ASTME8-13測(cè)定拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)-培訓(xùn)講稿ppt課件

1、ASTM E8/E8M-2021a 金屬資料 室溫拉伸的實(shí)驗(yàn)方法李鳳英、盧小成 2021年元月.一、范圍和定義本方法適用于室溫下任何外形的金屬資料的室溫拉伸，特別是對(duì)于屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和斷面收縮率的測(cè)定。E8和E8M試樣最大區(qū)別在于原始標(biāo)距，E8對(duì)于圓形試樣標(biāo)距長(zhǎng)度的要求是4D，而E8M是5D。除非另有規(guī)定，室溫應(yīng)定為1038 。.二、術(shù)語抗拉強(qiáng)度：資料所能接受的最大抗拉應(yīng)力屈服強(qiáng)度：上屈服強(qiáng)度：軸向?qū)嶒?yàn)中，伴隨不延續(xù)屈服初次出現(xiàn)的應(yīng)力最大值初次出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力。下屈服強(qiáng)度：軸向?qū)嶒?yàn)中，在不思索瞬時(shí)效應(yīng)的情況下，不延續(xù)屈服過程中記錄的最小應(yīng)力。*仲裁實(shí)驗(yàn)：為處理對(duì)規(guī)定要

2、求的符合性的不一致而執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)，或者由第三方執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)。.三、意義及用途提供了在單軸拉伸下資料的強(qiáng)度和延性數(shù)據(jù)。拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一定代表最終產(chǎn)品或它在不同環(huán)境中任務(wù)的強(qiáng)度與延性性能。本實(shí)驗(yàn)方法可用于商業(yè)驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)，并已廣泛用于貿(mào)易。.四、設(shè)備要求實(shí)驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合ASTM E4。夾持安裝：傳送實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣施加力的各種類型安裝均可運(yùn)用，只需保證試樣的軸線與實(shí)驗(yàn)機(jī)夾頭中心線重合。.設(shè)備-夾具類型鍥形夾具通常適用于夾持塑性金屬長(zhǎng)試樣和扁平試樣的一種適宜的安裝。為了夾持，希望每個(gè)鍥形鋸齒形面的整個(gè)長(zhǎng)度均與試樣接觸對(duì)于短試樣，普通需求運(yùn)用機(jī)械加工試樣和特殊夾持安裝以保證試樣負(fù)荷盡能夠沿拉伸軸均勻分布。.設(shè)備-夾具

3、類型螺紋夾具臺(tái)階夾具.設(shè)備-夾具類型薄板夾具絲材夾具.設(shè)備尺寸丈量安裝：用于丈量直線尺寸的千分尺或其它安裝，至少應(yīng)有每個(gè)要求丈量尺寸最小單位一半的精度。引伸計(jì)：應(yīng)符合規(guī)范E83對(duì)本實(shí)驗(yàn)步驟中規(guī)定級(jí)別的引伸計(jì)。標(biāo)距等于或小于試樣名義標(biāo)距的引伸計(jì)可以用來測(cè)定屈服強(qiáng)度。對(duì)于全截面的試樣絲材、線材和棒材，測(cè)定屈服性能的引伸計(jì)標(biāo)距不應(yīng)超越夾具間間隔的80%。用于丈量斷裂時(shí)伸長(zhǎng)的引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)等于試樣規(guī)定的名義標(biāo)距.五、取樣和制備要求對(duì)于厚度、直徑或平面間距小于或等于40mm的產(chǎn)品在中心位置取樣。對(duì)于厚度、直徑或平面間距大于40mm的產(chǎn)品在中心至外表的中間位置取樣。試樣加工過程中，必需保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大準(zhǔn)確

