金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)講稿gbt228-2010

1、熱烈歡迎,參加金屬力學(xué)性能試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)班代表,金屬力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)概述,在力學(xué)、化學(xué)、金相、無(wú)損檢驗(yàn)中。金屬力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)是冶金產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中重要的一部分。按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)本部分的分類，有如下5部分： 拉伸試驗(yàn) 硬度試驗(yàn) 韌性試驗(yàn) 延性試驗(yàn) 疲勞試驗(yàn) 金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)概述,金屬材料 第1部分：室溫拉伸試驗(yàn)方法,概

2、 述 GB228修改采用（MOD）ISO6892-1:2009 第一部分 GB/T228— 采用ISO6892—09技術(shù)說明 第二部分 GB/T228— 與GB/T228—02標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比 第三部分 GB/T228— 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容說明 第四部分 GB/T228— 引用標(biāo)準(zhǔn)介紹說明,概述 GB/T228 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷史,GB228-1963 金屬拉力試驗(yàn)法 （制定）GB228-1976 金屬拉力試驗(yàn)法 （第

3、1次修訂）GB228-1987 金屬拉伸試驗(yàn)方法（第2次修訂）GB228-2002 金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法（第3次修訂） GB228-20-- 金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法（第4次修訂）,金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn) 技術(shù)內(nèi)容變化,我國(guó)的金屬室溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T228主要技術(shù)內(nèi)容完全與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO6892新標(biāo)準(zhǔn)相同。 （見國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO6892-1:2009）,第二部分 拉伸性能的測(cè)定,

4、本標(biāo)準(zhǔn)定義了12種可測(cè)拉伸性能，這些性能是： 強(qiáng)度性能：上屈服強(qiáng)度（ReH）下屈服強(qiáng)度（ReL）規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度（RP）規(guī)定總延伸強(qiáng)度（Rt）規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度（Rr）抗拉強(qiáng)度（Rm）,塑性性能,屈服點(diǎn)延伸率（Ae）最大力總延伸率（Agt）最大力塑性延伸率（Ag）斷裂總延伸率（At）斷后伸長(zhǎng)率（A）(無(wú)縮頸塑性伸長(zhǎng)率AWn)斷面收縮率（Z）,金屬材料典型拉伸曲線,金屬拉伸曲線分析,金屬拉伸曲線分析,a oa－

5、彈性變形階段 線性 可逆性 b ab－滯彈性變形階段 非線性 滯后性c bc－微塑性變形 不可逆性d cde－屈服階段 塑性變形急劇增加e e f－應(yīng)變硬化階段 塑性變形均勻連續(xù)f f g－縮頸變形階段 產(chǎn)生縮頸變形g 斷裂,第1階段：彈性變形階段（oa） 兩個(gè)特點(diǎn)：a 從宏觀看，力與伸長(zhǎng)成直線關(guān)系，彈性伸長(zhǎng)與力的

6、大小和試樣標(biāo)距長(zhǎng)短成正比，與材料彈性模量及試樣橫截面積成反比。b 變形是完全可逆的。 加力時(shí)產(chǎn)生變形，卸力后變形完全恢復(fù)。從微觀上看，變形的可逆性與材料原子間作用力有直接關(guān)系，施加拉力時(shí)，在力的作用下，原子間的平衡力受到破壞，為達(dá)到新的平衡，原子的位置必須作新的調(diào)整即產(chǎn)生位移，使外力、斥力和引力三者平衡，外力去除后，原子依靠彼此間的作用力又回到平衡位置，使變形恢復(fù)，表現(xiàn)出彈性變形的可逆性，即在彈性范圍保持力一段時(shí)間，卸力后仍沿原

