電子萬能試驗機分析方法

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1、金 屬 拉 伸 試 驗 方 法 牛 犇 2010/11/ 計算機系統(tǒng)通過控制器，經(jīng)調(diào)速系統(tǒng)控制伺服電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速系統(tǒng)減速后通過精密絲杠副帶動移動橫梁上升、下降，完成試樣的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等多種力學性能試驗，無污染、噪音低，效率高，具有非常寬的調(diào)速范圍和橫梁移動距離，另外配置種類繁多的試驗附具，在金屬、非金屬、復合材料及制品的力學性能試驗方面，具有非常廣闊的應用前景。 電 子 萬 能 試 驗 機 概 述 主 要 內(nèi) 容 1.ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法 2.GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸

2、 試 驗 方 法適 用 范 圍 ：本 方 法 適 用 于 室 溫 下 任 何 形 狀 的 金 屬 材 料 的 拉 伸 試 驗 ， 特 別 是 對 于屈 服 強 度 、 屈 服 點 伸 長 率 、 抗 拉 強 度 、 伸 長 率 和 斷 面 收 縮 率 的 測定 。意 義 及 用 途 ： 拉 伸 試 驗 系 提 供 在 單 軸 拉 伸 應 力 下 材 料 的 強 度 和 延 性 數(shù) 據(jù) 。 此 數(shù) 據(jù)對 于 材 料 對 比 、 合 金 研 制 、 質(zhì) 量 控 制 及 在 某 些 環(huán) 境 中 的 設 計 可 能是 有 用 的 。 從 零 件 或 材 料 上 選 取 局 部 樣 坯 加 工 成 的

3、標 準 尺 寸 試 樣 的 拉 伸 試 驗 結果 ， 不 一 定 代 表 最 終 產(chǎn) 品 或 它 在 不 同 環(huán) 境 中 工 作 的 強 度 與 延 伸 性能 。 本 試 驗 方 法 可 滿 意 地 用 于 商 業(yè) 驗 收 試 驗 ， 并 已 廣 泛 地 用 于 貿(mào) 易 。 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法相 關 術 語 ：1.不 連 續(xù) 屈 服 ： 軸 向 試 驗 中 ， 由 于 局 部 屈 服 ， 在 塑 性 變 形 開 始 時觀 查 到 的 力 的 停 滯 或 起 伏 。 (應 力 應 變 曲 線 不 一 定 出 現(xiàn) 不 連續(xù) ) 2.下 屈 服 強 度 ： LYS

4、FL2 軸 向 試 驗 中 ， 在 不 考 慮 瞬 時 效 應 的情 況 下 ， 不 連 續(xù) 屈 服 過 程 中 記 錄 的 最 小 應 力 。3.上 屈 服 強 度 ： UYS FL2 軸 向 試 驗 中 ， 伴 隨 不 連 續(xù) 屈 服 首 次出 現(xiàn) 的 應 力 最 大 值 （ 首 次 出 現(xiàn) 零 斜 度 時 的 應 力 ） 。 4.屈 服 點 伸 長 率 ： YPE 軸 向 試 驗 中 ， 從 應 力 -應 變 曲 線 的 不 連 續(xù)屈 服 至 均 勻 應 變 硬 化 轉(zhuǎn) 折 點 的 出 現(xiàn) 零 斜 率 時 的 第 一 個 點 的 應 變 （以 百 分 率 表 示 ） 。 如 果 發(fā) 生

5、的 轉(zhuǎn) 折 超 出 應 變 范 圍 ， YPE 端 點 就 是在 (a)曲 線 上 出 現(xiàn) 最 后 一 個 零 斜 率 的 水 平 線 上 畫 切 線 與 (b)在 應 力 應 變 曲 線 的 應 變 硬 化 段 畫 切 線 之 間 的 交 叉 點 。 如 果 沒 有 出現(xiàn) 或 接 近 斜 率 趨 于 零 時 的 屈 服 開 始 的 那 個 點 ， 則 材 料 的 YPE為 0 %。 5.均 勻 伸 長 ： Elu , % 在 試 樣 出 現(xiàn) 頸 縮 或 斷 裂 ， 或 二 者 都 出 現(xiàn) 之 前 承 受 最 大 力 時 確 定 的 伸 長 。 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫

