金属结构材料室温拉伸试验研究方法

 1引言

 国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》已于2002年颁布实施。这一新国家标准是合并修订国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》三个标准为一个标准,它等效采用了国际标准ISO6892∶1998《金属材料室温拉伸试验》,也是GB/T228的第三次修订。GB/T228-2002技术要求，包括内容和原始三个标准有较大差异，在性能特别变化较大并且符号名，抗张强度，测试速度快，结果舍入值的性能方面的定义。而且,增加了引用标准和关于试验方法准确度方面阐述的内容。为了更好地执行GB/T228-2002，在执行标准时需要注意的要点和要点如下。

 2 GB/T228-2002标准的适用范围

 室温拉伸试验方法标准适用于金属材料（包括黑色和有色金属材料，但不包括金属构件和零件）室温拉伸性能的测定，试样或产品的横截面尺寸0.1mm。对于小横截面尺寸的金属产品（如金属箔、超细丝和毛细管等）需双方协议。其原因在于横截面小的产品,按照标准中建议的量具分辨力要求不能满足附录A和附录C规定横截面测定准确度在1和2以内的要求。采用规则拉拔和冲孔的方法标记试件的标准距离是不可行的。普通引伸计不适用于测试这类产品的样本。试样的夹持方法需要特殊的夹头等等。

 3室温的温度范围

 标准中规定室温的温度范围为10-35℃，超出这一范围不属于室温。对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而采用更严格的温度范围试验时，应采用23＆plusmn;5℃的控制温度。在上述温度范围10-35℃，该物质被允许参考样品的温度范围内，只要所述样品的温度是预定的温度范围，将符合标准范围内。

 4标准中的引用标准

 标准中的第二章引用了6个国家安全标准，即：

 GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备（eqv ISO377：1997）

 中搜索：GB/T8170-1987数值修约规则

 GB/T12160-2002单轴试验用引伸计的标定（idt ISO9513：1999）

 GB/T16825-1997拉力试验机的实验（idt ISO7500—1：1986）

 GB/T17600.2—1998钢的伸长率换算第2部分：奥氏体钢（eqv ISO2566—2：1984）

 GB/T17600.1—1998钢的伸长率换算第1部分：碳素钢和低合金钢（eqv ISO2566—1：1984）

 1984）标准中通过注日期引用的这6个国家标准是构成GB/T228—2002标准本身不可缺少的部分，应遵照被引用的6个标准中的相关规定和要求，其中被引用的5个标准分别等同和等效相应的国际标准。目前,GB/T8170-1987《数值修约规则》还没有相对应的国际标准。

 5性能和术语定义

 5．1性能定义

 为了与国际接轨，性能的定义按照国际标准的规定。与原GB/T 228-1987相比较,屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异,其他性能的定义无实质性差异。

 新标准将抗拉强度定义为相应zui大力（Fm）的应力，而zui大力（Fm）定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的zui大力；对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的zui大力。按照这一定义,如图1所示的拉伸曲线情况,大力应为曲线上的B点,而不是旧标准中的取其A点的力（上屈服力）计算抗拉强度。

 新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同,前者是泛指上、下屈服强度性能;而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能,也特指单一屈服状态的屈服点性能（σs）。因为新标准已将旧标准中的屈服点性能σs归入为下屈服强度ReL（见标准中的图2d）。所以,新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能（σs）相对应的性能定义。也就是说新标准定义的下屈服强度ReL包含了σs和σsL两种性能。

 5．2术语

 因为国际标准采用了延伸（extension）和伸长（elongation）两个近义术语，国标中也相应地采用了这两近义术语。可以理解为拉伸试验时在引伸计标距Le上的伸长称为延伸,在试样标距Lo上的伸长称为伸长。它们并无本质区别，而且完全不同可以同时通过分析测定延伸方法来测定伸长。

 6性能名称和符号

 6．1名称

 新标准中定义了12种可测拉伸性能，其中10种性能的名称与修订前原标准的名称有差异。新标准没有进行定义与旧标准相对应的屈服点（σs）这一技术性能，所以我们不再有相应的性能指标名称及其文化符号相对应。

 6．2符号

 2符号对于强度性能的主符号，新标准用英文字母R代替旧符号的；对于延性性能的主符号，新标准用字母A代替旧符号的，用字母Z代替旧符号的。

 新、旧标准对于断后伸长率符号表示的差异如下表：

 GB/T228—2002 GB/T228—1987

 Aδ5

 A11.3δ10

 Axmmδxmm

 符号（未标记和脚注）表示由比例因子k=5.65伸长率A标准比率所测量的距离的;时间距离按比例缩放因子或其他标准规比确定的百分比伸长率，应在符号A，分别标记为从所使用的系数值脚注长度指令和非标，例如比例的比率A11.3和A100mm。

 标准中对各强度进行性能所对应的力的符号未全部通过具体法律规定，但规定了力的符号用F表示和规定了大力发展符号Fm。因此，我们建议在测试报告和测试记录功率的下列符号：

 FeH（上屈服力）

 FeL（下屈服力）

 Fp（规定非比延伸力，例如Fp0.2）

 Ft（规定总延伸力，例如Ft0.5）

 Fr（规定残余延伸力，例如Fr0.2）

 GB/T228-2002采用了性能符号国际标准，考虑到目前相关产品标准不能同步修订后的条件下，为了避免混淆，建议：你可以在过渡期之后，新名称的测试报告及符号属性固定在括号中的旧的符号，例如：

