南通市金属性能测试美标拉伸测试 第三方

　1、拉伸试样的制作

　　对于拉伸试样的尺寸以及试样的取样位置，国标与ASTM

　　E8/E8M还是存在较多差别的。

　　GB228金属材料拉伸试验试件制作通常根据产品的特点，将平行长度段试件按截面形状分为矩形、圆形和异形（例如：多边形及管形）三类。

厚度为0.1mm～3mm的薄板和薄带的拉伸试样采用全截面矩形试样，可采用比例试样和非比例试样，比例试样又可分为短比例试样（k=5.65）和长比例试样（K=11.3），二者都可使用的条件下应优先使用短比例试样。对于宽度等于或小于20mm的金属制品，试样宽度可以相同于产品宽度。对于宽度大于20mm的金属制品，其拉伸试样的宽度应机加工宽度为10mm、12.5mm、15mm、20mm（非比例试样为12.5mm、20mm）等6种不同的尺寸规格。

　　厚度大于或等于3mm的板材和扁材及直径和厚度大于或等于4mm的线材、棒材和型材的拉伸试样可采用矩形和圆形截面，可采用比例试样和非比例试样，比例试样又可分为短比例试样（k=5.65）和长比例试样（K=11.3），二者都可使用的条件下应，优先使用短比例试样（见GB/T228附录B）。通常情况下金属材料拉伸试样采用全截面试样，当直径或厚度大于25mm而试验设备能力不足时，可进行机加工减薄成比例试样，矩形截面试样推荐宽厚比不超过8：1；圆形截面试样其平行长度的直径不应小于3mm。

　　直径和厚度小于4mm的线材、棒材和型材的拉伸试样采用不经机加工全截面矩形非比例试样。

　　ASTME8/E8M和A370标准中均要求尽可能的采用全厚度或全截面试样，规定了3种矩形截面试样和5种圆形截面试样供选择使用。

　　矩形截面试样均为板材拉伸试样，适用于薄板、带材、扁线材和板材。其与GB/228中的矩形试样相比的特点是尺寸规格较少，只有3种且是定标距试样，无比例和非比例试样之说。其宽度为40mm的试样适应于厚度≥5 mm的板材，宽度为12.5 mm的试样适应于厚度≤19 mm的板材，宽带为6 mm的试样适应于厚度≤6mm的板材。E8和A370中没有规定板材试样适用产品的厚度上限，但标准中矩形试样均为金属制品的全厚度试样，如产品无特别指出，可根据试验机的能力来确定板材试样的厚度。宽度为40mm和12.5mm的试样为标准矩形试样，只有当金属制品尺寸无法制各标准试样时才能使用宽带为6 mm的小试样。

　　圆形截面试样。在ASTM E8中，标准提供了英制和公制两种单位试样标准。

　　2、试样标距

　　诸位，“特钢100秒”提醒下：这段可是要瞪大眼睛看了，结果差异较大。

　　试样在拉伸前刻画标距是用来测定金属材料延伸率，以表征金属材料制品弹塑性变形能力。

　　GB/228标准附录A～C中厚度不小于3mm的板材和扁材、直径和厚度大于4mm的线材、棒材和型材、厚度为0.1mm～0.3mm的薄板和薄带的拉伸试样标距可选比例标距或非比例标距，比例标距L0=KS0'type="#_x0000_t75">，k为比例系数，其中短比例k=5.65、长比例k=11.3，计算值修约至5mm的整数倍。试样应优先使用短比例标距，如标距≤15mm，应使用长比例标距，如依然不能满足，应选用非比例标距。直径和厚度小于4 mm的线材、棒材和型材的拉伸试样只采用非比例标距。

　　ASTME8/E8M标准中，矩形截面试件无论是公制单位还是英制单位均采用非比例固定标距；圆形截面试件及不需机加工的圆形全截面试件则采用比例标距，且在使用公制单位和英制单位时，标距的大小是不一致的，公制单位标准中试样标距G=5D，英制单位标准中试样标距G=4D。对于ASTM标准评价的产品（除非有特别说明的），其圆形试样延伸率都是针对G=4D试样，它与中国GB/228标准中延伸率的测定是有很大的不同的。A370与E8/E8M在机加工试件标距规定上基本是相同的，但在其标准的第8.2条款中规定：当采用全截面试件时，如产品标准没有另行规定，标距应按8英寸（200mm）进行测量。在产品测试时应关注产品标准在试验方法使用上的具体规定，如未加规定应按E8/E8M这个通用标准来执行较为合适。

　　3、试样原始横截面的测定

　　GB/228标准中试样原始横截面的测定按表3来计算，并至少保留4位有效数字。

　　在ASTME8/E8M和A370标准中，为了保证试样断裂位置在标距内，允许试样平行段从两端到中间逐渐减少，形成一个锥度，但这个锥度应不大于1％。试样原始横截面测量只需在试样标距中心测量，按S0=πd2或S0=ab计算即可。