6、拉 伸 試 驗 方 法相 關 術 語 ：1.標 距 ： 測 量 伸 長 用 的 試 樣 圓 柱 或 棱 柱 部 分 的 長 度 。2.原 始 標 距 ： 施 力 前 的 試 樣 標 距 。3.斷 后 標 距 ： 試 樣 斷 裂 后 的 標 距4.平 行 長 度 ： 試 樣 兩 頭 部 或 兩 夾 持 部 分 ( 不 帶 頭 試 樣 ) 之 間 平 行 部 分 的 長度5.伸 長 ： 試 驗 期 間 任 一 時 刻 原 始 標 距 的 增 量 。6.伸 長 率 ： 原 始 標 距 的 伸 長 與 原 始 標 距 之 比 的 百 分 率 。7.斷 后 伸 長 率 ： 斷 后 標 距 的 殘 余 伸

7、 長 與 原 始 標 距 之 比 的 百 分 率8.斷 裂 總 伸 長 率 :斷 裂 時 刻 原 始 標 距 的 總 伸 長 ( 彈 性 伸 長 加 塑 性 伸 長 ) 與 原始 標 距 之 比 的 百 分 率9.最 大 力 伸 長 率 : 最 大 力 時 原 始 標 距 的 伸 長 與 原 始 標 距 之 比 的 百 分 率 。 應區(qū) 分 最 大 力 總 伸 長 率 和 最 大 力 非 比 例 伸 長 率 10引 伸 計 標 距 ： 用 引 伸 計 測 量 試 樣 延 伸 時 所 使 用 試 樣 平 行 長 度 部 分 的 長 度 。 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸

8、試 驗 方 法11.延伸：試驗期間任一給定時刻引伸計標距的增量。12.非比例延伸率：試驗中任一給定時刻引伸計標距的非比例延伸與引伸計標距之比的百分率13.總延伸率：試驗中任一時刻引伸計標距的總延伸( 彈性延伸加塑性延伸) 與引伸計標距 之比的百分率。 14.屈服點延伸率：呈現(xiàn)明顯屈服( 不連續(xù)屈服) 現(xiàn)象的金屬材料， 屈服開始至均勻加工硬化開始之間引伸計標距的延伸與引伸計標距之比的百分率。15.斷 面 收 縮 率 ：斷裂后試樣橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積之比的百分率16.應力：試驗期間任一時刻的力除以試樣原始橫截面積之商。17.抗拉強度：相應最大力的應力。18.屈服強度：當金屬材料呈現(xiàn)屈

9、服現(xiàn)象時， 在試驗期間達到塑性變形發(fā)生 而力不增加的應力點， 應區(qū)分上屈服強度和下屈服強度。 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法19.上 屈 服 強 度 ： 發(fā) 生 屈 服 而 力 首 次 下 降 前 的 最 高 應 力 。20.下 屈 服 強 度 ： 屈 服 期 間 ， 不 計 初 始 瞬 時 效 應 時 的 最 低 應 力 。 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法21.規(guī) 定 非 比 例 延 伸 強 度 ： 非 比 例 延 伸 率 等 于 規(guī) 定 的 引 伸 計 標 距 百 分 率 時 的應 力 使 用 的 符 號 應

10、附 以 下 腳 注 說 明 所 規(guī) 定 的 百 分 率 ， 例 如 Rp0.2， 表 示規(guī) 定 非 比 例 延 伸 率 為 0.2 %時 的 應 力 。22.引 伸 計 ： 用 于 拉 伸 試 驗 的 引 伸 計 應 符 合 標 準 E83對 本 試 驗 方 法 試 驗 步 驟 一章 規(guī) 定 級 別 引 伸 計 。 引 伸 計 應 在 相 應 于 屈 服 強 度 和 斷 裂 （ 如 果 測 定 ） 時的 應 變 范 圍 內(nèi) 使 用 和 校 準 。 標 距 等 于 或 小 于 試 樣 名 義 標 距 （ 如 圖 示 的 “ G-標 距 ” 尺 寸 ） 的 引 伸計 可 用 來 測 定 屈 服 性

