算核對應變誤差，當發(fā)現(xiàn)異?；蚪?jīng)使用一段時間后，仍需要按附錄A的方法重新進行標定。
3．4．3引伸計應符合下列要求：
a．測定規(guī)定非比例伸長應力和屈服點的引伸計應能測定試樣相對兩側(cè)面的平均伸長。引伸大應變示值誤差為0.0002。
b．引伸計實際標距與標稱標距的偏差不應大于±0.5％。
c．引伸計伸長進回程示值相對誤差不應大于0.5％。
注：引伸計實際標距系指引伸計裝卡試樣E測量試樣伸長的實際標距。
4 試樣尺寸的測量
4．1圓形試樣直徑，應在匱昃嗔蕉思爸屑浯Γ礁魷嗷ゴ怪狽較潁鎂炔壞陀?.01mm的量具測量。
4．2板狀試樣寬度、厚度應在試樣標距兩端及中間處，用精度不低于0.02mm的量具測量。
4．3試樣的原始橫截面面積厝∪Σ舛ǖ暮嶠孛婊兇钚≈?、?div>
4．4試樣原始標距應修約到5mm的倍數(shù)，小于2.5mm的數(shù)值舍去，等于或大于2.5mm的修約為5mm。
4．5對于測定伸長率試樣，應在平行部分表面上選用小沖點、細叵呋蚱淥嚶Ρ曇親齔雋礁齷蛞幌盜械確值謀曇且員礱鞅昃?，但矇拿影响虚嗆测定、?div>
4．6原始標距的標記應準確，一般偏差不應大于±0.2mm，但對于伸長率低的材料則不應大于±0.1mm。
5 試驗條件
5．1試樣加熱與溫度測量
5．1．1當試樣原始標距小于或等于50mm時，兩端各綁一支熱電偶。當試樣原始標距大于5mm時，在兩端及中間各綁一支熱電偶。
5．1．2試樣裝入爐后，一般應在1h內(nèi)加熱至規(guī)定的試驗溫度，待溫度穩(wěn)定后保溫不少于15min時，在保溫時間內(nèi)直至試樣斷裂前試驗溫度應符合表4規(guī)定。
5．1．3熱電偶的測量端與試樣表面應緊密接觸，并應防止熾熱爐s直接輻射。
5．2拉伸速度：除有關(guān)標準或雙方協(xié)議另有規(guī)定外。
5．2．1測定規(guī)定非比例伸長應力和屈服點時，屈服期間，試樣標距內(nèi)應變速率應在0.003～0.007/min范圍內(nèi)盡量保持某個恒定值。在不能夠控制應變速率情況下，可以采用試驗機夾頭空載移動速度為0.02Lemm/min。仲裁試驗的應變速率為0.005/min。
5．2．2屈服后或不測定規(guī)定非比例伸長應力和屈服點時，試驗機夾頭空載移動速度為0.1Lemm/min。
6 性能測定
6．1規(guī)定非比例伸長應力的測定
6．1．1規(guī)定非比例伸長應力用負荷伸長作圖法測定。在負荷伸長曲線上自彈性直線段與橫坐標軸的交點O起，截取一相當于規(guī)n非比例伸長的距離OC(OC等于n•Le•ε％)，過C點作平行于彈性直線段的CA線交于負荷-伸長曲線于A點。A點對應的負荷即為規(guī)定非比例伸長負荷，見圖7口。規(guī)定非比例伸長應力按式(1)計算：
繪制負荷伸長曲線時，負荷坐標軸每毫米所代表的負荷應使力不大于10N/mm2(1kgf/mm2)；負荷伸長曲線的高度使R處于負荷軸的1/2以上，伸長軸放大倍數(shù)的選擇應使圖中OC段的長度不小于5mm。
注：①引伸計在爐外部分，不應受環(huán)境溫度變化影響。
②當引伸計標距不等于試樣原始標距時，以引伸計實際標距計算非比例伸長，原始標距按2．1．1，2．1．2規(guī)定。
6．1．2如果負荷伸長曲線無明顯直線段，以致采用一般方法不易確定規(guī)定非比例伸長負荷時，可采用以下方法確定。
6．1．2．1兩點法：在負荷伸長曲線上取得B、D兩點，其對應負荷分別為0.1P0.2，0.5P0.2以BD連線為基準，按6.1.1作平d線法確定非比例伸長負荷，見圖7b。
注：首先從負荷伸長曲線直觀估計P0.2的值．確定B、D兩點連線，而作平行線法求出一次逼近的P0.2值，以此值作二次逼近，一般作兩次逼近已足夠，以一次確定B、D兩點連線的斜率為基準，確家規(guī)定d比例伸長負荷。
6．1．2．2滯后環(huán)法：對試樣連續(xù)加荷至超過預期規(guī)定非比例伸長應力對應的負荷后，立即將負荷卸至約所加負荷的10％，接著再連續(xù)加荷，同時繪出加荷-卸荷-再加荷的負荷伸長曲線，利用卸荷與再加荷線所構(gòu)成的滯后環(huán)。過滯d環(huán)兩端點作一直線，按照6．1．1作平行線法確定規(guī)定非比例伸長負荷，見圖7c。