7、軌跡回復(fù)。Oa段變形機(jī)理與高溫條件下變形機(jī)理不同，在高溫保持力后會(huì)產(chǎn)生蠕變，卸力后表現(xiàn)出不可逆性。,由于在拉伸試驗(yàn)中無(wú)論在加力或卸力期間應(yīng)力和應(yīng)變都保持單值線性關(guān)系，因此試驗(yàn)材料的彈性模量是oa段的斜率。 用以下公式求得： E＝σ/ε oa線段的a點(diǎn)是應(yīng)力－應(yīng)變呈直線關(guān)系的最高點(diǎn)，這點(diǎn)的應(yīng)力叫理論比例極限，超過a點(diǎn)，應(yīng)力－應(yīng)變則不再呈直線關(guān)系，即不再符合虎克定律。比

8、例極限的定義在理論上很有意義，它是材料從彈性變形向塑性變形轉(zhuǎn)變的，但很難準(zhǔn)確地測(cè)定出來，因?yàn)閺闹本€向曲線轉(zhuǎn)變的分界點(diǎn)與變形測(cè)量?jī)x器的分辨力直接相關(guān)，儀器的分辨力越高，對(duì)微小變形顯示的能力越強(qiáng)，測(cè)出的分界點(diǎn)越低，這也是為什麼在最近兩版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中取消了這項(xiàng)性能的測(cè)定，而用規(guī)定塑性（非比例）延伸性能代替的原因。,第2階段：滯彈性階段 （ab） 在此階段，應(yīng)力－應(yīng)變出現(xiàn)了非直線關(guān)系，其特點(diǎn)是：當(dāng)力加到b點(diǎn)時(shí)然后卸除力，應(yīng)變?nèi)钥苫氐皆c(diǎn)，但

9、不是沿原曲線軌跡回到原點(diǎn)，在不同程度上滯后于應(yīng)力回到原點(diǎn)，形成一個(gè)閉合環(huán)，加力和卸力所表現(xiàn)的特性仍為彈性行為，只不過有不同程度的滯后，因此稱為滯彈性階段，這個(gè)階段的過程很短。這個(gè)階段也稱理論彈性階段，當(dāng)超過b點(diǎn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生微塑性應(yīng)變，可以用加力和卸力形成的閉合環(huán)確定此點(diǎn)，當(dāng)加卸力環(huán)第1此形成開環(huán)時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為b點(diǎn)。 第3階段：微塑性應(yīng)變階段 （bc） 是材料在加力過程中屈服前的微塑性變形部分，從微觀結(jié)構(gòu)角度講，就是多晶體

10、材料中處于應(yīng)力集中的晶粒內(nèi)部，低能量易動(dòng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)。塑性變形量很小，是不可回復(fù)的。大小仍與儀器分辨力有關(guān)。,第4階段：屈服階段 （cde） 這個(gè)階段是金屬材料的不連續(xù)屈服的階段，也稱間斷屈服階段，其現(xiàn)象是當(dāng)力加至c點(diǎn)時(shí)，突然產(chǎn)生塑性變形，由于試樣變形速度非?？欤灾略囼?yàn)機(jī)夾頭的拉伸速度跟不上試樣的變形速度，試驗(yàn)力不能完全有效的施加于試樣上，在曲線這個(gè)階段上表現(xiàn)出力不同程度的下降，而試樣塑性變形急劇增加，直至達(dá)到e點(diǎn)結(jié)束，當(dāng)達(dá)到

11、c點(diǎn)，在試樣的外表面能觀察到與試樣軸線呈45度的明顯的滑移帶，這些帶稱為呂德斯帶，開始是在局部位置產(chǎn)生，逐漸擴(kuò)展至試樣整個(gè)標(biāo)距內(nèi)，宏觀上，一條呂德斯帶包含大量滑移面，當(dāng)作用在滑移面上的切應(yīng)力達(dá)到臨界值時(shí)，位錯(cuò)沿滑移方向運(yùn)動(dòng)。在此期間，應(yīng)力相對(duì)穩(wěn)定，試樣不產(chǎn)生應(yīng)變硬化。 C點(diǎn)是拉伸試驗(yàn)的一個(gè)重要的性能判據(jù)點(diǎn)，de范圍內(nèi)的最低點(diǎn)也是重要的性能判據(jù)點(diǎn)，分別稱上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。e點(diǎn)是屈服的結(jié)束點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變是判定板材成型性能的重要指

