EN10002-1-金属材料抗拉测试.doc

EN10002金属材料抗拉测试1范围本欧洲标准确定了金属材料抗拉测试的方法,并定义了可以由周围温度确定的机械性能. 注:参考附件A简要说明了电脑控制测试设备的补充推荐.基于生产商与使用方长远的发展,附件A在本标准下版将成为正式条款.2参考标准本标准由其它过期及未过期的参考文件组成。这些参考文件在本文的适当地方作了标注,包括出版情况。对过时的文件,本标准通过修改或修订,将其纳入本规范.对未过时的文件,其最新版本适用.EN10002-4EN20286-2EN ISO377EN ISO2566-1EN ISO2566-2EN ISO7500-13.原则测试包括试棒拉力测试,通常是断裂,以决定第4款里定义的一个或多个机械性能.这个测试在10到35摄氏度的温度下进行,除非另有说明.在受控条件下执行的测试,温度应为235摄氏度.4条件与定义对本标准,下列定义与条款适用.4.1塞规长度(L)进行延伸测试的试棒有圆柱或棱形部分的长度.特别,有如下述两条区别:4.1.1原始塞规长度(L 0)拉前块长度4.1.2最终塞规长度(L U)试棒断裂后块长度(见11.1)4.2平行长度(L C)试棒棒减小区域的并行部分 注:平行长度的概念由非加工试棒夹具间的距离的取代.4.3延伸测试时,任何时候原始块长度L 0的增加4.4永久延伸率用原始长度L 0的百分比来表示的延伸4.4.1永久延伸率特定应力移除后,试棒原始块长度的增加(见4.9),用原始长度L 0的百分比来表示4.4.2断裂后延伸率(A)断裂后,块长度永久延伸(L U-L 0),用原始块长度(L 0)的百分比来表示注:如果是均衡试棒,仅当原始块长度不同于5.65(S 0) 1/2 1),其中S 0是平行长度原始截面,A应由所用的均衡系数作补充,比如:A 11.3=块长度(L 0)11.3(S 0) 1/2 的延伸率如果是非均衡试棒,A应由所用的原始块长度指数作补充,用毫米表示,比如:A 80mm=块长度(L 0)80毫米的延伸率4.4.3断裂时总的延伸率(A I)断裂时,块长度总的延伸(弹性延伸加塑性延伸),用原始块长度(L 0)的百分比表示. 4.4.4最大示拉力下的延伸率最大拉力下,试棒块长度的增加,用原始块长度(L 0)表示.注:最大压力(A gt)最大延伸率与最大压力(A g)非均衡延伸间作了区分4.5变形测定器块长度(L e)用变形测定器测量扩展的试棒平行部分的长度. 注:对屈服与弹限强度参数,推荐L eL 0/2,对最大压力”时”或”后”的参数,推荐R 0等于R e4.6扩展测量的特定时候变形测定器块长度(L e)的增加.4.6.1永久扩展百分比试棒特定压力移除后,变形测定器块长度的增加,用变形测定器块长度(L e)的百分比表示.4.6.2屈服点扩展百分比(A e)在间断屈服材料,屈服开始与标准加工硬化开始间的扩展.注: 用变形测定器块长度(L e)的百分比表示4.7区域下降百分比(Z)测试(S 0- S U)时出现的横截面的最大变动,用原始截面区(S 0)的百分比表示.4.8最大力度(F M)超过屈服点,试棒在测试时所能坚持最大力度.对于没有屈服点的材料,就是测试时的最大值.4.9应力测试过程中任何时候被试棒原始横截面(S O)分开的力量.4.9.1抗拉强度(R M)对应于最大力度(F M)的应力4.9.2屈服强度当金属材料曾现屈服现象时,测试过程中塑变形出现且没有压力增加时的应力点,分为:4.9.2.1上屈服强度(R eH) 被发现的第一次压力减小时的应力值(见图2)4.9.2.2下屈服强度(R eL)忽略任何初始瞬时影响,塑性屈服时的最小应力值(见图2)4.9.3弹限强度,非比例扩展非均衡扩展与指定测定器块长度(R e)百分比相等的应力(见图3)注:所用的符号带一个下标表示指定的百分比.4.9.4弹限强度,总扩展注(R t)总扩展(弹性扩展加塑性扩展)与指定测定器块长度(R e)百分比相等的应力(见图4)注:所用的符号带一个下标表示指定的百分比.4.9.5永久放置强度(R r)压力移去后,在用原始块长度(L 0)或变形测定器块长度(L e)百分比表示的永久延伸或扩展没有超过的力度(见图5)注:所用的符号带一个下标表示原始块长度百分比(L 0),或测定器块长度(L e).