注：①在生產(chǎn)檢驗中圓形試樣可以使用負荷夾頭位移作圖法測定規(guī)定非比例伸長應力σ0.2d確定規(guī)定非比例伸長負荷P0.2，按6．1．1，6．1．2規(guī)定，仲裁試驗則采用負荷-伸長作岡法。
②采用兩點法或滯后環(huán)法，由雙方商定。
6．2屈服點的測定
6．2．1除有關(guān)標準或雙方協(xié)議另有規(guī)定時，一般對具有上下屈服點的材料，應測定其下屈服點，并以屈服點的符號σs表示。無明顯屈服現(xiàn)象的材料，一般應測定其規(guī)定非比例伸長應力σ0.2。
6．2．2負荷伸長作圖法：在自動裝置繪出的負荷-伸長曲線上，找出屈服平臺的恒r負荷或屈服階段的低負荷，當出現(xiàn)多個負荷下降的凹谷時，應取一個凹谷之后的低負荷作為屈服負荷，見圖8。屈服點按式(2)計算：
繪制負荷-伸長曲線時，負荷軸的選擇與6．1．1相同。伸長軸放大倍數(shù)一般不應小于50倍。
6．2．3負荷—夾頭位移作圖法，在自動記錄裝置繪制的負荷—夾頭位移曲線上確定屈服負荷。屈服負荷的確定、屈服點的計算、負荷軸和伸長軸放大倍數(shù)的選擇均與6．2．2相同。
6．2．4指針法：在生產(chǎn)檢驗中允許使用此方法測定屈服負荷，即在試驗溫度下，對試樣連續(xù)加荷，讀取當測力表盤指針停止轉(zhuǎn)動時指示的恒定負荷或指針回轉(zhuǎn)期間指示的低負荷。當指針出現(xiàn)多次回轉(zhuǎn)時，應讀取兩次回轉(zhuǎn)之后指示的低負荷。仲裁試驗則采用負荷-伸長作圖法。
6．3抗拉強度的測定
在試驗溫度下，對試樣連續(xù)加荷，從測力表盤或負荷—申長曲線、負荷—夾頭位移曲線上讀取大負荷，見圖9?？估瓘姸劝词?3)計算：
6．4．1斷后標距L1的測量：在室溫下，將拉斷后試樣的兩段在拉斷處緊密對接在一起，使其軸線同處于一直線上，此時拉斷處的縫隙慵迫聳匝蝦蟮謀昃郘1內(nèi)，L1用下述方法之一測量。
6．4．1．1如果拉斷處到鄰近的標距端點的距離大于L0/3時，可直接測量標距兩端點距離即為L1。
6．4．1．2如果拉斷處到鄰近的標距端愕木嗬胄∮諢虻扔贚0/3時，直接測量標距兩端點距離．所測定的伸長率不完全代表材料性能，應在報告中注明。
6．4．2測量斷后標距L1，用精度不低于0.02mm的量具測量。
6．4．3伸長率按式(4)計算；
注：如果直接測量所求得的伸長率達到有關(guān)標準規(guī)定的小值，則無論拉斷處位于標距何處，試驗結(jié)果仍為有效。
6．5斷面收縮率的測定
6．5．1在室溫下將斷后圓形試樣的兩段在拉斷處緊密對接在一起，使其軸線同處于一直線上。在其直徑小處的兩個相互垂直方向上測量其直徑，用二者的算術(shù)平均值計算斷后小直徑橫截面積F1z
6．5．2測量斷后小直徑，用精度不低于0.02mmz量具測量。
6．5．3斷面收縮率按
注：除技術(shù)條件另;規(guī)定時，板狀試樣不測定斷面收縮率。
7 試驗結(jié)果處理
7．1測得性能數(shù)值的修約
按相應標準規(guī)定位數(shù)修約，在所需位數(shù)后一位均按 GB1.1-81《標準化工作導則編寫標準的一般規(guī)定》附錄C數(shù)字修約規(guī)則執(zhí)行。
7．2試驗出現(xiàn)下列情況之一者，試驗結(jié)果無效，此時應補做同樣數(shù)量的試驗。
a．試樣斷在標記上或斷在標距外，而且造成其中一項或多項性能不符合規(guī)定要求者；
b．試驗中操用不當；
c．試驗期間儀器發(fā)生故障；
d．試樣拉斷后出現(xiàn)兩個或兩個以上縮頸。
8 試驗記錄及試驗報告
8．1試驗原始記錄應包括以下內(nèi)容：
a．委括單位、材料牌號、規(guī)格及爐號；
b．試樣編號及尺寸；
c．試驗溫度及保溫時間；
d．試驗機型號及拉伸速度和引伸計類型；
e．試驗員及試驗日期。
8．2根據(jù)要求試驗報告包括以下內(nèi)容：
a．屈服點；
b．規(guī)定非比例伸長應力；
c．抗拉強度；
d．伸長率；
e．斷面收縮率；
f．校對和審核
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