11、 能 。 對 于 等 截 面 的 試 樣 （ 例 如 具 有 全 截 面 的 絲 材 、線 材 和 棒 材 試 樣 ） ， 測 定 屈 服 性 能 的 引 伸 計 標 距 不 應 超 過 夾 具 間 距 離 的80%。 用 于 測 量 斷 裂 時 伸 長 的 引 伸 計 標 距 應 等 于 試 樣 規(guī) 定 的 名 義 標 距 。 尺 寸 測 量 裝 置 ： 用 于 測 量 直 線 尺 寸 的 千 分 尺 或 其 他 裝 置 。 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法夾 持 裝 置 ： 楔 形 夾 具 ： 試 驗 機 通 常 備 有 楔 形 夾 具 ， 這 些 楔 形 夾 具 通

12、常 對 于 夾 持 塑 性金 屬 長 試 樣 和 扁 平 試 樣 是 一 種 合 適 的 裝 置 。 但 如 果 由 于 某 種 原 因 ， 一 對夾 具 中 的 一 個 夾 頭 夾 緊 時 移 動 速 度 比 另 一 個 快 時 ， 可 能 產(chǎn) 生 不 希 望 的 彎曲 應 力 。 此 時 可 用 襯 墊 放 在 楔 塊 后 面 ， 襯 墊 的 厚 度 應 相 同 ， 各 平 面 應 平滑 且 平 行 。 楔 塊 最 好 是 通 過 試 驗 機 夾 頭 支 撐 在 襯 墊 整 個 長 度 上 ， 這 就 需要 幾 個 不 同 厚 度 的 襯 墊 在 規(guī) 定 的 試 樣 厚 度 范 圍 內(nèi) 適

13、 用 。 為 適 于 夾 持 ， 希望 每 個 楔 塊 鋸 齒 形 面 的 整 個 長 度 均 與 試 樣 接 觸 。 下 圖 示 出 了 楔 形 夾 具 和襯 墊 合 適 的 裝 配 。 對 于 短 試 樣 和 許 多 材 料 制 備 的 試 樣 ， 一 般 需 要 使 用 機械 加 工 試 樣 和 特 殊 夾 持 裝 置 以 保 證 試 樣 負 荷 盡 可 能 完 全 沿 拉 伸 軸 向 均 勻分 布 。 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法 管 材 夾 具 ： 對 于 所 有 小 管 ， 尤 其是 公 稱 外 徑 尺 寸 在 25 mm及 其 以下 的 小 管 ， 經(jīng) 常

14、 也 指 大 尺 寸 的 ，除 非 因 試 驗 設 備 限 制 ， 應 使 用 全尺 寸 管 段 做 為 拉 伸 試 樣 ， 這 是 標準 貫 例 。 將 滑 動 配 合 的 金 屬 塞 頭插 入 這 種 管 材 試 樣 兩 端 內(nèi) 足 夠 的深 度 ， 以 便 使 試 驗 機 鉗 口 能 牢 固地 夾 持 試 樣 。 塞 頭 不 應 伸 到 測 量伸 長 的 試 樣 部 分 內(nèi) ， 除 非 產(chǎn) 品 標準 中 另 有 規(guī) 定 ， 伸 長 的 測 量 應 超過 5D長 。 圖 11示 出 塞 頭 合 適 的 形狀 、 塞 頭 在 試 樣 中 的 位 置 及 試 樣 在 試 驗 機 夾 具 上 的