4、度和最小的偏向。制備縮減段時(shí)，應(yīng)防止冷加工、缺口、刀痕、毛刺、粗糙外表或邊角、過熱或其他對(duì)性能丈量呵斥有害的影響。對(duì)于脆性資料，標(biāo)距兩端應(yīng)運(yùn)用半徑大的過渡圓弧試樣外表光潔度應(yīng)按適用的產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定.六、試樣類型1、平板試樣試樣適用于板材、型材和平板資料公稱厚度5mm以上的金屬資料實(shí)驗(yàn)。平板試樣圖.平板試樣尺寸要求.試樣類型2、薄板試樣試樣用于薄板、板材、扁平線材、帶材、條、環(huán)、矩形和型材的公稱厚度在0.1319mm范圍內(nèi)的金屬資料實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用右圖試樣檢測(cè)薄的或高強(qiáng)度資料的彎曲，必需在夾持端部運(yùn)用剛性加強(qiáng)板。銷釘固定的拉伸試樣.銷釘固定的拉伸試樣尺寸.試樣類型3、圓柱形試樣規(guī)范試樣的直徑為12.5m

5、m當(dāng)實(shí)驗(yàn)資料不能制備規(guī)范試樣時(shí)，可采用其他尺寸圓柱形小試樣。右圖為能獲得稱心結(jié)果的各種端部外形的試樣。各種端部方式.符合E8端部尺寸要求.符合E8M端部尺寸要求.E8和E8M試樣圖.E8和E8M試樣尺寸的要求.試樣類型4、線材、條材和棒材試樣對(duì)于圓形鋼絲、盤條和棒材，應(yīng)運(yùn)用全截面試樣。對(duì)于丈量直徑小于4mm的線材伸長(zhǎng)率的標(biāo)距應(yīng)符合產(chǎn)品規(guī)范的規(guī)定。除非另有規(guī)定，在丈量直徑等于或大于4mm的鋼絲、盤條或棒材時(shí)，應(yīng)運(yùn)用五倍于直徑的標(biāo)距。試樣總長(zhǎng)度至少應(yīng)等于標(biāo)距加上運(yùn)用夾具所要求的資料的長(zhǎng)度。5、矩形截面棒材試樣全截面試樣-允許減小實(shí)驗(yàn)部分寬度，以使斷裂發(fā)生在標(biāo)志之內(nèi)，但減少寬度不應(yīng)小于原始寬度90%

6、。.試樣類型6、管材試樣對(duì)于管材公稱外徑在25mm及其以下的小管，應(yīng)運(yùn)用全尺寸管段作為拉伸試樣，這是規(guī)范慣例。將管塞插入管材試樣兩端內(nèi)足夠深度，以便實(shí)驗(yàn)機(jī)鉗口結(jié)實(shí)地夾持試樣。塞頭不得伸到丈量伸長(zhǎng)的試樣部分內(nèi)。圖 塞頭外形及在試樣和實(shí)驗(yàn)機(jī)中的位置。.試樣類型管材試樣對(duì)于不能用全截面的大直徑管，試樣取樣位置如右圖對(duì)于壁厚小于20mm管材，可采用以下圖試樣，試樣的外形和尺寸可采用與12.5mm規(guī)范試樣成比例的小試樣。對(duì)于管壁厚度等于或大于20mm,可運(yùn)用規(guī)范試樣。切取的拉伸試樣位置.試樣類型大直徑管材剖管拉伸試樣 管材橫向拉伸試樣位置B將試樣壓平.試樣類型7、鍛造試樣優(yōu)先選擇最大圓柱形試樣，如不能，