 上屈服强度ReH（σsU）,下屈服强度ReL（σsL）,抗拉强度Rm（σb）,规定非比例延伸强度Rp0.2（σp0.2）,断后伸长率A（δ5）,断面收缩率Z（Ψ）,等。

 7单位

 7单位标准中规定采用的单位是国际单位制单位（SI单位）。应力单位N/mm2和Mpa，都是国际单位制的倍数单位，两者都是我国规定的法定计量单位，标准中，应力单位采用了N/mm2，而1N/mm2=1Mpa，如果报告中使用了应力单位Mpa，不认为是错误。但是，标准的归一化的意义上，单元应强调牛顿/毫米2。

 8试样

 8.1取样点的方向和量

 样坯的切取部位、方向和数量应按照相关产品标准或GB/T2975-1998或协议的规定。对于钢铁产品应该是切在外观和尺寸合格的钢产品空白样品，抽样，样本包括应对产品，样品，样品和空白样品进行标记，以确保它总是会识别样品的位置和方向。取样应切料，以防止过热，工作，对拉伸力学性能硬化，加工余量应该足够了。取样方法参见GB/T2975-1998。

 8．2机加工过程中试样和不经机加工处理试样

 加工或未加工试样应按照相关产品协议使用。如果未具体规定，建议材料尺寸足够时机加工成带头试样。

 机加工试样的尺寸公差和形状公差应分别按照标准中附录A的表A3和附录B的表B4要求;机加工表面粗糙度按照标准中图10、图11或图13规定的要求。

 8.3试样截面的形状和尺寸

 根据产品的形状和尺寸，相关产品标准或协议可以规定标准附录A~D规定的样品的形状和尺寸，特殊产品可以规定其他不同的样品。试样横截面的形状以及一般企业可为圆形、矩形、弧形和环形，特殊教育情况可以为学生其它形状。标准中的附录AD按照产品的形状规定了主要的试样类型。

 附录A：规定进行厚度0.1mm~＜3mm薄板和薄带产品用的矩形结构横截面分析试样；

 附录B：≥3mm预定厚度和扁平片材和金属丝直径或厚度≥4mm，圆棒和型材具有矩形横截面，并且像采访;

 附录C：规定一个直径或厚度＜4mm线材、棒材和型材用的不经机加工过程中试样；

 附录D：规定进行管材用弧形结构横截面和环形横截面分析试样。

 试样的横截面形状和试样的尺寸方面都对网络性能进行测定结果有影响，尤其对断后伸长率和断面收缩率有明显重要影响。

 8.4样品的厚度减小和机械加工的圆柱形测试

 厚度lt;25mm的产品,试验机能力不足时,经协议可以机加工成圆形横截面试样,或单边减薄至厚度25mm矩形横截面试样。

 8．5试样原始标距（Lo）

 试样原始标距（Lo）试样标距分为比例标距和非比例标距两种,因而有比例试样和非比例试样之分。凡试样标距与试样初始横截面积有以下联络，称为比例标距，试样称为比例试样：

 Lo=k（So）1/2（1）

 式中k——比例系数

 So——原始横截面积

 非比例标距（也称定标距）与试样原始横截面积不存在式（1）的关系。如果采用比例试样,应采用比例系数k=5.65的值,因为此值为国际通用,除非采用此比例系数时不满足小标距15mm的要求。在必须采用其他比例系数的情况下，k11.3的值为优先采用。

 产品标准或协议可以规定非比例的利润率。

 不同的标距对Gcr15轴承圆钢试样的断后伸长率的测定影响明显。

 8．6试样平行长度（Lc）

 试样平行长度应大于试样标距，规矩规划如下：

 薄板用带头的矩形横截面试样：Lc Lo+b/2，仲裁试验，Lc=Lo+2b；

 不带头圆形横截面试样：Lc≥Lo+3d（夹头间安闲长度）；

 带头的矩形和弧形横截面试样:Lc≥Lo+1.5（So）1/2,仲裁试验,Lc=Lo+2（So）1/2。

 不带头矩形和弧形横截面试样：Lc≥Lo+3b（夹头间安闲长度）；

 带头的圆形横截面试样：Lc Lo=d/2，仲裁试验，Lc=Lo+2d；

 薄板用不带头矩形横截面试样：Lc=Lo+3b（夹头自由长度）。

 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；

 过渡半径对试样的断裂位置有影响。对于韧性差、对应力集中敏感脆性断裂的材料，建议过渡半径应大一些。

 矩形截面试样的宽厚比为8.8

 试样的宽厚比影响着材料性能的测定，尤其是延性的测定。标准中附录B推荐的宽厚比范围为不超过8：1，但应同时注意，这一具有宽厚文化范围已经不适可以用于进行薄板和薄带（厚度0.1mm~＜3mm）的试样。

 8.9铅，没有铅样本

 尽管可以在没有头部样本可以降低加工成本，但断裂可能在盒的端部附近发生，影响测量的性能，该测试是无效的偶数。因此我们建议：

 其中从空白样品产品的切割机加工金相试样，典型样品加工成铅，除非使用标准的产品不会导致样品不足或材料中明确说明。

 具有恒定截面的产品，如果相关产品标准规定其产品的零件未被加工，应符合其规定。如果未作具体规定，一般在材料尺寸足够时机加工成带头试样。

 咨询电话：黄先生13713330762