15、 位 置 。 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法試 樣 ： 1.試 樣 加 工 ： 不 正 確 的 試 樣 制 備 通 常 會 導 致 不 令 人 滿 意 或 錯 誤 的 試 驗 結 果。 因 此 ， 注 意 試 樣 制 備 是 很 重 要 的 ， 特 別 是 加 工 過 程 中 ， 以 保 證 試 驗 結果 最 大 的 精 確 度 和 最 小 的 偏 差 。 2.制 備 試 樣 的 縮 減 部 分 應 避 免 冷 加 工 、 缺 口 、 刀 痕 、 凹 槽 、 毛 刺 、 粗 糙 表面 或 邊 、 過 熱 或 其 它 可 能 對 性 能 測 量 造 成 有 害 影 響 的

16、因 素 。 對 縮 減 部 分的 沖 壓 或 剪 切 可 能 延 邊 緣 產(chǎn) 生 嚴 重 的 冷 加 工 或 剪 切 毛 刺 ， 應 予 加 工 去 除。 3.在 矩 形 截 面 試 樣 的 縮 減 部 分 內(nèi) ， 磨 削 或 研 磨 后 的 邊 或 角 不 應 導 致 試 樣 橫截 面 積 值 與 計 算 面 積 值 產(chǎn) 生 很 大 差 異 。 4.對 于 脆 性 材 料 ， 標 距 兩 端 應 使 用 半 徑 大 的 過 渡 圓 弧 。 5.為 確 保 斷 裂 發(fā) 生 在 標 距 內(nèi) ， 試 樣 的 橫 截 面 積 在 縮 減 部 分 中 部 應 為 最 小 。由 于 這 個 原 因 ，

17、允 許 在 以 下 部 分 規(guī) 定 的 每 種 試 樣 的 縮 減 部 分 有 一 個 小 的錐 度 。 6.試 樣 表 面 光 潔 度 當 材 料 以 不 同 于 制 造 狀 態(tài) 的 表 面 條 件 試 驗 時 ， 試 樣 的 表 面 光 潔 度 應 按 適 用 的 產(chǎn) 品 標 準 規(guī) 定 。 應 特 別 注 意 高 強 度 材 料 和 低 韌 性 材 料 的 表 面 光 潔 度 的 均 勻 性 和 質(zhì) 量 ， 因為 這 是 使 試 驗 結 果 產(chǎn) 生 誤 差 的 一 個 因 素 。 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法試 樣 要 求 ：1 一 般 要 求

18、試 樣 的 形 狀 與 尺 寸 取 決 于 要 被 試 驗 的 金 屬 產(chǎn) 品 的 形 狀 與 尺 寸 。 通 常 從 產(chǎn) 品、 壓 制 坯 或 鑄 錠 切 取 樣 坯 經(jīng) 機 加 工 制 成 試 樣 。 但 具 有 恒 定 橫 截 面 的 產(chǎn) 品 型 材 、 棒 材 、 線 材 等 )和 鑄 造 試 樣 (鑄 鐵 和 鑄 造 非 鐵 合 金 )可 以 不 經(jīng) 機 加 工 而進 行 試 驗 . 試 樣 橫 截 面 可 以 為 圓 形 、 矩 形 、 多 邊 形 、 環(huán) 形 ， 特 殊 情 況 下 可 以 為 某 些 其他 形 狀 。 試 樣 原 始 標 距 與 原 始 橫 截 面 積 有 L0

19、=ks0關 系 者 稱 為 比 例 試 樣 。 國 際 上 使 用的 比 例 系 數(shù) k的 值 為 5.65。 原 始 標 距 應 不 小 于 15 mml二 。 當 試 樣 橫 截 面 積 太小 ， 以 致 采 用 比 例 系 數(shù) k為 5.65 的 值 不 能 符 合 這 一 最 小 標 距 要 求 時 ， 可 以 采用 較 高 的 值 (優(yōu) 先 采 用 11.3的 值 )或 采 用 非 比 例 試 樣 。 非 比 例 試 樣 其 原 始 標 距(與 其 原 始 橫 截 面 積 無 關 。2 機 加 工 的 試 樣 試 樣 夾 持 端 的 形 狀 應 適 合 試 驗 機 的 夾 頭 。 試