　　4、试验机设备和测量设备

　　4.1 试验机

　　中美标准中试验机测试准确度均要求为1级或优于1级准确度。试验开始前必须按GB/T16825进行检验；美标按ASTME4进行检验，要求示值误差不大于±1％。

　　4.2 引伸计

　　国标规定引伸计应符合GB/T 12160标准要求，美标应符合ASTME83。在测定金属材料的性能时，选用引伸计精度的等级见表4。从表中可以看出美标在测定同一性能指标时，引伸计级别要求高于国标要求。

　　5、试验控制过程

　　5.1 室温拉伸试验的温度控制

　　在GB/228标准中规定室温范围10～35℃；E8/E8M标准中室温范围为10～38℃；A370中虽未规定室温范围，但大多金属制品标准及焊接规程在引用370时，通常要求拉伸试验温度不低于10℃，在实践过程中，可依据E8/E8M来控制。

　　5.2 试验速率控制

　　GB/228标准中试验速率有应力速率（N/mm2·S-1）、应变速率（m/m·S-1）、试验机夹头分离速率三种控制方法。拉伸试验过程中，在弹性阶段采用应力速率控制方法，接近屈服时应过渡到应变控制，平行长度内的应变应尽可能的保持恒定，屈服结束后可调整应变速率至试样断裂。如试验机无应变控制系统，则从屈服即将开始前到屈服完成不再对试样机油门进行调节，屈服结束后按应力速率至试样断裂。除非产品标准另有规定，试验速率应符合表5要求。

　　在E8/E8M和A370标准中试验速率除与GB/228相同的应力速率、应变速率、试验机夹头分离速率三种方法外，还有试验时间和空载十字速率。在ASTM标准体系里，试样速度控制方式以及试样速率范围的选择是产品标准的责任，当产品标准或规范中没有规定时，可按E8/E8M和A370标准中试验速率来执行。除非产品标准另有规定，试验速率应符合表5要求。

　　测定屈服性能时，在达到规定屈服强度的一半或抗拉强度的四分之一前至屈服结束这个阶段，E8/E8M要求按应力速率（1.15～11.5N/mm2·S-1）控制，在实际操作中，试样开始屈服时，应力速度持续下降，甚至出现负值，要保持这个应力速率，就要求试验机油门开的很大，这样就会造成屈服强度偏高，显然不切合实际。在A370标准中则规定按应变速率（0.0001～0001/S）控制，实验过程中可参考A370来执行。同GB/228标准中相比，E8/E8M和A370测定屈服性能的试验速率略低；抗拉强度测定的应变速率为0.0008～0.008/s，而GB/228标准中无下限要求。

　　6、屈服性能的测定

　　GB/228与E8/E8M测定屈服性能的方法基本相同，主要采用下列4种方法。

　　图解法：主要用于测定上、下屈服强度。试验时记录力-延伸或力-位移曲线，从图中读取力首次下降前的力（上屈服强度）和不计初始瞬时效应时屈服阶段的小力（下屈服强度）。如可以使用计算机自动记录，可不用绘制曲线。

　　指针方法：试验从测力度盘上读取力首次下降前的力（上屈服强度）和不计初始瞬时效应时屈服阶段的小力（下屈服强度）。如可以使用计算机自动记录，该方法实际上记录的是力-时间的曲线。E8/E8M标准中称为“力停止法”，规定只能测定上屈服强度。

　　规定非比例延伸法：E8/E8M标准中称为“偏移法”，与GB/228中规定非比例延伸强度测定的方法一致。该方法主要用于测定屈服强度不明显的材料，通常规定以非比例延伸率的0.2%所对应的平行线与曲线交截点的强度来代表材料的屈服强度，如Rp0.2。

　　规定总延伸法：E8/E8M标准中称为“负荷下总伸长法”，与GB/228中规定总延伸强度（Rt）测定的方法一致。通常规定以总延伸率的0.5%所对应的平行线与曲线交截点的强度：来代表材料的屈服强度，如Rt0.5。

　　6.1 抗拉强度的测定

　　抗拉强度指试样所能承受的破坏极限负载，中美标准中在抗拉强度的测定规定完全相同。

　　6.2 伸长率的测定

　　在GB/228标准中规定了五种类别伸长率的测定：断后伸长率、断裂总伸长率、力总伸长率、力非比例伸长率及屈服点延伸率。我国金属制品通常采用断后伸长率进行产品评价，E8/E8M中仅规定了断后伸长率测量方法，与GB/228基本相同，但在断裂位置的规定上略有不同。

　　GB/228中要求断裂位置必须在距标距端部大于三分之一时，其结果才有效；E8/E8M标准中要求为大于四分之一处。当断裂位置不满足要求时，仍应继续测量，如果结果大于或等于产品技术要求，结果有效；如果不能满足，GB/228标准中还可以采用位移法进行测量，而E8/E8M不能采用位移法测量，需重新取样试验。断后标距的测量精度应符合表6的要求。