12、標(biāo)。,第5階段： 塑性應(yīng)變硬化階段 （ef） 屈服階段結(jié)束后，試樣在塑性變形下產(chǎn)生應(yīng)變硬化，在e點(diǎn)應(yīng)力不斷上升，在這個(gè)階段內(nèi)試樣的變形是均勻和連續(xù)的，應(yīng)變硬化效應(yīng)是由于位錯(cuò)密度增加而引起的，在此過程中，不同方向的滑移系產(chǎn)生交叉滑移，位錯(cuò)大量增殖，位錯(cuò)密度迅速增加，此時(shí)必須不斷繼續(xù)施加力，才能使位錯(cuò)繼續(xù)滑移運(yùn)動(dòng)，直至f點(diǎn)。f點(diǎn)通常是應(yīng)力－應(yīng)變曲線的最高點(diǎn)（特殊材料除外），此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力是重要的性能判據(jù)。第6階段：縮頸變形階段（f

13、g） 力施加至f點(diǎn)時(shí)，試驗(yàn)材材料的應(yīng)變硬化與幾何形狀導(dǎo)致的軟化達(dá)到平衡，此時(shí)力不再增加，試樣最薄弱的截面中心部分開始出現(xiàn)微小空洞，然后擴(kuò)展連接成小裂紋，試樣的受力狀態(tài)由兩向變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。裂紋擴(kuò)展的同時(shí)，在試樣表面可看到產(chǎn)生縮頸變形，在拉伸曲線上，從f點(diǎn)到g點(diǎn)力是下降的，但是在試樣縮頸處，由于截面積已變小，其真應(yīng)力要大大高于工程應(yīng)力。試驗(yàn)達(dá)到g點(diǎn)試樣完全斷裂。,從以上典型的拉伸曲線上，可以測(cè)定金屬材料如下性能：1 上屈服強(qiáng)度

14、：（c點(diǎn)）試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最高應(yīng)力2 下屈服強(qiáng)度：（e點(diǎn)）屈服期間的最低應(yīng)力，要注意這里要排除初始瞬時(shí)效應(yīng)最低應(yīng)力點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。3 抗拉強(qiáng)度：（f點(diǎn)）在最大力點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。 4 屈服點(diǎn)延伸率：（ae）對(duì)于呈現(xiàn)明顯屈服現(xiàn)象的材料，從屈服開始至均勻硬化開始之間的延伸率。要注意起點(diǎn)和終點(diǎn)的判定。5 最大力總延伸率：f點(diǎn)處作一垂線，橫座標(biāo)原點(diǎn)與交點(diǎn)長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)率（包括在此條件下的彈性伸長(zhǎng)和塑性伸長(zhǎng)率）。6

15、最大力塑性延伸率：f點(diǎn)處作一平行于彈性段的直線，橫座標(biāo)原點(diǎn)與交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)率。7 斷裂總延伸率：（g 點(diǎn)）斷裂時(shí)刻的試樣總伸長(zhǎng)率（包括彈性伸長(zhǎng)和塑性伸長(zhǎng)率）。拉伸過程中無(wú)明顯屈服脆性材料（如淬火鋼和高強(qiáng)鋼）的拉伸曲線：,8 規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp： 規(guī)定塑性延伸率對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，即在代表伸長(zhǎng)的橫坐標(biāo)上取規(guī)定的伸長(zhǎng)量，平行于彈性線段作一直線。在與曲線交點(diǎn)處作一水平線與力軸的交點(diǎn)力值所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為Rp。一般稱平行線法，適用于彈性段為