7、可思索平板試樣。運(yùn)用產(chǎn)品規(guī)范引薦的試樣，可從鍛件的最主要部分或最厚部分截取，也可從鍛件延展部分或代表性部分。無要求時(shí)，試樣軸線應(yīng)予晶粒流向平行。8、鑄造試樣可鍛鐵試樣模鑄試樣.七、實(shí)驗(yàn)步驟一試樣機(jī)的預(yù)備：在機(jī)器啟動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間未啟用時(shí)，應(yīng)檢查實(shí)驗(yàn)機(jī)或?qū)⑵漕A(yù)熱到正常的操作溫度。二試樣尺寸的丈量1、直接丈量試樣橫截面1對(duì)于橫截面尺寸5mm時(shí)，應(yīng)丈量并記錄到最接近的0.02mm2對(duì)于5橫截面尺寸2.5mm時(shí)，應(yīng)丈量并記錄到最接近的0.01mm3對(duì)于2.5橫截面尺寸0.5mm時(shí)，應(yīng)丈量并記錄到最接近的0.002mm.2、根據(jù)分量法丈量1稱量一個(gè)長(zhǎng)度不小于最大橫截面積尺寸20倍試樣的分量來確定不對(duì)稱試樣截面

8、2分量至少準(zhǔn)確到0.5%3橫截面積等于試樣分量除以資料密度的乘積。3、管材試樣的橫截面確定假設(shè)D/W6時(shí)，假設(shè)D/W6時(shí)，公式A=W*T.3、試樣標(biāo)距的標(biāo)志1標(biāo)志方式：輕打點(diǎn)作標(biāo)志，輕劃線作標(biāo)志，或最好用墨水劃線標(biāo)距。2對(duì)于缺口敏感資料和小試樣，運(yùn)用快干墨水有助于斷裂后原始標(biāo)志的定位。3對(duì)于規(guī)定伸長(zhǎng)率為3%以下的資料，實(shí)驗(yàn)前丈量原始標(biāo)距長(zhǎng)度偏向?yàn)?.05mm4、實(shí)驗(yàn)機(jī)調(diào)零力的指針為零闡明作用在試樣上的力為零。經(jīng)過試樣夾具傳送的力預(yù)負(fù)荷應(yīng)由力的丈量系統(tǒng)指示出。.預(yù)夾持瞬時(shí)沖擊力建議不超越資料屈服強(qiáng)度的20%，靜止預(yù)負(fù)荷建議不超越屈服強(qiáng)度的10%。5、試樣的夾持對(duì)于有縮減部分的試樣，試樣夾持部分只

9、限于夾持部分，不得夾持在縮減段或過渡圓弧。.6、實(shí)驗(yàn)速度加載速度的類型a應(yīng)變速度b應(yīng)力速度c 實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)機(jī)兩頭分開的速度d完成部分時(shí)間或整個(gè)實(shí)驗(yàn)所閱歷的時(shí)間e空載十字頭速度.速度和方法的選擇對(duì)速度和方法的選擇規(guī)定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶钱a(chǎn)品委員會(huì)的職責(zé)。適宜的實(shí)驗(yàn)速度范圍規(guī)定：對(duì)運(yùn)用不同速度引起不同結(jié)果的資料所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合要求。確定實(shí)驗(yàn)速度的方法，取決于資料和所要求的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。.幾個(gè)概念應(yīng)變速度單位：mm/mm/min，如實(shí)驗(yàn)機(jī)不具有丈量和控制應(yīng)變速度的安裝，平均應(yīng)變速度可用計(jì)時(shí)安裝經(jīng)過觀測(cè)產(chǎn)生抑制增量應(yīng)變所需的時(shí)間來測(cè)定。應(yīng)力速度單位：Mpa/s，如實(shí)驗(yàn)機(jī)不具備測(cè)速或指示安裝測(cè)定和控制應(yīng)