20、 樣 軸 線 應 與 力 的 作 用 線 重 合 。 試 樣 平 行 長 度 或 試 樣 不 具 有 過 渡 弧 時 夾 頭 間 的 自 由 長 度 應 大 于 原 始 標 距 。3 不 經(jīng) 機 加 工 的 試 樣 如 試 樣 為 未 經(jīng) 機 加 工 的 產(chǎn) 品 或 試 棒 的 一 段 長 度 (見 圖 12 和 圖 1)4， 兩 夾 頭 間的 長 度 應 足 夠 ， 以 使 原 始 標 距 的 標 記 與 夾 頭 有 合 理 的 距 離 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法矩 形 拉 伸 試 驗 試 樣 尺 寸 ： 注 意 事 項 ： 1.對 于 厚 度 、 直 徑 或 平

21、面 間 距 離 小 于 或 等 于 40 mm的 產(chǎn) 品 在 中 心 位 置 取 樣 。 2.對 于 三 種 尺 寸 試 樣 ， 縮 減 部 分 端 部 寬 度 差 應 分 別 不 大 于 0.10、 0.05 或 0.02 mm。 其 寬 度 也 可 以 從 端 部 至 中 心 逐 漸 減 小 ， 但 每 個 端 部 的 寬 度 不 應 大 于 中 心 寬 度的 1 % 。 3.尺 寸 T是 為 可 用 的 材 料 技 術 條 件 提 供 的 試 樣 厚 度 。 寬 度 為 40mm的 試 樣 的 最 小 厚度 應 為 5mm， 寬 度 為 12.5mm和 6mm試 樣 的 最 大 厚 度

22、應 分 別 為 19 mm和 6 mm。 4. 對 于 寬 度 為 40mm試 樣 ， 當 使 用 仿 型 切 削 刀 具 加 工 縮 減 部 時 ， 允 許 在 抗 拉 強 度690 MPa以 下 的 鋼 試 樣 縮 減 部 分 端 部 有 13mm最 小 過 渡 半 徑 。 5.所 示 尺 寸 建 議 為 最 小 值 。 確 定 最 小 長 度 時 ， 夾 具 不 能 處 于 尺 寸 A和 B間 過 渡 部分 ， 如 果 可 能 ， 最 好 使 夾 持 部 分 長 度 足 夠 大 ， 以 便 使 試 樣 延 伸 到 夾 具 長 度 2/3以上 的 位 置 。 如 果 12.5mm寬 的 試

23、 樣 厚 度 在 10 mm以 上 ， 較 長 的 夾 具 和 相 應 較 長 的夾 持 部 分 對 防 止 試 樣 在 夾 持 部 分 斷 裂 是 必 要 的 。 6.對 于 寬 度 為 6mm的 試 樣 ， 為 了 有 助 于 施 加 軸 向 負 荷 ， 只 要 材 料 允 許 ， 總 長 度 應盡 可 能 大 ， 最 大 至 200 mm。 7.對 三 種 尺 寸 試 樣 ， 試 樣 端 部 應 與 縮 減 部 分 寬 度 中 心 線 對 稱 ， 分 別 在 2.5、 0.25、和 0.13 mm之 內(nèi) ， 但 是 ， 對 仲 裁 試 驗 和 當 產(chǎn) 品 技 術 條 件 有 要 求 時

24、， 寬 度 為 12.5mm試 樣 端 部 的 對 稱 應 在 0.2 mm內(nèi) 。 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法標 距 50mm用 銷 釘 固 定 的 薄 板 拉 伸 試 樣 尺 寸 ： 注 意 事 項 ： 1.縮 減 部 分 端 部 寬 度 差 應 不 大 于 0.1 mm。 從 端 部 至 中 心 的 寬 度 可有 一 個 逐 漸 的 錐 度 ， 但 兩 個 端 部 的 寬 度 不 應 大 于 中 部 寬 度 的 1 % 。 2.尺 寸 T 是 在 適 用 的 產(chǎn) 品 技 術 條 件 中 注 明 的 試 樣 厚 度 。 3.對 于 一 些 材 料 ， 過 渡 半 徑