比如: L r0.24.10断裂当试棒总的分离出现,或压力降至名义0时,可能会出现的现象.5标识与命名标识与相应的名称在表1里已给出参考号a 符号单位名称12345-6-78-910-1112131415-16171819202122232425262728-a b - bdDL 0L 0 L CL eL tL UL uS oS U KZ-A C A eL MA gA gtA l-F MR eHR eLR mR PR rR tE毫米毫米毫米毫米毫米毫米毫米毫米毫米毫米毫米平方毫米平方毫米-%-毫米%毫米%MPa试棒平试棒的厚度或管的壁厚平试棒平行长度的宽度或平衡宽度,或从管上截取的经度平均宽度或扁钢丝的宽度.圆形试棒平行长度直径,或圆钢丝走私或管内径管外径原始块长度确定A g的初始块长度(见附件H)变形测定器块长度试棒总的长度断裂后最终块长度断裂后确定A g的最终块长度(见附件H)平行长度原始横截面断裂后最小横截面均衡系数区域下降比例: 100( S U-So)/So夹端延伸断裂后延伸:L U-Lo断裂后延伸率:100( L U-Lo)/ Lo屈服点扩展延伸率最大压力时扩展最大压力(F m)下非均衡延伸率最大压力(F m)下总延伸率断裂时总的延伸率非均衡扩展的特定百分比总扩展比率(见R t)永久设定扩展或延伸的指定百分比压力最大压力屈服强度-弹限强度-抗拉强度上屈服强度下屈服强度抗拉强度弹限强度,非均衡扩展永久放置强度弹限强度,总扩展弹性系数a 见图1到13b 符号T也用于钢管产品标准c 见4.4.2d 1Mpa=1N/平方毫米6试棒6.1形状与尺寸6.1.1总则试棒的形状与尺寸,取决于试棒母体金属产品的形状与尺寸.试棒通常是由从产品或单独浇注或铸件上截取而来的试块加工而成的.但是恒定横截面(截面,棒,线等)以及铸态试棒(比如,对铸铁与非铁素体合金)可能不需要加工即可测试.试棒的横截面可能是圆的,方的,矩形的,环形的,特殊情况下,还可能是其它形状.原始块长度与原始截面区有L 0=K S 0 关系的试棒被称为均衡试棒.国际上通用的K值为5.65,原始样本长度不能小于20毫米.当试棒截面太小,不能满足系数K为5.65的要求时,可以用更高的值(最好是11.3)或非均衡测试试棒.如果是非均衡试棒,原始块长度(L 0)与原始横截面区(S 0)是独立的.试棒的尺寸公差应与相应的附件相一致(见6.2)6.1.2加工试棒加工试棒夹头与平行长度间应有一个过渡曲线,如果它们尺寸不一.这个尺寸的过渡范围可能是非常重要的,如果在相应的附件里没有给出(见6.2),推荐在材料规范里予以说明.为了配合测试设备的夹具, 夹头可能是任何形状的.平行长度(L C),或者没有过渡曲线时,夹具间的自由长度应比原始块长度(L O)长6.1.3非加工试棒如果测试件是产品非加工长度或非加工试棒,夹具间的自由长度应该使标的标识与夹具保持合理的距离(见附件B到E)铸态试棒夹头与平行长度间应有一个过渡曲线. 这个尺寸的过渡范围可能是非常重要的,推荐在产品标准里说明.为了配合测试设备的夹具,夹头可能是任何形状的.平行长度(L C)应总是比原始块长度(L O)长6.2类型试棒主要的类型按表2里的形状与产品类型在附件B到E里作了说明.其它试棒可以在产品标准里说明.