10、力速度，應(yīng)力應(yīng)力平均速度可用秒表經(jīng)過察看產(chǎn)生知增量應(yīng)力所需時(shí)間來測(cè)定。夾頭分別速度應(yīng)規(guī)定為縮減部分或夾具間間隔長(zhǎng)度的mm/min。.幾個(gè)概念實(shí)驗(yàn)時(shí)間從加荷開場(chǎng)或從某規(guī)定應(yīng)力開場(chǎng)至斷裂瞬間達(dá)最大負(fù)荷或到達(dá)其它規(guī)定應(yīng)力所閱歷的時(shí)間允許范圍，運(yùn)用分鐘或秒規(guī)定。實(shí)驗(yàn)時(shí)間可用秒表來確定。十字頭空載挪動(dòng)速度在不加荷的情況下，實(shí)驗(yàn)機(jī)十字頭挪動(dòng)速度的允許范圍，應(yīng)按每縮減部分長(zhǎng)度(或沒有縮減部分試樣夾具間間隔的mm/mm/min規(guī)定。對(duì)于平均十字頭速度可運(yùn)用適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度和時(shí)間丈量安裝在實(shí)驗(yàn)中測(cè)定。.屈服特性的實(shí)驗(yàn)速度屈服特性可包括屈服強(qiáng)度和屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)。除非另有規(guī)定，任何常規(guī)實(shí)驗(yàn)速度可運(yùn)用至規(guī)定屈服強(qiáng)度一半或規(guī)定抗

11、拉強(qiáng)度四分之一，以其中最小者為準(zhǔn)。在這一點(diǎn)以上的速度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。假設(shè)用來確定屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)、抗拉強(qiáng)度和斷面收縮率時(shí)要求不同速度范圍，應(yīng)在產(chǎn)品規(guī)范中闡明。.控制方法方法A測(cè)定屈服性能時(shí)采用應(yīng)力速率方法時(shí)，應(yīng)力速率應(yīng)為1.15MPa到11.5MPa之間。不建議實(shí)驗(yàn)機(jī)在經(jīng)過屈服后運(yùn)用力的信號(hào)閉環(huán)控制操作，除了用于測(cè)試線性彈性部分。對(duì)于顯示出很低應(yīng)變速率敏感的測(cè)試資料，如一些鋼和鋁，此法為默許方法。方法B應(yīng)變速率應(yīng)為0.0150.006mm/mm/分鐘當(dāng)實(shí)驗(yàn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在封鎖環(huán)的應(yīng)變控制時(shí)，假設(shè)控制參數(shù)設(shè)置不正確，假設(shè)未設(shè)置適當(dāng)?shù)钠桨蚕拗?，或者引伸?jì)滑落，會(huì)引起橫梁運(yùn)動(dòng)失控，呵斥不測(cè)事故。對(duì)于航

12、空航天、高溫合金、鈦的運(yùn)用和有規(guī)定時(shí)，應(yīng)變速率為0.005mm/mm/分鐘.控制方法方法C當(dāng)測(cè)定屈服性能時(shí)，實(shí)驗(yàn)機(jī)應(yīng)設(shè)置橫梁速度等于原縮減截面的0.0150.003mm/mm/分鐘,或?qū)τ跓o縮減截面的樣品，為夾具間的間隔。.抗拉強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)速度當(dāng)資料要求伸長(zhǎng)率大于5%時(shí)，只測(cè)抗拉強(qiáng)度時(shí)，實(shí)驗(yàn)機(jī)的速度設(shè)定為每分鐘縮減部分長(zhǎng)度的0.050.5mm/min之間。對(duì)于要求的伸長(zhǎng)率小于或等于5%的資料，實(shí)驗(yàn)機(jī)的速度可一直堅(jiān)持在丈量屈服特性的速度。.實(shí)驗(yàn)速度對(duì)結(jié)果的影響要素1、設(shè)備要素實(shí)驗(yàn)機(jī)的剛度、減震才干、固有的頻率和運(yùn)動(dòng)部件分量；力的指針精度和實(shí)驗(yàn)機(jī)不同范圍內(nèi)力的作用；適當(dāng)?shù)募恿λ俣?、用適宜的力使試樣對(duì)