16、直線的拉伸曲線。 對(duì)于彈性段不是直線的拉伸曲線，上述方法無(wú)法用，此時(shí)要用滯后環(huán)法或逐步逼近法進(jìn)行測(cè)定。 9 規(guī)定總延伸強(qiáng)度Rt： 規(guī)定總延伸率對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，即在代表伸長(zhǎng)的橫坐標(biāo)上取規(guī)定的伸長(zhǎng)量，平行于力軸作一直線。在與曲線交點(diǎn)處作一水平線與力軸的交點(diǎn)力值所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為Rt。,,關(guān)于金屬的拉伸試驗(yàn)速率,1 試驗(yàn)速率的本質(zhì)2 試驗(yàn)速率的方式3 試驗(yàn)速率方式的評(píng)價(jià)分析4 拉伸速率對(duì)性能的影響5 拉伸速率的規(guī)定

17、6 應(yīng)力速率與應(yīng)變速率的轉(zhuǎn)換,測(cè)定拉伸性能對(duì)試樣的要求,1 標(biāo)距(6.1.1)2 平行長(zhǎng)度(6.1.2)3 過渡半徑(6.1.2)4 矩形試樣寬厚比5 試樣頭部形狀6 圓形截面比例試樣7 矩形截面比例試樣8 扁材、線材試樣9 直徑小于4mm線材試樣10 管材試樣,拉伸試驗(yàn)要求,1 試驗(yàn)力零點(diǎn)設(shè)置2 試樣夾持方法,ISO-10.2條(49)3 試驗(yàn)速率的選擇及表示 控制試驗(yàn)速率的方式

18、試驗(yàn)條件的表示,1 上屈服強(qiáng)度的測(cè)定 2 下屈服強(qiáng)度的測(cè)定,應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a）當(dāng)材料呈現(xiàn)明顯屈服時(shí)，相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定或說明測(cè)定上屈服強(qiáng)度（ReH）或下屈服強(qiáng)度（ReL）或兩者。相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)無(wú)規(guī)定時(shí)，測(cè)定上屈服強(qiáng)度（ReH）和下屈服強(qiáng)度（ReL）；只呈現(xiàn)單一屈服（呈現(xiàn)屈服平臺(tái)）狀態(tài)的情況，測(cè)定為下屈服強(qiáng)度（ReL）。b）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中要求測(cè)定屈服強(qiáng)度，但材料不呈現(xiàn)出明顯屈服時(shí)，材料不具有可測(cè)的上屈服強(qiáng)度（ReH）和（或）下屈服強(qiáng)

19、度（ReL）性能。建議測(cè)定規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度（RP0.2），并注明“無(wú)明顯屈服”。 有可能出現(xiàn)上述情況的材料，建議相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)定測(cè)定屈服強(qiáng)度時(shí)說明當(dāng)無(wú)明顯屈服時(shí)要測(cè)定規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度（RP0.2）。c）如材料屈服期間力并無(wú)下降或保持恒定，而是呈緩慢增加，只要能分辨出力在增加，則判為無(wú)明顯屈服狀態(tài)。,3 規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的測(cè)定,,塑性延伸量 ?L（偏離彈性點(diǎn)的變形量）塑性延伸率 ep(ep ＝?L/Le)規(guī)定塑性延伸率

20、ep0.2規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度 Rp0.2＝ ep0.2對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 （ Rp0.2 ＝Fp/S0）,1) 常規(guī)平行線方法,常規(guī)平行線方法適用于具有明顯彈性直線段的材料。在應(yīng)力—延伸率曲線圖上，在延伸軸上用等于規(guī)定塑性延伸率的截距點(diǎn)作平行于彈性直線段的平行線，交曲線于一點(diǎn)，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的力為所求測(cè)的規(guī)定塑性延伸力，此力除以試樣原始橫截面積S0便得到規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度。見標(biāo)準(zhǔn)圖3.

