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GB/T228.1-2021 金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法

一、适用范围

本标准适用于测定金属材料室温下的拉伸性能,涵盖屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等多种关键力学性能指标的测定。无论是常见的钢铁材料,还是铜、铝等有色金属及其合金,只要是在室温条件下进行拉伸性能测试,均可依据此标准执行 。

二、方法原理

在室温环境中,使用拉力机对标准试样施加轴向拉伸力,使试样逐渐产生变形直至断裂。在这个过程中,通过测量拉力与试样伸长量,依据相关公式和定义,精确计算出金属材料的各项拉伸性能指标。例如,屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力,通过力 - 伸长曲线可准确确定 。

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三、仪器设备要求

拉力试验机:具备足够的载荷能力,精度需符合相关规定,如示值误差应在 ±1% 以内。其测力系统能准确测量试验过程中的拉力值,横梁移动应平稳,速率控制精度高,以满足不同试验速率要求 。

引伸计:用于精确测量试样在拉伸过程中的伸长量。根据测量精度和标距要求,选择合适类型的引伸计,其精度等级一般为 0.5 级及以上 。

量具:如游标卡尺、千分尺等,用于测量试样的原始尺寸,精度需满足测量要求,例如测量试样直径或厚度时,量具精度应达 0.01mm 。

四、试样准备

形状与尺寸:根据材料类型和测试要求,选择合适的试样形状,常见有圆形、矩形等。试样尺寸需严格按照标准规定,如圆形试样的直径、标距长度等都有明确数值要求,以保证测试结果的可比性 。

加工要求:试样表面应光滑,无明显加工痕迹、裂纹、砂眼等缺陷。加工过程中要避免对试样材料性能产生影响,例如冷加工可能导致材料硬化,需进行适当的消除应力处理 。

原始尺寸测量:在试样平行长度范围内,至少测量三个截面处的尺寸,取其平均值作为原始尺寸。对于圆形试样,测量直径;矩形试样测量宽度和厚度,测量精度要符合标准规定 。

五、试验过程

试验温度:除非另有规定,试验应在 10℃ - 35℃的室温下进行。对于对温度要求严格的试验,温度需控制在 23℃±5℃ 。

试验速率:分为基于应变速率的控制(方法 A)和基于应力速率的控制(方法 B)。方法 A 新增了两种不同类型应变速率控制模式(方法 A1 和方法 A2),具体选择取决于材料特性和试验目的。例如,对于具有明显屈服现象的材料,应变速率的合理控制能更准确地测定屈服强度 。

装夹试样:将准备好的试样准确装夹在拉力试验机的夹具上,确保试样的轴线与拉力方向一致,避免偏心受力影响测试结果 。

测量与记录:启动试验机,按照设定的试验速率施加拉力。使用引伸计测量试样伸长量,拉力试验机同步记录拉力值,直至试样断裂。记录下屈服点对应的力值、最大力值、断裂时的伸长量等关键数据 。

六、结果处理与报告

性能计算:依据测量数据,按照标准中给出的公式,计算屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等性能指标。例如,断后伸长率的计算是通过测量断后标距长度与原始标距长度的差值,再除以原始标距长度并乘以 100% 。

数值修约:对计算结果进行数值修约,修约规则按照标准规定执行,确保结果的准确性和一致性 。

试验报告:报告内容应包括试验材料信息(如材料名称、牌号、炉号等)、试样信息(形状、尺寸等)、试验条件(温度、试验速率等)、测试结果(各项性能指标数值)以及可能影响结果的其他因素等,为后续材料性能评估和应用提供全面准确的依据 。

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