13、中、夾具的平行度、夾持力、控制力的大小、引伸計(jì)的適用性和標(biāo)定、熱的散射經(jīng)過夾具、引伸計(jì)或輔助安裝2、方法要素一樣資料的復(fù)驗(yàn)協(xié)商一致取決于資料的均勻性、試樣制備的反復(fù)性、實(shí)驗(yàn)條件和拉伸實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測(cè)定。.3、資料要素實(shí)驗(yàn)資料的代表性和均勻性、試樣型式、試樣制備外表光潔度、尺寸準(zhǔn)確度、標(biāo)距端部過渡圓弧、標(biāo)距內(nèi)錐度、彎曲試樣、螺紋試樣等等4、丈量要素實(shí)驗(yàn)力、引伸計(jì)、千分尺、分規(guī)及其他丈量安裝的校準(zhǔn)，圖表記錄安裝的調(diào)整和調(diào)零等等。試樣外表光滑度的不規(guī)那么引起的不準(zhǔn)確各向異性的資料斷后橫截面顯示非圓，丈量結(jié)果準(zhǔn)確度會(huì)受影響斷裂部分在標(biāo)距中間以外，或出如今標(biāo)點(diǎn)或劃線上，A和Z能夠不代表資料真實(shí)性能。斷夾具處

14、或夾具內(nèi)的線材不能代表資料性能圓形臺(tái)肩端頭得到屈服強(qiáng)度比螺紋試樣低0.02%.7、屈服強(qiáng)度的測(cè)定1、偏置法用此方法，首先確保實(shí)驗(yàn)機(jī)能畫出應(yīng)力應(yīng)變圖的數(shù)據(jù)，然后在此圖中劃出Om等于規(guī)定的永久變形值，劃mn平行于OA，這樣就確定出mn與應(yīng)力應(yīng)變圖交點(diǎn)r。在報(bào)告用此法得到的屈服強(qiáng)度時(shí)，規(guī)定的屈服強(qiáng)度術(shù)語后的括號(hào)內(nèi)注明如屈服強(qiáng)度偏置=0.2%=360MPa運(yùn)用B2級(jí)或更好的引伸計(jì)剩余變形法確定屈服強(qiáng)度的應(yīng)力-應(yīng)變曲線.屈服強(qiáng)度的測(cè)定2、負(fù)荷下伸長(zhǎng)法EUL3、自動(dòng)繪圖法-上屈服.屈服強(qiáng)度的測(cè)定3、自動(dòng)繪圖法上下屈服4、負(fù)荷暫停法不延續(xù)屈服在均勻變形速率下對(duì)試樣施加一逐漸添加的力。當(dāng)力暫停時(shí)，記錄下相應(yīng)的

15、應(yīng)力為上屈服強(qiáng)度。此法也叫指針暫停法、懸梁落下法和載荷暫停法.8、屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)1、有屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率的應(yīng)力-應(yīng)變2、帶有變形但無屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率的應(yīng)力-應(yīng)變.9、均勻伸長(zhǎng)均勻伸長(zhǎng)應(yīng)包括塑性和彈性伸長(zhǎng)均勻伸長(zhǎng)應(yīng)運(yùn)用符合E83規(guī)定引伸計(jì)用自動(dòng)的方法測(cè)定。a、均勻伸長(zhǎng)率低于5%的資料用B2級(jí)或B2級(jí)以上的引伸計(jì)b、均勻伸長(zhǎng)率大于或等于5%但低于50%的資料用C級(jí)或C級(jí)以上的引伸計(jì)c、均勻伸長(zhǎng)率大于50%的資料用D級(jí)或D級(jí)以上的引伸計(jì).均勻伸長(zhǎng)測(cè)定在縮頸出現(xiàn)之前最大負(fù)荷下確定均勻伸長(zhǎng)在最大力附近的平穩(wěn)段的中心位置測(cè)定均勻伸長(zhǎng).10、抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度定義 用實(shí)驗(yàn)過程中最大力除以試樣的原始橫截面積計(jì)算的值為抗拉強(qiáng)度