产品类型相应的附件片/板/平板厚度为(毫米)线/棒/面直径或侧面(毫米)0.1厚度3-B-4C34D管E6.3试棒的准备试棒应按相应欧洲标准(比如EN ISO377等)不同材料的要求进行准备与制作.7原始横截面区域(S 0)的确定原始横截面区域应从适当的尺寸上计算得来,计算精度由试棒属性与类型决定.不同类型的试棒在附件B到E里有显示.8原始块长度(L 0)的标识原始块长度每端应用纤细标识或划线标注出来,但是不能是凹陷的,它可能导致提前断裂.对于均衡试棒, 如果计算值与标注的块长度间的差别小于10%的L 0,原始块长度的计算值可能刚好是5毫米的倍数.原始块长度应标注为精度1%.如果平行长度(L 0)比原始块长度大很多,比如,非加工试棒,可能标上一系列的重叠块长度.有时,在试棒表面画一条与纵向(块长度标注)平行的线可能是有帮助的.9检测设备的精度测试机械的力量测量系统应按照EN ISO7500-1进行校准,且至少应达到目的1级.如果用到了变形测定器, 对于弹限强度(非均衡扩展)确定,它至少为1级(按EN1OOO2-4),对于其它属性(有更高的扩展),可以用2级变形测定器. 注:对于上下屈服强度的确定,变形测定器不是必须使用的.10检测条件10.1夹住方法试棒应用合适的方法,比如楔子,螺纹夹具,夹具钳面,固定器告诫来控制应尽力确保试棒控制为张力是尽可能纵向的,以减小弯曲.当测试易碎材料或当确定弹限强度(非均衡扩展)或弹限强度(总扩展)或屈服强度时,它就特殊重要了.注:如果不超过对应于5%的要求屈服强度,为了获得一个直的试棒,保证试棒对准与夹具安排,可以用一个初力.扩展纠正仅用于考虑初力的影响.10.2检测比例10.2.1总则除非在产品标准里另有约定,测试比率应按下列要求取决于材料属性. 注:表3的应力比与10.2条的张力比率不表示测试机械的具体控制模式.10.2.2屈服与弹限强度10.2.2.1上屈服强度在弹性范围之内,上至上了解强度前,机械类型的分开率应尽可能保持稳定,并在表3应力比率的限制范围之内.材料弹性系数(E)Mpa应力率Mpa s-1 最小最大150 000220150 00066010.2.2.2.下屈服强度(R eL)如果仅下屈服强度确定,试棒平行长度屈服过程中的张力率应介于0.00025 s-1 到0.0025 s-1 之间.平行长度内的张力率应尽可能保持稳定.如果这个比率不能直接控制,应在屈服开始前,通过应力率的控制来固定,屈服完成前机械不能进一步调整.无论如何,弹性范围的应力率应超过表3里给的最大比率.10.2.2.3上与下屈服强度(R eH与 R eL)如果这两个屈服强度由同一个测试确定, 确定下屈服强度的条件必须一致(见10.2.2.2)10.2.2.4弹限强度(非均衡扩展)与弹限强度(总扩展) (R p与 R t)应力率应在表3所给限制值的范围之内.在可塑范围之内且上至弹限强度(非均衡扩展或总扩展),张力率应不超过0.0025 s-1 .10.2.2.5如果测试机械不能测量或控制张力率, 可以使用与表3里给出的应力率相当的十字头分速,直到屈服的完成.10.2.3抗拉强度(R m)要求的屈服强度/弹限强度性能达到后,测试率应增加至张力率(或相当的十字分离率)不大于0.008s-1 11断裂后延伸率的确定(A)11.1断裂后延伸率的确定应与4.4.2节里讲的一致.基于这个目的,断裂的两块应小心的接合起来,这样它们的轴线在一条直线上.为保证测试最终块长度试棒断裂部分间的合适接触,需要特别的小心.在试棒横截面小而延伸率低时,就显得特别重要.断裂后的延伸(L u- L o)应用测量器具确定至最接近0.25毫米,断裂后的延伸率应最接近0.5%.如果要求的最小 延伸率小于5%,确定延伸时需要特别小心. (见附件F)原则上,只有在断裂与最接近样板标识间的距离不小于原始块长度(L o)的1/3,这个测量才有效.