金属材料室温拉伸试验方法标准培训讲稿GBT228-2010

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金属力学性能试验方法标准概述在力学、化学、金相、无损检验中。金属力学性能 试验方法标准是冶金产品质量检测标准中重要的一部分。 按国际标准化组织对本部分的分类，有如下5部分： 拉伸试验 硬度试验 韧性试验 延性试验 疲劳试验

金属材料力学性能试验国内标准概述

金属材料 第1部分：室温拉伸试验方法

概 述GB228修改采用(MOD)ISO6892-1:2009 第一部分 GB/T228— 采用ISO6892—09技术说明 第二部分 GB/T228— 与GB/T228—02标准对比 第三部分 GB/T228— 标准技术内容说明 第四部分 GB/T228— 引用标准介绍说明

概述 GB/T228 标准发展历史GB228-1963 金属拉力试验法 (制定) GB228-1976 金属拉力试验法 (第1次修订) GB228-1987 金属拉伸试验方法(第2次修订)

GB228-2002 金属材料 室温拉伸试验方法(第3次修订)GB228-20-- 金属材料 室温拉伸试验方法(第4次修订)

金属材料 室温拉伸试验 技术内容变化我国的金属室温拉伸试验标准GB/T228主要技术 内容完全与国际标准ISO6892新标准相同。 (见国际标准ISO6892-1:2009)

第二部分

拉伸性能的测定

本标准定义了12种可测拉伸性能，这些性能是：

强度性能：

上屈服强度(ReH)

下屈服强度(ReL)规定塑性延伸强度(RP)

规定总延伸强度(Rt)规定残余延伸强度(Rr) 抗拉强度(Rm)

塑性性能

屈服点延伸率(Ae)最大力总延伸率(Agt)

最大力塑性延伸率(Ag)断裂总延伸率(At)

断后伸长率(A)(无缩颈塑性伸长率AWn)断面收缩率(Z)

金属材料典型拉伸曲线

金属拉伸曲线分析

金属拉伸曲线分析a b c d e f g oa-弹性变形阶段 ab-滞弹性变形阶段 bc-微塑性变形 cde-屈服阶段 e f-应变硬化阶段 f g-缩颈变形阶段 线性 可逆性 非线性 滞后性 不可逆性 塑性变形急剧增加 塑性变形均匀连续 产生缩颈变形 断裂

第1阶段：弹性变形阶段(oa)两个特点： a 从宏观看，力与伸长成直线关系，弹性伸长与力的大小和试 样标距长短成正比，与材料弹性模量及试样横截面积成反比。 b 变形是完全可逆的。 加力时产生变形，卸力后变形完全恢复。从微观上看，变形 的可逆性与材料原子间作用力有直接关系，施加拉力时，在力 的作用下，原子间的平衡力受到破坏，为达到新的平衡，原子 的位置必须作新的调整即产生位移，使外力、斥力和引力三者 平衡，外力去除后，原子依靠彼此间的作用力又回到平衡位置， 使变形恢复，表现出弹性变形的可逆性，即在弹性范围保持力 一段时间，卸力后仍沿原轨迹回复。O

a段变形机理与高温条件 下变形机理不同，在高温保持力后会产生蠕变，卸力后表现出 不可逆性。

由于在拉伸试验中无论在加力或卸力期间应力和应变都保持单 值线性关系，因此试验材料的弹性模量是oa段的斜率。 用以下公式求得：

E=σ/εoa线段的a点是应力-应变呈直线关系的最高点，这点的应力叫 理论比例极限，超过a点，应力-应变则不再呈直线关系，即不再 符合虎克定律。比例极限的定义在理论上很有意义，它是材料从弹 性变形向塑性变形转变的，但很难准确地测定出来，因为从直线向 曲线转变的分界点与变形测量仪器的分辨力直接相关，仪器的分辨 力越高，对微小变形显示的能力越强，测出的分界点越低，这也是 为什麽在最近两版国家标准中取消了这项性能的测定，而用规定塑 性(非比例)延伸性能代替的原因。

