GB-T228(可编辑)

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GB-T228

GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法 金属材料试验规范标准 金属材料规范标准 热轧钢筋的外形 热轧钢筋的取样要求 低碳钢热轧圆盘条的取样要求 冷轧带肋钢筋的取样要求 主要技术内容 试验速率模式 金属拉伸试样

拉伸试验的基本概念 一、GB/T

拉伸试验第1部分:室温试验方法》主要技术内容 引言 228.1-2010《金属材料

两种试验速率的控制方法。第一种方法A为应变速率(包括横梁位移速率)，第二种方法B为应力速率。方法A旨在减小测量应变速率敏感参数时试验速率的变化和减小试验结果的测量不确定度。 上屈服强度(ReH 和下屈服强度(ReL 的

、12条规定: 上屈服强度ReH可以从力-延伸曲线图或峰值力显测定 标准中11

示器上测得:定义为力首次下降前的最大力值对应的应力。 下屈服强度ReL可以从力-延伸曲线图测定，定义为不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力值对应的应力。 二、2010版室温拉伸 试验方法试验速率模式 横梁位移控制:试验中马达的角度传感器的信号与控制信号构成闭环回路来控制马达的工作。 应力速率控制:试验中力值传感器的信号与控制信号构成闭环回路来控制马达的工作。

应变速率控制:试验中变形信号与与控制信号构成闭环回路来控制马达的工作。 消除试验机刚度对ReH、ReL、RP0.2不确定度的影响; 可确保试样标距在试验中实现恒应变速率加载，消除材料塑性抗力指标不确定度的影响; 减小测定应变速率敏感参数(性能)时的试验速率变化和试验结果的测量不确定度。 是ReH、

ReL、RP0.2比对试验统一规范的依据。 方法A阐述了两种不同类型的应变速率控制模式: 第一种应变速率 是基于引伸计的反馈而得到的。 第二种

是根据平行长度估计的应变速率，即通过控制平行长度与需要的应变速率相乘得

到的横梁位移速率来实现。 GB/T 228.1-2010中应选用的应变速率范围 试验系统的刚度 试验机机身的刚度、夹具、加载系统的刚度 与受拉试样的刚度共同构成了“试验系统”的刚度。 演示试验-液压平推夹具 演示试验-楔形夹具 演示试验-有明显物理屈服的材料 液压平推夹具和楔形夹具的试验结果比较 方法A和方法B结果比较 试验系统的刚度 试验系统的刚度C: 试验机的刚度CM与试验机框架、力传感器和夹具等密切相关。液压式试验机的刚度CM还与油的可压缩性、气缸的膨胀、活塞的渗漏等因素相关。 试样的刚度CP与试样的弹性模量、原始横截面积等密切相关。 GB/T 228.1的技术背景 试验机刚度的测定

延伸曲线弹性部分的斜率与弹性模量E非常接近; 在弹方法 最佳条件是应力-

性范围内用已知恒定的横梁分离速率进行试验; 在弹性范围内测定试样上产生

由于系统柔度不同，的应变速率 利用下面的公式计算试验机的刚度:

以恒定夹头位移速度进入屈服阶段时，试样速度的变化 三、金属拉伸试样

3.1 金属拉伸试样的分类 3.1 金属拉伸试样的分类 拉伸试样的原始标距与原始横截面积的平方根的比值k为常数，这样的拉伸试样称为比例试样。 k 5.65的试样称为短比例试样，其断后伸长率为A; k 11.3的试样称为长比例试样，其断后伸长率为A11.3; 试验时，一般优先选用短比例试样，但要保证原始标距不小于15mm，否则，建议选用长比例试样或其他类型试样。 对于截面较小的薄带试样以及某些异型截面试样，由于其标距短或界面不用测量，可以采用L0为50mm、80mm、100mm、200mm的定标距试样。它的标距与试样截面不存在比例关系，称为非比例试样。 3.2 量具或尺寸测量仪器的选择 量具或尺寸测量仪器准确度的选择，应满