21、 ep－規(guī)定的塑性延伸率,,,3 )逐步逼近方法 ISO6892第13條的注。 逐步逼近方法既適用具有彈性直線段材料，也適用于無(wú)明顯彈性直線段材料測(cè)定規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度。 此方法是建立在“表觀比例極限不低于規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度RP0.2的一半”的假定，這一假定對(duì)于常見的金屬材料基本真實(shí)。,,4 規(guī)定總延伸強(qiáng)度的測(cè)定 試驗(yàn)時(shí)，記錄力—延伸曲線，直至超過規(guī)定總延伸強(qiáng)度。在力—延伸曲線上的

22、延伸軸上用等于規(guī)定總延伸率的截距作平行于力軸的平行線，與曲線點(diǎn)對(duì)應(yīng)的力即為規(guī)定總延伸力，此力除以試樣原始橫截面積便得到規(guī)定總延伸強(qiáng)度。見圖4. 總延伸率與塑性延伸率之間相差的是彈性部分。,5 規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度的驗(yàn)證,這種驗(yàn)證方法較簡(jiǎn)單。對(duì)試樣連續(xù)施加力直至相應(yīng)規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度的力，并在此力保持10秒～12秒時(shí)間后卸除力，檢驗(yàn)殘余延伸是否超過規(guī)定值。如果未超過，則確認(rèn)試樣通過驗(yàn)證合格，如果超過，則確認(rèn)試樣不合格。 示

23、例： Rr0.5＝750MPa 表明施加應(yīng)力750MPa 產(chǎn)生的殘余延伸率小于0.5％。 這種驗(yàn)證方法，對(duì)于只要求判定產(chǎn)品合不合格，而不要求知道具體性能值是多少的場(chǎng)合是很有用的，因?yàn)轵?yàn)證的效率高，對(duì)大批量和多批量產(chǎn)品的檢驗(yàn)有利。 但這種驗(yàn)證的方法，僅僅能對(duì)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證合格與否，并不能得到性能的確切數(shù)值。因此，相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議應(yīng)說明是否采用驗(yàn)證方法或具體測(cè)定的方法。,6 屈服點(diǎn)延伸

24、率的測(cè)定,對(duì)于不連續(xù)屈服的材料，用變形硬化開始點(diǎn)的延伸減去上屈服點(diǎn)處的延伸，除以引伸計(jì)標(biāo)距得到屈服點(diǎn)延伸率。 變形硬化開始點(diǎn)的確定見圖7： a) 水平線法 b) 回歸線法 試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)注明采用的方法。,7 最大力總延伸伸率的測(cè)定8 最大力塑性延伸率的測(cè)定,試驗(yàn)時(shí)記錄力—延伸曲線，直至過了最大力點(diǎn)，見圖1。最大力點(diǎn)的總延伸△Lm除以引伸計(jì)標(biāo)距Le，即為最大力總延伸率，

25、按下式計(jì)算： 將最大力總延伸扣除彈性延伸部分即為最大力塑性延伸，將其除以引伸計(jì)標(biāo)距便得到最大力塑性延伸率，按下式計(jì)算：,無(wú)縮頸塑性伸長(zhǎng)率AWn測(cè)定方法,許多材料，最大力產(chǎn)生于縮頸 開始范圍，表明Ag和AWn基本相同，但對(duì)大變形冷加工材料、輻照后結(jié)構(gòu)鋼Ag和的AWn則有不同. 棒材、線材和條材等長(zhǎng)產(chǎn)品，可

