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瀏覽₪☁₪◕•:- 釋出日期₪☁₪◕•:2022-09-26 10:58:07【

摘 要:GB/T228.1—2021與 GB/T228.1—2010相比,其主要技術內容發生了一些變化✘✘·。對照這 兩個版本的標準,總結了 GB/T228.1—2021標準的主要修改和變化的內容(不包括附錄 O),並進行 簡要比較,有助於快速瞭解 GB/T228.1—2021的主要變化內容,並將其正確地應用到檢測工作中✘✘·。 

關鍵詞:力學效能;拉伸試驗;標準;差異 

中圖分類號:TG115.5+2                                                文獻標誌碼:A                                          文章編號:1001-4012(2022)08-0001-04


力學效能測試的基礎標準 GB/T228.1—2021 《金屬 材 料 拉 伸 試 驗 第 1 部 分:室 溫 試 驗 方 法》 (簡稱2021 版)於 2022 年 7 月 1 日 生 效,用 於 替 代 GB/T228.1—2010(簡稱2010版)✘✘·。2021版修 改 採 用 了 ISO 6892-1:2019 Metallic MaterialsTensileTesting-Part1:Methodof TestatRoom Temperature,與2010版相比,其除對一些結構進 行調整和文 字 進 行 編 輯 性 修 改 外,主 要 技 術 變 化 如下所述✘✘·。 

(1)增加了國內關於拉伸機•₪•·、引伸計的JJG(國 家計量檢定規程)計量檢定規程檔案,使該標準同樣 適用於國內計量標準體系,解決了實驗室的拉伸設 備計量證書與國內試驗標準不適應的問題✘✘·。 

(2)增加了“彈性模量”•₪•·、“預設值”和“測定系 數”3個術語和定義✘✘·。 

(3)增加了引伸計標距的選擇✘✘·。

(4)增加了關於試驗速率的一般資訊✘✘·。 

(5)在基於應變速率的試驗速率(方法 A)中, 將2010版的第一種應變速率和第二種應變速率修 改為方法 A1和方法 A2✘✘·。 

(6)增加了計算機相容標準的代表✘✘·。 

(7)增加了規範性附錄 D✘✘·。 

(8)更改了縱向弧形試樣的資訊(見2021版表 H.1和2010版表 E.1)✘✘·。 

(9)對試驗機系統變形情況補償橫樑位移速率 的估算進行了更改✘✘·。 

(10)更改了測量不確定度的評定✘✘·。 

(11)與ISO6892-1:2019的主要差異:在結構 上有較多調整,具體可見2021版資料性附錄 A,差 異及其原因見2021版附錄 B;增加了逐步逼近法測 定規定塑性延伸強度和卸力法測定規定殘餘延伸強 度舉例的兩項資料性附錄✘✘·。

1 2021版新增內容 

1.1 術語和定義

2021版新增的術語和定義如表1所示✘✘·。

1.2 規範性附錄 D 

新增規範性附錄 D✘✘·。拉伸機•₪•·、引伸計和試樣 進行了要求✘✘·。

1.2.1 引伸計 

由於彈性模量對應非常小的應變,因此要求引 伸計滿足 GB/T12160—2019《金屬材料 單軸試驗 用引伸計系統的標定》或JJG762—2007 《引伸計》 中的0.5級準確度,標距不小於50mm,並增加註, 內容為:如果只在試樣單側測量應變,則附加彎曲應 變會對測試結果帶來較大的誤差✘✘·。

1.2.2 拉伸機 

力:在相應測量範圍內,應滿足 GB/T16825.1— 2008《靜力 單 軸 試 驗 機 的 檢 驗 第 1 部 分:拉 力 和 (或)壓 力 試 驗 機 測 力 系 統 的 檢 驗 與 校 準》或 JJG 139—2014《拉力壓力和萬能試驗機檢定規程》中1 級準確度等級的要求✘✘·。

夾持方法和同軸度:夾持和對準方法對於測定 彈性模量非常重要,有關此方法的要求,2021版建 議見 該 標 準 的 10.2 節,更 多 的 信 息 見 ASTM E1012—2005《在拉伸和壓縮軸向力作用下驗證試 驗框架和樣品準直精度的標準實施規程》✘✘·。其他有 用的資訊可見 GB/T34104—2017 《金屬材料 試驗 機載入同軸度的檢驗》✘✘·。推薦使用力學裝置(例如試 樣定位塊)來保證試樣有好的載入同軸度✘✘·。

1.2.3 試樣 

試樣應平直✘✘·。試樣的表面狀態不應影響試驗結 果,如果試樣中存在殘餘應力,無論是在先前加工還是 試樣製備時存在的,所測定的模量可能不代表基材✘✘·。

2 2021版修改內容 

2.1 試驗原理章節 

對2010版內容進行了修改和補充,修改後的試 驗原理如下所述✘✘·。 

試驗用拉伸試樣,一般拉至斷裂,測定第3章定 義的一項或幾項力學效能✘✘·。 

除非另有規定,試驗溫度為10~35℃✘✘·。對於溫 度不滿足上述要求的實驗室,實驗室應評估該類環 境條件下執行的試驗機對試驗結果和(或)校準資料 的影響✘✘·。當試驗或校準時的溫度超過10~35℃時, 應記錄和報告溫度✘✘·。如果在試驗和(或)校準過程中 存在較大溫度梯度,不確定度測量結果可能增大和 出現超差的情況✘✘·。 

