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GB/T 7314-2017 金属材料 室温压缩试验方法

适用范围

该标准适用于测定金属材料在室温(10℃ - 35℃,特殊要求除外)下单向压缩的规定塑性压缩强度、规定总压缩强度、上压缩屈服强度、下压缩屈服强度、压缩弹性模量及抗压强度。同时,适用材料范围有所扩展,新增对塑性材料在规定应变条件下的测定要求。

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术语定义与原理

标准对压缩试验涉及的关键术语进行了定义。如规定塑性压缩强度是指试样标距的塑性压缩变形达到规定的原始标距百分比时的压缩应力,像 Rpc0.01、Rpc0.2 分别对应规定塑性压缩应变为 0.01%、0.2% 时的压缩应力。原理方面,是通过对试样轴向施加递增的单向压缩力,测定相关压缩力学性能。并且,对压缩失效模式的描述进行了修改,新增了屈曲类型的分类。

试样要求

形状尺寸:试样形状多样,有圆柱体、正四棱柱体及板状试样。具体尺寸在标准的表 2 和表 3 中有明确规定,设计需保证试验过程中标距内为均匀单向压缩,引伸计所测变形与试样轴向变形一致。板材试样无约束部分长度要依据被测材料力学性能和约束装置高度计算,防止压头接触到约束装置。

样坯切取与加工:切取数量、部位和取向遵循相关产品标准或协议。加工过程中要避免冷加工或热影响改变材料性能。板状试样若保留原厚度需保留原表面且无损伤;机加工厚度时,表面粗糙度不劣于原表面,标距内厚度(或直径)允许偏差有相应规定。

试样贮存与测量:试验前试样应存放在干燥无腐蚀介质的室温环境,防止损伤和变形。测量时,板材及正四棱柱体试样在原始标距中点测厚度和宽度,圆柱体在原始标距中点两个相互垂直方向测直径取平均值,依据测量尺寸计算原始横截面积并保留至少 4 位有效数字。

试验设备

试验机:准确度应为 1 级或更优,需按 GB/T 16825.1 检验。上下压板工作表面平行,平行度不低于 1∶0.0002mm/mm,安装试样区 100mm 范围内,试验中压头与压板无侧向位移和转动,压板硬度不低于 55HRC。针对硬度高的试样两端需垫合适垫板,垫板平行度和表面粗糙度有对应要求。若试验机不满足平行度要求,应加配力导向装置;存在偏心压缩影响时,可配用调平垫块。

约束装置与引伸计:板状试样压缩需用约束装置,应满足试样在低力下不发生屈曲、不影响轴向自由收缩及沿宽度和厚度方向自由胀大、试验过程摩擦力恒定等要求,标准推荐了特定约束装置,符合要求的其他装置也可采用。引伸计需符合 GB/T 12160 要求,测定压缩弹性模量用不低于 0.5 级准确度的引伸计,测定规定塑性压缩强度等用不低于 1 级准确度的引伸计。测定压缩弹性模量和规定塑性压缩应变小于 0.05% 的规定塑性压缩强度时,采用平均引伸计。

试验条件

应变速率:有应变控制的试验机,设置应变速率为 0.005min⁻¹;载荷控制或横梁位移控制的试验机,设置相当于应变速率 0.005min⁻¹ 的速度,材料对应变速率敏感时,可采用 0.003min⁻¹ 的应变速率。无应变控制系统时,保持恒定横梁位移速率以达到所需平均应变速率。

温度与润滑:通常试验在 10℃ - 35℃室温范围进行,对温度要求严格的试验按相关规定控制温度。板状试样夹持面需铺设聚四氟乙烯薄膜或均匀涂布润滑剂减少摩擦力,根据材料规定塑性压缩强度或下压缩屈服强度及板材厚度选择夹紧力,使摩擦力保持恒定。

性能测定与结果处理

性能测定:通过力 - 变形曲线测定各项性能。规定塑性压缩强度用图解法或逐步逼近法确定;规定总压缩强度基于超过一定应变的力值计算;上 / 下压缩屈服强度判读力首次下降前的最高力及平台恒定力;抗压强度对脆性材料是试样破坏时的最大实际压缩力,对塑性材料是规定应变条件下的压缩应力;弹性模量基于弹性直线段斜率计算,无明显弹性段时按特定方法处理。

结果数值修约与报告:明确了弹性模量和强度性能的有效数字保留规则。试验报告涵盖标准编号、材料信息、试样情况、试验设备、试验条件、性能测定结果、异常情况等内容。

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