26、采用標(biāo)準(zhǔn)附錄I提供的人工測(cè)量AWn方法。 為使測(cè)量有效，應(yīng)滿足： a)測(cè)量區(qū)的范圍應(yīng)處于距離斷裂處至少5d（d為試樣直徑）和距離夾頭至少為2.5d。 b）測(cè)量用的原始標(biāo)距應(yīng)至少等于相產(chǎn)品中規(guī)定的值。 AWn按下式計(jì)算：,9 斷裂總延伸率的測(cè)定,試驗(yàn)時(shí)記錄力—延伸曲線，直至試樣完全斷裂，（見圖1和后圖）。斷裂點(diǎn)的總延伸除以引伸計(jì)標(biāo)距即得到斷裂總延伸

27、率，按下式計(jì)算。,斷后伸長(zhǎng)率測(cè)量要點(diǎn),1 斷樣處于同一軸線2 斷面適當(dāng)接觸3 直接測(cè)量條件4 移位法測(cè)量(附錄H)5 自動(dòng)法測(cè)量6 A<5%測(cè)量方法（附錄G）7 表示方法與換算8 修約間隔,直接測(cè)量條件： A 試樣斷裂處距離等于或大于1/3 L0時(shí); B 斷后伸長(zhǎng)率大于或等于規(guī)定值時(shí)，不管斷在何處，直接測(cè)量LU。 移位法測(cè)量： 若試樣斷裂處與標(biāo)距標(biāo)點(diǎn)的距離小于L0/3，可采用“移

28、位方法”（見附錄H）測(cè)定伸長(zhǎng)率。等于或大于規(guī)定最小值情況也可采用“移位方法”。自動(dòng)方法測(cè)量：允許使用自動(dòng)系統(tǒng)或裝置測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率和斷裂總伸長(zhǎng)率，應(yīng)注意： a)引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)等于試樣原始標(biāo)距。 b)斷裂位置處于引伸計(jì)標(biāo)距范圍內(nèi)方為有效;但如伸長(zhǎng)率等于或大于規(guī)定最小值，不管斷裂位置處于何處測(cè)量均為有效。,A 的表示方法與換算,A－ 在短比例標(biāo)距試樣上測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率 A11.3－在長(zhǎng)比例標(biāo)距試樣上測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率

29、 A80mm 在定標(biāo)距試樣（80mm）上測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率 A A 11.3 A 50 A200 碳 鋼 1 0.758 1 0.574 奧氏體鋼 1 0.916 1 0.839,11 斷面收縮率Z的測(cè)定,斷面收縮率也是金屬材料重要的延性性能，但由于試樣拉斷時(shí)

30、形成的最小橫截面形狀復(fù)雜性，沒有各種形狀截面試樣的測(cè)定方法規(guī)定測(cè)定方法。 按照斷面收縮率的定義“斷裂后試樣橫截積的最大縮減量（S0-Su）與原始橫截面積（S0）之比的百分率”。對(duì)于圓形橫截面試樣，通過測(cè)定試驗(yàn)前的原始橫截面積（S0），和斷后最小橫截面積（Su）來計(jì)算斷面收縮率。橫截面測(cè)量準(zhǔn)確至±2％。,,1.斷面形狀：新標(biāo)準(zhǔn)沒規(guī)定。 2.Su的測(cè)量應(yīng)準(zhǔn)確至±2％。 對(duì)于小直徑或其它截面試樣

31、Z的測(cè)定，測(cè)量準(zhǔn)確度較難達(dá)到±2％。 （指南一書80-83頁(yè)） 1）圓形橫截面試樣Z的測(cè)定。 在斷面最小處相互垂直方向測(cè)量直徑，用平均值計(jì)算最小橫截面積。 2）矩形橫截面試樣Z的測(cè)定。 用斷面最小厚度及最大寬度計(jì)算。,各類試樣S0的測(cè)量,1） 厚度0