對溫度要求嚴格的試驗,溫度應為(23±5)℃✘✘·。 如果要測定彈性模量,應按附錄 D進行✘✘·。

2.2 試樣章節 

2.2.1 新增內容 

經與客戶協商一致,也可以使用其他試樣,如有 關產品標準中規定的其他試樣✘✘·。 

2.2.2 修改內容 

機加工的試樣:刪除了“此弧的過渡半徑的尺寸 可能很重要”的描述✘✘·。 

不經機加工的試樣:將“或試棒的一段長度”修 改為“一段長度或試棒”✘✘·。 

鑄造試樣增加了“試樣軸線應與作用線重合”的 規定✘✘·。 

2.3 原始橫截面積的測定章節 

修改內容如下所述✘✘·。 

(1)建議測量試樣橫截面積時,在試樣平行長 度區域最少3個不同位置進行測量(2010版未建議 最少測量次數,修改後更具有操作性)✘✘·。 

(2)原始橫截面積(So):根據測量的實際尺寸 計算橫截面積的平均值(明確了原始橫截面積是用 測得尺寸計算得到的橫截面積的平均值,不是測得 尺寸平均後計算得到的橫截面積)✘✘·。 

(3)用於測定原始橫截面積的所有測量裝置應 按照適當的能溯源至國家測量系統的參考標準進行校準(對橫截面尺寸測量裝置提供校準溯源依據)✘✘·。

2.4 標距章節 

新增“原始標距”和“引伸計標距的選擇”技術內 容,與2010版3.4.2和3.5節的“注”相同✘✘·。 

2.5 試驗裝置的準確度章節 

新增“注”,內容為:“適合的拉伸試驗機根據試 驗機力值校準範圍和試樣尺寸選取”✘✘·。 

2.5.1 測力系統 

試驗 機 的 測 力 系 統 應 滿 足 GB/T16825.1— 2008 的 要 求,並 按 照 JJG 139—2014•₪•·、JJG 475— 2008《電子式萬能試驗機檢定規程》或JJG1063— 2010《電液伺服萬能試驗機檢定規程》進行校準,並 且其準確度等級應為1級或優於1級✘✘·。 

2.5.2 引伸計 

新增按照JJG762—2007進行校準的規定✘✘·。測 定其他具有較大延伸率,增加延伸率大於5%的描 述,將“應使用不劣於2級準確度的引伸計”修改為 “可使用2級或優於2級準確度的引伸計”✘✘·。修改後 更具操作性✘✘·。 

2.6 試驗速率章節 

新增內容:在方法 B 的某個條件下(例如對某 些鋼,在彈性範圍的應力速率大約為30 MPa/s,使 用高剛度的夾持系統和附錄 E 表 E.2 中的 P6 試 樣),方法 A 範圍2的應變速率可以被觀測到;注2, 產品標準和相關試驗標準(例如航空標準)或協議可 以規定與檔案不同的試驗速率✘✘·。

文獻[1]依 據 ISO6892-1:2009 中 方 法 B 為 “Testingratebasedonstressrate”的情況,曾提出將 方法B描述為“基於應力速率的試驗速率(方法 B)”✘✘·。 方法 A和方法 B的定義為:基於應變速率的試驗速 率(方法 A)和基於應力速率的試驗速率(方法B)✘✘·。

由於方法 A 包括應變速率控制的試驗速率的 方法 A1和根據平行長度估計的應變速率,實際用 橫樑位移速率來實現的方法 A2;同樣,方法 B未明 確規定採用應力速率控制試驗速率,且方法 B中還 有橫樑位移速率,因此修改後的表述更準確✘✘·。 

測定上屈服強度試驗速率的規定修改為:試驗 機橫樑位移速率應儘可能保持恆定,並使相應的應 力速率在表3規定的範圍內✘✘·。 

主要修改了“夾頭分離速率在表3規定的應力 速率範圍內”的表述,修改後表述更準確✘✘·。

2.7 規定塑性延伸強度的測定章節

2021版的13.1節將2010版13.1節的注2和注3調整為正文,並在注2的內容之前增加“宜注意 保證”✘✘·。

2.8 斷面收縮率的測定章節 

增加內容如下所述✘✘·。

(1)對於圓形試樣,測量相互垂直兩個方向的 直徑,取其平均值,計算最小橫截面積(Su)✘✘·。

(2)進行讀數時,應注意確保斷裂面沒有位移✘✘·。 將2010版的“注:對於小直徑的圓試樣或其他 橫截面形狀的試樣,斷後橫截面積的測量準確度達 到±2%很困難✘✘·。”調整為正文✘✘·。