足原始横截面积测定准确度的要求。量具或尺寸测量仪器的分辨力是影响测定准确度的主要因素之一。 分辨力:指示装置对紧密相邻量值

一般认为模拟式指示装置的分辨力为其标尺分度值的一半，有效分辨的能力。

数字式指示装置的分辨力为末尾数的一个字码。 3.2 量具或尺寸测量仪器的选择 3.2 量具或尺寸测量仪器的选择 原始横截面积的测定准确度不仅仅与量具

的分辨力有关，而且与其他因素也有关。 如量具的零点、量具砧面形状、试样表面、测量操作人员的熟练程度等。 3.3 测量部位和方法 附录B、D规定:如果试样的公差满足标准要求，原始横截面积可以用名义值，而不必通过实际测量再计算。 宜在试样平行长度中心区域以足够的点数测量试样的相关尺寸。 原始横截面积S0是平均横截面积，应根据测量的尺寸计算。2002版规定为S0是最小横截面积。 3.3 测量部位和方法 计算原始横截面积时，需要至少保留四位有效数字或小数点后两位，取其较精确者，π至少取4位有效数字。 在标距两端及中间三处横截面上相互垂直两个方 向测量直径，以各处两个方向测量的直径的算术平均值计算横截面积，取三处测得横截面积的平均值作为试样原始横截面积。按下式计算原始横截面积: 在标距两端及中间三处横截面上测量宽 度和厚度，取三处测得横截面积的平均值作为试样原始横截面积。按下式计算原始横截面积:S0 a0×b0 在标距两端及中间三处横截面上测量宽度和 厚度，取三处测得横截面积的平均值作为试样原始横截面积。按下式计算原始横截面积: b0/D0,0.25时，可按下式计算原始横截面积 在试样的任一端相互垂直方向测量外直径和四处壁厚，分别取算术平均值，横截面积公式如下 S0 π a0 D0-a0) 称重法测定试样原始横截面积 试样应平直，两端面垂直于试样轴线。测量试样长度，准确到?0.5%;称试样质量，准确到?0.5%;测出或查出材料密度，准确到三位有效数字。按下式计算: 称重方法仅适用于具有恒定横截面的试样。 螺纹钢筋试样的原始横截面积 螺纹钢筋的产品标准大多数都规定试样采用 “标称原始横截面积”，或“标称原始直径”计算 原始横

截面积。 光滑钢筋试样的原始横截面积 如相关产品标准规定采用“标称横截面积”或“标称直径”计算原始横截面积，应按其执行。 如相关产品标准没有具体规定，可采用实测尺寸或用称重法测定原始横截面积。 3.4 原始横截面积测定误差要求 圆形横截面试样:附录D规定原始直径测量允许误差不超过?0.5%。 矩形横截面试样: 附录B(薄板试样)规定原始横截面积测量误

差不超过?2%，宽度的测量误差不超过?0.2%;为了减小试验结果的测量不确定度，建议原始横截面积应准确至或优于?1%，对于薄片材料，需要采用特殊的测量技术。 附录D(中、厚板试样)规定宽度和厚度测量误差各允许?0.5%。 3.4 原始横截面积测定误差要求 弧形试样:附录E规定原始横截面积测量误差不超过?1%。

管段试样:附录E规定原始横截面积测量误差不超过?1%。 其他横截面形状的试样:原始横截面积测量误差不超过?1%。 称重方法:接近?1%以内。 3.5 其他相关尺寸测量要求 原始标距: ?1% 断后标距: ?0.25mm 断后最小横截面积: ?2% 厚度0.1mm,,3mm薄板和薄带使用的

试样 比例试样与2002版类型相同，长比例试样和短比例试样b0分别为10mm、12.5mm、15mm、20mm; 非比例试样b0增加了25mm的试样类型。

直径或厚度小于4mm线材、 试样宽度公差 单位为毫米

棒材 和型材使用的试样 与2002版基本相同，只是两夹头间的试样长度规定应至少为L0+3b0或L0+3d0，最小值为L0+20mm。 2002版规定L0+50mm。 厚度大于或等于3mm板材和扁材以及直径或厚度大于4mm线材、棒材和型材使用的试样