32、.1～<3mm薄板試樣： 面積準(zhǔn)確至±2％，特薄板試樣寬度誤差<2％。 2） 厚度≥3mm的板、扁材及尺寸≥4mm線、棒、型材試樣： 尺寸測(cè)量準(zhǔn)確至±0.5％。 3） 尺寸<4mm線、棒、型材試樣： 面積測(cè)量準(zhǔn)確至±1％。 4） 管材試樣（全截面或條狀）： 原始橫截面測(cè)量準(zhǔn)確至±1％。,一 拉伸試驗(yàn)測(cè)量不確定度評(píng)定原則

33、,拉伸試驗(yàn)測(cè)量不確定度是根據(jù)誤差累計(jì)原理，以試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)檢定標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)評(píng)定的。當(dāng)評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果總分散度時(shí)，測(cè)量不確定度包括材料不均勻性帶入的分散。因此這種評(píng)定方法對(duì)試驗(yàn)室實(shí)際應(yīng)用是有意義的。評(píng)定時(shí)要考慮試驗(yàn)方法的特點(diǎn)，采用設(shè)備或儀器相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。,二 評(píng)定測(cè)量不確定度的步驟,1) 求A類不確定度（公式J.1） 根據(jù)一組或多組試驗(yàn)結(jié)果，求出標(biāo)準(zhǔn)偏差。2) 求B類不確定度 (公式J.2) 根據(jù)設(shè)備儀器校驗(yàn)證書或相關(guān)文件規(guī)

34、定極限，要考慮分布規(guī)律。3）計(jì)算合成不確定度（公式J.3） 用方和根方法計(jì)算。4）計(jì)算擴(kuò)展不確定度 按置信水平95％，擴(kuò)展系數(shù) K＝2,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文件,JJF 1059－1999 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示基本概念、術(shù)語(yǔ)（不確定度、A類不確定度、B類不確定度、合成不確定度、擴(kuò)展不確定度等）建立測(cè)量模型（根據(jù)不同試驗(yàn)方法類型）各不確定度的評(píng)定（A類、B類、合成、擴(kuò)展）測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示,相關(guān)引用標(biāo)準(zhǔn),拉伸試驗(yàn)機(jī)

35、的檢驗(yàn)（相應(yīng)級(jí)別試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力誤差規(guī)定） 單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)的標(biāo)定 (規(guī)定級(jí)別引伸計(jì)的量程、系統(tǒng)誤差要求) 數(shù)值修約規(guī)則（ISO6892不列入）（有效位數(shù)、修約間隔、修約規(guī)則）,三 影響性能測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的因素分析,影響拉伸性能測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的因素主要?dú)w為兩大類如下：a)計(jì)量參數(shù)類：例如試驗(yàn)機(jī)級(jí)別、引伸計(jì)、試樣尺寸，包括試樣原始橫截面尺寸等。b)材料和試驗(yàn)控制參數(shù)：例如材料性能的均勻性、試樣制備的方法、試樣形狀及公差、

36、試驗(yàn)速率、試樣受力的軸向性、試驗(yàn)溫度、數(shù)據(jù)采集與分析技術(shù)、軟件的偏差，以及人為誤差等。,四 不確定度分量分析,1 .與材料無(wú)關(guān)的未定系統(tǒng)誤差標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的未定系統(tǒng)誤差有：a)允許的測(cè)力誤差（1級(jí)準(zhǔn)確度）：±1%；b)允許的測(cè)應(yīng)變（位移）誤差（1級(jí)引伸計(jì)準(zhǔn)確度）：±1%；c)允許的標(biāo)距誤差（1級(jí)引伸計(jì)）：±1%；d)允許的測(cè)原始橫截面積誤差：±1%；e)允許的測(cè)斷后最小橫