但是,如果断裂后的延伸率等于或大于要求值时,无论断裂后的位置,这个测量都是有效的.11.2对于在断裂时可用变形测定仪测量扩展的机械,块长度的标识不是必须的. 在总的扩展断裂时测量延伸,所以为获得断裂后的延伸率而去除弹性扩展是必要的.原则上,这个测量仅当断裂在变形测定仪块长度(L e)范围内时,才是有效的. 如果断裂后的延伸率等于或大于要求值时,无论断裂横截面的位置,这个测量都是有效的.注:如果产品标准描述了断裂后延伸率为一给定块长度,变形测定仪长度就与此长度保持一致.11.3如果测量到的延伸超过给定的值,它可以用双方在测试前商定的转换公式或表格(比如在EN ISO 2566-1与EN ISO2566-2),转换为均衡块长度.注:仅当块长度 或变形测定仪块长度,横截面的开关与区域相同或当均衡系数(K)相同时,延伸率的对比老师可能的.11.4为了避免,11.1里规定的限制外可能发生断裂的试棒遭到拒绝,可以使用将L o分为相等的几部分的方法,如附件G里所讲到的.12最大力度下总延伸率的确定(A gt)变形测量仪获得的力度扩展图里,在最大力度(L m)下确定扩展的方法.最大力度下,总的延伸率应由下列公式计算得来:A gt=(L m/L E)X100 注1:对有些在最大力度下有平突起,最大力度下总延伸率是从平突起中间点测得的. 注2:方法手册在附件H里作了描述.13弹限强度,非均衡扩展的确定(R p)13.1通过在压力扩展图上划一条与曲线直线部分平行的线,从这个相等远处到对等物的非均衡比例,比如0.2%.决定弹限强度(非均衡扩展).注1:图纸上对压力扩展的充分描述是非常必要的.如果压力扩展图的直线部分描述不清,那么就不会有充足的精度来画平行线,推荐用下列程序(见图6)当超过了假定的弹性极限后,压力减小至10%的获得的压力.然后压力再上升,一直到超过原始获得值.为确定要求的弹限强度,通过滞后回线画条线.然后从远处曲线原始正确位置画条与此线相平行的线,沿横坐标测量,与指定的非均衡比例.这条平行线与压力扩展线的交叉点就是弹限强度的力度.后者是通过用此力除试棒的原始横截面(S 0)(见图6) 注2:压力扩展曲线起点的正确位置可由几种方法确定.一种可用的方法是,画一条与滞后回线决定(的线)的平行线,以使与压力扩展线相切.这条线经过横坐标的点就是威力扩展曲线的正确起始点.(见图6)13.2不用机械设备划分压力扩展图,这个属性可能也能达到.(见附件A)14总扩展(R t), 弹限强度的确定14.1通过在压力扩展图上划一条与纵轴(压力轴)平行的线,从这个相等远处到总的扩展比例决定弹限强度(总扩展).这条线与曲线的交点就是要求的弹限强度的力度. 后者是通过用此力除试棒的原始横截面(S 0)(见图4)14.2不用机械设备划分压力扩展图,这个属性可能也能达到.(见附件A)15永久放置强度(R t)确认的方法.按一个指定的压力,对试棒施压10到12秒, 移去压力后,就可以确认永久设定扩展或延伸不比原始块长度要求的百分比多.16区域下降比率的确定(Z)按4.7给出的定义确定区域下降比率.试棒断裂的两部分应小心的接合起来,这样它们的轴向在一条直线上.断裂后的最少截面区域(S U) 测量精度到2%(见附件B到E).区域(S U)与被描述为原始区域的百分比的原始截面(S 0)间的区别说明了区域下降百分比.17检测报告检验报告至少应该包括下列信息:参考EN10002-1试棒的标识如果知道,描述的材料试棒类型如果知道,试棒截取的位置与方向检测结果如各种金属材料没有充分的数据,就目前,去确定抗拉测试得到的不同性能不确定值,是不可能的. 注1:关于不确定性,见附件J. 注2:结果应至少含有下述信息: 用最接近的整数表示的强度值MPa延伸率值到0.5%区域下降比率到1%