第2阶段：滞弹性阶段 (ab)在此阶段，应力-应变出现了非直线关系，其特点是：当力加 到b点时然后卸除力，应变仍可回到原点，但不是沿原曲线轨迹回 到原点，在不同程度上滞后于应力回到原点，形成一个闭合环，加 力和卸力所表现的特性仍为弹性行为，只不过有不同程度的滞后， 因此称为滞弹性阶段，这个阶段的过程很短。这个阶段也称理论弹 性阶段，当超过b点时，就会产生微塑性应变，可以用加力和卸力 形成的闭合环确定此点，当加卸力环第1此形成开环时所对应的点 为b点。

第3阶段：微塑性应变阶段 (bc)是材料在加力过程中屈服前的微塑性变形部分，从微观结构角 度讲，就是多晶体材料中处于应力集中的晶粒内部，低能量易动位 错的运动。塑性变形量很小，是不可回复的。大小仍与仪器分辨力 有关。

第4阶段：屈服阶段 (cde)

这个阶段是金属材料的不连续屈服的阶段，也称间断屈服阶段， 其现象是当力加至c点时，突然产生塑性变形，由于试样变形速度 非常快，以致试验机夹头的拉伸速度跟不上试样的变形速度，试验 力不能完全有效的施加于试样上，在曲线这个阶段上表现出力不同 程度的下降，而试样塑性变形急剧增加，直至达到e点结束，当达 到c点，在试样的外表面能观察到与试样轴线呈45度的明显的滑移 带，这些带称为吕德斯带，开始是在局部位置产生，逐渐扩展至试 样整个标距内，宏观上，一条吕德斯带包含大量滑移面，当作用在 滑移面上的切应力达到临界值时，位错沿滑移方向运动。在此期间， 应力相对稳定，试样不产生应变硬化。 C点是拉伸试验的一个重要的性能判据点，de范围内的最低点 也是重要的性能判据点，分别称上屈服点和下屈服点。e点是屈服的结束点

,所对应的应变是判定板材成型性能的重要指标。

第5阶段： 塑性应变硬化阶段 (ef)屈服阶段结束后，试样在塑性变形下产生应变硬化，在e点 应力不断上升，在这个阶段内试样的变形是均匀和连续的，应 变硬化效应是由于位错密度增加而引起的，在此过程中，不同 方向的滑移系产生交叉滑移，位错大量增殖，位错密度迅速增 加，此时必须不断继续施加力，才能使位错继续滑移运动，直 至f点。f点通常是应力-应变曲线的最高点(特殊材料除外), 此点所对应的应力是重要的性能判据。

第6阶段：缩颈变形阶段(fg)力施加至f点时，试验材材料的应变硬化与几何形状导致的 软化达到平衡，此时力不再增加，试样最薄弱的截面中心部分 开始出现微小空洞，然后扩展连接成小裂纹，试样的受力状态 由两向变为三向受力状态。裂纹扩展的同时，在试样表面可看 到产生缩颈变形，在拉伸曲线上，从f点到g点力是下降的，但 是在试样缩颈处，由于截面积已变小，其真应力要大大高于工 程应力。试验达到g点试样完全断裂。

从以上典型的拉伸曲线上，可以测定金属材料如下性能： 1 上屈服强度：(c点)试样发生屈服而力首次下降前的最高应力 2 下屈服强度：(e点)屈服期间的最低应力，要注意这里要排除初始瞬时 效应最低应力点所对应的应力。 3 抗拉强度：(f点)在最大力点所对应的应力。 4 屈服点延伸率：(ae)对于呈现明显屈服现象的材料，从屈服开始至均 匀硬化开始之间的延伸率。要注意起点和终点的判定。 5 最大力总延伸率：f点处作一垂线，横座标原点与交点长度对应的伸长 率(包括在此条件下的弹性伸长和塑性伸长率)。 6 最大力塑性延伸率：f点处作一平行于弹性段的直线，横座标原点与交 点对应的伸长率。 7 断裂总延伸率：(g 点)断裂时刻的试样总伸长率(包括弹性伸长和塑 性伸长率)。 拉伸过程中无明显屈服脆性材料(如淬火钢和高强钢)的拉伸曲线：