比例试样与2002版类型相同，非比例试 样r?20mm，2002版要求r?12mm。 试样横向尺寸公差 单位为毫米 管材试样 原始横截面积计算公式有些变化，b0/D0,0.1

时，可按下式计算原始横截面积 四、拉伸试验基本概念 拉伸试验力学参量 1、应力:每单位面积上承受的力。 2、工程应力:每单位原始横截面积上的力。表示为:

拉伸试验力学参量 3、真实应力:每单位瞬时横截面积上的力。 真实应力与工程应

力的关系为: 拉伸试验力学参量 4、工程应变:瞬间长度与原始长度之差与原始长度比值。 拉伸试验力学参量 5、真实应变:瞬间的伸长与原始标距长度的比值的自然对数。 拉伸曲线 拉伸试验时测量的量是伸长和力，由这两个变量构成的关系曲线(F-?L曲线)称为拉伸图，即拉伸曲线。 拉伸曲线各变形阶段 比例变形阶段

oa ; 弹性变形阶段 ob ; 微塑性应变阶段 bc ; 屈服塑性变形阶段 cd ; 应变硬化阶段 de ; 局

部缩颈变形断裂阶段 ef 。 应力-应变曲线的几种形式 拉伸力学性能 所谓拉伸力学性能实质为拉伸应力-应变 曲线各变形阶段的特征点对应的特征应力和应变值。 拉伸力学性能 1、弹性性能 包括:比例极限;弹性极限;拉伸弹性模量;泊松比。 拉伸力学性能 2、塑性性能 1)屈服强度:包括上屈服强度;下屈服强度;规定非比例延伸强度;规定总延伸强度;规定残余延伸强度。 拉伸力学性能 2)抗拉强度;

3)断裂强度; 4)延性性能:包括， 屈服点延伸率; 最大力总延伸率; 最大力非比例延伸率; 断裂总延伸率; 断后伸长率。 谢 谢 0.2 ?0.5 0.15 ?0.15 ,30,50

0.2 ?0.5 0.12 ?0.10 ,18,30 0.1 ?0.2

,10,18 0.1 ?0.2 0.04 ?0.03 ,6,10 0.05 ?0.1 0.03 ?0.06 ?0.05

0.02 ?3,6 相对两面加工的矩形横截面试样横向尺寸 0.05 ?0.10

0.05 ?0.10 ,18,30 0.04 ?0.09 0.04 ?0.05 ,10,18 0.04 ?0.07

0.04 ?0.03 ,6,10 0.03 ?0.06 0.03 ?0.02 ,3,6 0.02 ?0.05 0.03 ?0.02 3 机加工的圆形横截面直径和四面机加工的矩形横截面试样横向尺寸 形状公差 尺寸公差

形状公差 尺寸公差 GB/T 228-2002 GB/T 228-2010 名义横向 尺寸 名称 2002版规定当b0/D0,0.17时，可按上式计算原始横截面积。 ε-工程应变 σ-工程应力 ?L-伸长 L0-原始标距长度 L-瞬时长度 L0-原始标距长度 ε-工程应变 VC为横梁分离速率，mms-1 Vm为试验机的变形速率，mms-1 VP为试样平行长度的变形速率，mms-1 ---试样的应变速率，S-1 ?L---试验机和试样平行长度的总变形，mm

E---试样的弹性模量，MPa S0-试样原始横截面积，mm2 CM---试验机的刚度，N/mm

LC-试样的平行长度，mm 根据感兴趣点附近的试样上产生的应变速率来估算横梁分离速率VC: 根据感兴趣点附近的应力-延伸曲线的斜率和试验机刚度来估算试样上产生的应变速率: 431.08 108.52 27.88

7.72 8.00 216.04 54.76 14.44 4.36 4.00 108.52 27.88 7.72 2.88 2.00