2.9 圖9的修改 

圖9增加了測定規定殘餘延伸強度對應的試驗 速率✘✘·。 

2.10 資料性附錄 A和 B 

附錄 A和B的表 A.1和B.1分別給出了2021版 與ISO6892-1:2019結構變化對照情況以及技術差異 及其原因✘✘·。表 A.1和B.1的內容,參見2021版✘✘·。

2.11 規範性附錄 

E 規定0.1~3mm(不包括3mm)厚度薄板和薄 帶試樣型別的規範性附錄 E 與2010版的規範性附 錄 B相對應,主要修改內容如下所述✘✘·。

(1)表E.2增加了試樣寬度尺寸公差和平行長度 最小值✘✘·。該表給出了原始寬度分別為12.5,20,25mm 的3種試樣,寬度公差均為±1mm,平行長度最小值分 別為57,90,60mm✘✘·。試樣編號P7修改為P17✘✘·。

(2)表 E.3 增 加 名 義 寬 度 分 別 為 10 mm 和 15mm 的兩種試樣✘✘·。由於試樣原始橫截面積計算 涉及試樣寬度和厚度,為此對錶注 a進行修改,將 “原始橫截面積可以用名義值”修改為“原始橫截面 積可以用試樣寬度的名義值計算得到”✘✘·。該問題源 自ISO6892-1:2009✘✘·。 

(3)表 E.4將2010版的“注”修改為正式條款✘✘·。

2.12 規範性附錄 G 

規定厚度不小於3mm 板材和扁材等試樣型別 的規範性附錄 G 與2010版的規範性附錄 D 相對 應,主要修改內容如下所述✘✘·。

(1)G.2.1增加內容:c)Lo+(bo/2)對於非比例 試樣(見表 G.3)(Lo 為原始標距,bo 為矩形橫截面 試樣平行長度的原始寬度)✘✘·。

(2)表 G.3 增 加 試 樣 寬 度 公 差:名 義 寬 度 為 12.5mm 和20mm 的試樣,寬度公差為±0.5mm; 名義寬 度 為 25,38,40 mm 的 試 樣,寬 度 公 差 為 ±0.7mm✘✘·。P14(名義寬度為25mm)和 P15(名義寬 度 為 38 mm)原 始 標 距 Lo 由 50 mm 修 改 為200mm✘✘·。 

(3)表 G.4注a與表 E.3有類似的修改,將“原 始橫截面積可以用名義值”修改為“原始橫截面積可 以用試樣的橫向尺寸名義值”✘✘·。

2.13 規範性附錄 H 

附錄 H“管材使用的試樣型別”,主要修改內容 如下所述✘✘·。 

表 H.1將2010版試樣編號為 S4,S5和 S6的 試樣,由比例試樣修改為非比例試樣,試樣名義寬度 不變✘✘·。管原始外徑大於70mm 的比例試樣,試樣名 義寬度不再分檔,統一為20mm✘✘·。 

2.14 資料性附錄I 

2010版標準提出:採用方法 A 測定上屈服強度 或規定延伸強度時,如考慮試驗機系統的柔度,參見 附錄 F✘✘·。資料性附錄 F 提供了考慮試驗機剛度(或 柔度)後估算的橫樑位移速率的方法✘✘·。該方法提出 後,業內出現較大的爭議,如文獻[2]提出剛度修正 存在“把應力-時間曲線和應力-應變曲線屈服段的 高度修錯了,導致了測試結果出現偏高”的問題✘✘·。 

對照2010版標準,2021版標準的資料性附錄I 有較大變化✘✘·。首先,附錄名改為“考慮試驗機系統變 形情況補償橫樑位移速率的估算”;其次,修改了補 償橫樑位移速率的估算式並引入預備試驗,以及試 驗在應力-應變曲線上感興趣點處的速率引數✘✘·。更多變化內容見2021版標準✘✘·。 

2.15 其他 

資料性附錄 O“測量不確定度的評定”內容也有 修改,詳見2021版標準✘✘·。

3 結語 

(1)2021版增加了彈性模量的測量方法及其 相關術語和定義,以及採用JJG 規程校準測力系統 和引伸計,其他技術內容無重大變化✘✘·。 

(2)2021版修改了2010版中可能產生歧義的 一些內容,如:將方法 A 修改為基於應變速率的試 驗速率,方法 B 修改為基於應力速率的試驗速率, 建議至少測量3次試樣原始橫截面積,試樣原始橫 截面積為橫截面積的平均值,附錄 E和 G 修改了計 算原始橫截面積的相關規定以及對附錄I進行了較 全面的修改✘✘·。修改後的表述較為準確,便於實驗室 正確理解和執行✘✘·。 

參考文獻: 

[1] 徐惟誠,張華,羅丹霞.淺析 GB/T228.1—2010室溫 拉伸試驗方法中的應力速率[J].物理測試,2016,34 (6):57-59. 

[2] 李和平,周星,沈佳誼,等.對金屬材料拉伸試驗方法 標準中推 薦 應 變 控 制 和 剛 度 修 正 方 法 的 驗 證 分 析 [J].理化檢驗(物理分冊),2014,50(6):79-82. 


<文章來源   > 材料與測試網 > 期刊論文 > 理化檢驗-物理分冊 > 58卷 > 8期 (pp:1-4)>

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