25、 可 大 于 13 mm。 4.銷 孔 必 須 處 于 縮 減 部 分 中 心 線 的 0.1 mm內(nèi) 。試 樣 的 選 用 ： 1.厚 度 0.13 mm 5mm的 材 料 ， 可 使 用 薄 板 試 樣 。 2.厚 度 5 mm 19mm的 材 料 ， 可 使 用 薄 板 試 樣 或 平 板 試 樣 。 ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法圓 柱 形 試 樣 尺 寸 ： 注 意 事 項 ：1. 采 用 這 種 任 何 小 尺 寸 圓 柱 試 樣 時 ， 保 證 測 量 伸 長 的 標 距 為 試 樣 直 徑 的 五倍 是 非 常 重 要 的 。2.縮 減 部 分 至 中 部

26、 可 有 一 個 過 渡 的 錐 度 ， 其 端 部 直 徑 應 不 大 于 中 部 直徑 的 1 % (控 制 尺 寸 )。3.如 果 必 要 ， 縮 減 部 分 的 長 度 可 增 加 以 適 應 常 規(guī) 標 距 的 引 伸 計 。 不 過， 用 于 測 量 伸 長 率 的 參 考 標 記 應 位 于 規(guī) 定 標 距 內(nèi) 。4. 應 使 夾 持 部 分 足 夠 長 ， 以 便 能 使 試 樣 伸 入 夾 具 的 距 離 等 于 或 大 于夾 具 長 度 的 三 分 之 二 。5.圓 柱 形 試 樣 標 距 等 于 公 稱 直 徑 的 五 倍 。 在 某 些 產(chǎn) 品 標 準 中 可 提 供

27、其他 試 樣 ， 但 除 非 在 尺 寸 公 差 內(nèi) 保 持 5： 1的 比 率 ， 否 則 伸 長 率 值 不能 與 用 標 準 試 樣 得 到 的 值 相 比 較 。6.使 用 直 徑 小 于 6mm的 試 樣 應 僅 限 于 被 試 驗 材 料 不 能 獲 得 大 尺 寸 試 樣或 所 有 部 門 在 驗 收 試 驗 中 均 同 意 使 用 小 試 樣 的 情 況 。 小 試 樣 對 機械 加 工 和 試 驗 均 要 求 合 適 的 設 備 和 較 好 的 操 作 技 巧 。 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法厚 度 0. 1 mm-3 mm薄 板 和

28、 薄 帶 使 用 的 試 樣 類 型 1.試 樣 形 狀 ：試 樣 的 夾持頭部一般應比其平行長度部分寬。試樣頭部與平行長度(I.)之間應有過渡半徑至少為20 mm的過渡弧相連接。頭部寬度應至少為20 mm，但不超過40 mm。通過協(xié)議，也可以使用不帶頭試樣，對于這類試樣，兩夾頭間的自由長度應等于Lo+3b。對于寬度等于或小于20 mm的產(chǎn)品，試樣寬度可以相同于產(chǎn)品的寬度。2.試樣的尺寸：2.1平行長度應不小于L,+b/2。仲裁試驗，平行長度應為L,+2b,除非材料尺寸不足夠。2.2對于寬度等于或小于20m m的不帶頭試樣.除非產(chǎn)品標準中另有規(guī)定，原始標距(L,)應等于50 mm , GBT

29、228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法表 A1和 表A2分別規(guī)定比例試樣尺寸和非比例試樣尺寸 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法厚度等于或大于3 mm板材試樣尺寸一般矩形橫截面試樣，推薦其寬厚比不超過8:1。 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法直 徑 等 于 或 大 于 4 mm 線 材 、 棒 材 試 樣 尺 寸機加工的圓形橫截面試樣其平行長度的直徑一般不應小于3 mm ASTM E8M-09金 屬 拉 伸 試 驗 方 法圓 GBT 228-2002金 屬 材 料 室 溫 拉 伸 試 驗 方 法厚 TheEnd