16、。.11、伸長(zhǎng)率在報(bào)告伸長(zhǎng)率值時(shí)，應(yīng)報(bào)告出原始標(biāo)距和增量百分比。假設(shè)用與引伸計(jì)以外的其他安裝與試樣縮減部分接觸，丈量伸長(zhǎng)率時(shí)，應(yīng)在報(bào)告中注明。如：伸長(zhǎng)率=30%以上50mm標(biāo)距當(dāng)規(guī)定伸長(zhǎng)大于3%時(shí)，將拉斷的試樣兩端仔細(xì)地拼合在一同，丈量標(biāo)志間間隔，如標(biāo)距小于等于50mm時(shí)，準(zhǔn)確到0.25mm,標(biāo)距大于50mm時(shí)，準(zhǔn)確到0.5%?？蛇\(yùn)用百分刻度為標(biāo)距0.5%的丈量?jī)x器讀數(shù).當(dāng)規(guī)定伸長(zhǎng)率小于或低于3%時(shí)，可用以下方法測(cè)定A、實(shí)驗(yàn)之前，丈量試樣原始標(biāo)距，準(zhǔn)確到0.05mmB、除掉妨礙已斷試樣兩端對(duì)接在一同或妨礙進(jìn)展最后丈量的絕部碎片。將已斷試樣兩端相配的外表對(duì)接在一同，沿試樣軸向施加一個(gè)足以使斷裂試

17、樣兩端拼合在一同的力。如有必要，只需試樣仍能堅(jiān)持接觸，可小心卻掉這個(gè)力。丈量斷后標(biāo)距應(yīng)準(zhǔn)確到0.05mm,并以0.2%的精度報(bào)告伸長(zhǎng)率。.假設(shè)任何斷裂部分發(fā)生在標(biāo)距以外，或位于兩標(biāo)志內(nèi)少于標(biāo)距伸長(zhǎng)的25%處，用這兩標(biāo)志獲得的伸長(zhǎng)率值能夠異常的低，不能代表資料的真實(shí)性能。假設(shè)在驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)中這樣丈量的伸長(zhǎng)率滿足規(guī)定的最低要求，那么可不用再進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。否那么，實(shí)驗(yàn)報(bào)廢，應(yīng)重新對(duì)資料進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。.斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)應(yīng)包括彈性和塑性伸長(zhǎng)，可用自動(dòng)或人工方法測(cè)定，測(cè)定時(shí)運(yùn)用應(yīng)變范圍經(jīng)校驗(yàn)過的引伸計(jì)。引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)是要求的試樣的名義標(biāo)距。由于將斷裂兩端拼合在一同缺乏準(zhǔn)確性，所以，用人工方法測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率與引伸計(jì)測(cè)

18、定的不同?？芍苯佑脭嗔焉扉L(zhǎng)值計(jì)算并報(bào)出斷裂伸長(zhǎng)率，替代人工法，該法具有較好的復(fù)檢性。對(duì)伸長(zhǎng)率結(jié)果有分歧時(shí)，必需協(xié)商后一致方法。.12、斷面收縮率用來計(jì)算斷面收縮率的截面應(yīng)為斷裂處的最小橫截面。原始橫截面為圓形的試樣將斷裂試樣兩端拼合在一同丈量縮減部分直徑，與原始丈量精度一樣。 留意：由于各向異性，拉伸應(yīng)變過程中，圓形橫截面經(jīng)常不能堅(jiān)持圓形。外形通常為橢圓的，因此，面積d1d2/4來計(jì)算，其中，d1和d2分別為較長(zhǎng)直徑和較短直徑。.斷面橫截面為矩形的試樣將斷裂試樣兩端拼合在一同丈量橫截面處的厚度和寬度與原始丈量準(zhǔn)確度一樣。 留意：由于受矩形試樣棱角變形的影響，原始平板外表的中心尺寸會(huì)小于棱角處的尺寸，這些外表的外形經(jīng)常假設(shè)為拋物線。當(dāng)做這種假設(shè)時(shí)，有效厚度te可用t1+4t2+t3)/6計(jì)算，其中，t1和t3為角的厚度