37、截面積誤差：±2%。,,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各種性能，并不是每一種都與上述5種誤差分量相關(guān)。例如，ReH、ReL和Rm三項(xiàng)性能與力的測(cè)量和原始橫截面積的測(cè)量相關(guān)，所以這些性能與1)和4)項(xiàng)誤差相關(guān)。RP這一性能除與1)和4)項(xiàng)誤差相關(guān)外，還與2)和3)項(xiàng)誤差相關(guān)，因?yàn)橛裳由齑_定所測(cè)的力，而延伸是通過引伸計(jì)測(cè)量的。這一性能與標(biāo)距誤差和延伸測(cè)量誤差（采用引伸計(jì)方法測(cè)）相關(guān)，即與3)和4)項(xiàng)誤差相關(guān)。Z這一性能與原始橫截面積和斷后最小橫截面

38、積測(cè)量誤差相關(guān)，即與4)和5)項(xiàng)誤差相關(guān)。,六.抗拉強(qiáng)度測(cè)量不確定度示例,1 數(shù)學(xué)模型 按抗拉強(qiáng)度公式計(jì)算。2 分量分析 a) 一組重復(fù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù) b) 試驗(yàn)力分量 c) 試樣面積誤差分量 d) 結(jié)果的修約3 不確定度合成4 擴(kuò)展不確定度4 結(jié)果的表示,1 基本公式,2 不確定度分量分析,(ISO6892J.4 說明)a）用一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到A類不確定度分量 用10支d=10mm圓形截面試樣在同一條件

39、下重復(fù)試驗(yàn)，測(cè)出的強(qiáng)度均值Rm＝600N/mm2（591～609N/mm2），試驗(yàn)結(jié)果包括了材料分散度在內(nèi)。平均值的計(jì)算：求出標(biāo)準(zhǔn)偏差：,A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算,A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度：相對(duì)不確定度分量：,,,b）試驗(yàn)力引入的不確定度分量,示值誤差引入的分量： 1級(jí)拉力試驗(yàn)機(jī)力示值最大允許誤差為±1.0％，按均勻分布考慮：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)引入的分量： 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀，不確定度為0.3，

40、置信因子為2：最大力相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度:,c)試樣形狀公差引入的不確定度分量,標(biāo)準(zhǔn)附錄B規(guī)定試樣尺寸應(yīng)測(cè)量準(zhǔn)確至±0.5％，即橫截面測(cè)量最大允許誤差為±1.0％，按矩形分布考慮，則：,d)修約引入的不確定度分量,按新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于抗拉強(qiáng)度修約間隔為1N/mm2,按均勻分布考慮，修約引入的不確定度分量為：,3 不確定度合成,,,4. 擴(kuò)展不確定度,置信概率＝95％ Kp＝2U95rel=2×1.

41、31％=2.62％,5. 拉伸測(cè)量不確定度的表示,相對(duì)測(cè)量擴(kuò)展不確定度表示為： Rm＝600N/mm2， U95rel=2.62％,附錄A 用計(jì)算機(jī)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)的推薦,用計(jì)算機(jī)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)，實(shí)際是在試驗(yàn)機(jī)上配置電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)所要測(cè)定的材料性能，通過試驗(yàn)機(jī)相關(guān)元件及操作人員給出的信息 （如力值、伸長(zhǎng)、試驗(yàn)速率、試樣尺寸等），輸入至計(jì)算機(jī)，經(jīng)測(cè)量、及計(jì)算處理來控制試驗(yàn)機(jī)操作，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理。,

42、,對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的要求,根據(jù)材料特性，各測(cè)量通道的元件（機(jī)械或電子）頻帶寬度和采樣頻率要足夠。 例如測(cè)定ReH時(shí)，最低采樣頻率（fmin,1/s）涉及： 試驗(yàn)速率（應(yīng)變速率或應(yīng)力速率） 材料的彈性模量E（對(duì)于應(yīng)變速率控制） 材料預(yù)計(jì)上屈服強(qiáng)度 相應(yīng)級(jí)別的試驗(yàn)機(jī)相對(duì)誤差,用計(jì)算機(jī)控制試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng) 力學(xué)性能的測(cè)試,強(qiáng)度性能：1）上屈服強(qiáng)度（ReH）2）規(guī)定非比例延伸