1、范圍
本文件規(guī)定了金屬材料拉伸試驗(yàn)的方法,并規(guī)定了可在室溫下測(cè)定的力學(xué)性能。
注:附錄A包含了計(jì)算機(jī)控制試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)一步建議。
2、原理
試驗(yàn)包括通過(guò)拉力拉伸試樣,通常直到斷裂,測(cè)定第3條中定義的一項(xiàng)或多項(xiàng)力學(xué)性能。
除非另有規(guī)定,應(yīng)在10℃和35℃之間的室溫進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于規(guī)定要求以外的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有責(zé)任評(píng)估,在此類環(huán)境中工作的試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)和/或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響。當(dāng)在10℃和35℃的溫度范圍以外進(jìn)行試驗(yàn)和校準(zhǔn)活動(dòng)時(shí),應(yīng)記錄和報(bào)告溫度。如果在試驗(yàn)和/或校準(zhǔn)過(guò)程中出現(xiàn)明顯的溫度變化,測(cè)量不確定度可能增加,并可能出現(xiàn)超差情況。
在受控條件下進(jìn)行的試驗(yàn)應(yīng)在23℃士5℃的溫度下進(jìn)行。
如果在拉伸試驗(yàn)中要求測(cè)定彈性模量,應(yīng)按照附錄G進(jìn)行。
3、試樣
3.1 形狀和尺寸
3.1.1 通用要求
試樣的形狀和尺寸可能受到取樣金屬制品的形狀和尺寸限制。
試樣通常通過(guò)產(chǎn)品或壓制坯或鑄件的樣品機(jī)加工獲得。但是,橫截面均勻的產(chǎn)品(型材、棒材、線材等)和鑄造試樣(即鑄鐵和有色金屬合金)可在不進(jìn)行機(jī)加工的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。
試樣的橫截面可以是圓形、方形、矩形、環(huán)形,在特殊情況下,也可以是其他均勻橫截面。首選試樣的原始標(biāo)距L。和原始橫截面積S。之間存在直接關(guān)系,用公式表示,其中k是比例系數(shù),并被稱為比例試樣。國(guó)際上采用的k值為5.65。原始標(biāo)距不得小于15 mm。當(dāng)試樣橫截面積太小,無(wú)法滿足k = 5.65的要求時(shí),可以使用更高值(最好為11.3)或非比例試樣。
注:使用小于20 mm的原始標(biāo)距,“ 斷后伸長(zhǎng)率”結(jié)果的不確定度將會(huì)增加。
對(duì)于非比例試樣,原始標(biāo)距Lo與原始橫截面積S。無(wú)關(guān)。
試樣的尺寸公差應(yīng)符合附錄B至E的要求(見6.2)。
其他試樣,如相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試樣,可與客戶協(xié)商使用,如ISO 31831 (API 5L)、IS0 11960121 (API 5CT)、ASTM A370[6、ASTM E8M[7]、DIN 50125101、IACS W213]和JIS Z 2241[141。
3.1.2 機(jī)加工試樣
如果機(jī)加工試樣的夾持端和平行長(zhǎng)度之間的尺寸不同,它們之間應(yīng)用過(guò)渡圓弧連接。過(guò)渡圓弧半徑的尺寸非常重要,如果它們未在相關(guān)附錄中給出,建議在材料規(guī)范中對(duì)其進(jìn)行規(guī)定。
夾持端可以是適合試驗(yàn)機(jī)夾頭的任何形狀。試樣的軸線應(yīng)與力加載的軸線重合。
平行長(zhǎng)度Le,或在試樣無(wú)過(guò)渡圓弧半徑的情況下,夾頭之間的自由長(zhǎng)度應(yīng)始終大于原始標(biāo)距Lo。
3.1.3 不經(jīng)機(jī)加工試樣
如果試樣由產(chǎn)品或不經(jīng)機(jī)加工試棒的不經(jīng)機(jī)加工長(zhǎng)度組成,夾頭之間的自由長(zhǎng)度應(yīng)足以使標(biāo)距標(biāo)記與夾頭保持合理的距離。
鑄造試樣應(yīng)在夾持端和平行長(zhǎng)度之間用過(guò)渡圓弧連接。過(guò)渡圓弧半徑的尺寸非常重要,建議在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。夾持端可以是適合試驗(yàn)機(jī)夾頭的任何形狀,前提是它們能使試樣中心與力加載的軸線重合。平行長(zhǎng)度Le應(yīng)始終大于原始標(biāo)距Lo。
3.2 試樣類型
根據(jù)產(chǎn)品形狀和類型,附錄B至E中規(guī)定了主要類型的試樣,如表2所示。其他類型的試樣可在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。
3.3試樣制備
應(yīng)根據(jù)不同材料的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)( 如ISO 377)的要求,取樣和制備試樣。
4、原始橫截面積的測(cè)定
應(yīng)在試樣平行長(zhǎng)度中心區(qū)域垂直于縱向軸線足夠的橫截面上測(cè)量試樣的相關(guān)尺寸。建議至少有三個(gè)橫截面。
原始橫截面積S。是平均橫截面積,應(yīng)根據(jù)適當(dāng)尺寸的測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算。
此計(jì)算的精度取決于試樣的本身性質(zhì)和類型。附錄B至E說(shuō)明了不同類型試樣的S。評(píng)價(jià)方法,并包含測(cè)量精度規(guī)范。
用于測(cè)定原始橫截面積的所有測(cè)量裝置應(yīng)按照適當(dāng)?shù)膮⒖紭?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn),并可溯源至國(guó)家測(cè)量系統(tǒng)。
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