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材料拉伸的试验步骤
以金属材料的拉伸试验为例,其步骤通常包括 :
准备试件:根据标准制备试样,如刻划标距线、测量直径等。
调整试验机:根据试件的抗拉强度和原始横截面面积估算大载荷,配置相应的摆锤和测力度盘,并调整试验机至工作状态。
装夹试件:将试件装夹在上、下夹头内,并确保夹紧。
检查与试车:预加少量载荷以检查试验机工作是否正常。
进行试验:开动试验机,缓慢而均匀地加载,直至试件断裂。在此过程中,需仔细观察测力指针转动和绘图装置绘出的图形情况,并记录关键数据。
后续处理:取下试件和记录纸,测量断后标距和缩颈处小直径等参数,以计算相关性能指标
金属材料拉伸有哪些标准呢?
GB/T 228.1 - 2010《金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法》
基本内容与 ISO 6892 - 1 相似,是我国金属材料室温拉伸试验的主要标准。详细说明了如何制备符合要求的试样,如试样的尺寸公差、表面粗糙度要求等。
对试验设备的要求包括试验机的级别(根据测力精度和位移测量精度划分)、夹具的类型(如楔形夹具、平口夹具等适用情况)。在试验过程中,对加载速率的规定更加具体,如屈服前和屈服后的不同加载速度范围,以试验结果的准确性。
GB/T 4338 - 2006《金属材料 高温拉伸试验方法》
该标准规范了中国国内金属材料高温拉伸试验的操作。在高温试验设备方面,除了对加热炉的温度控制精度要求外,还对温度测量传感器的精度和位置进行了规定。
对于试验过程,详细规定了试样在高温环境中的平衡时间,即试样温度达到设定温度后需要保持一段时间,使试样内部温度均匀,确保试验结果能真实反映金属材料在高温下的拉伸性能。
GB/T 13239 - 2006《金属材料 低温拉伸试验方法》
是我国金属材料低温拉伸试验的标准。对低温试验装置的制冷系统、温度监测系统等都有严格要求,比如制冷设备应能快速将温度降低到设定的低温值,并保持温度稳定。
规定了在低温下试验时,试样从室温环境转移到低温环境后的保温时间等细节,试验在规定的低温条件下进行,为评估金属材料在低温下的力学性能提供准确依据。
金属材料拉伸试样的加工标准
金属材料试样
圆形横截面试样
标准试样:一般按照相关标准(如 GB/T 228.1 - 2010)规定的尺寸进行加工。其直径通常为 5mm、10mm 等,长度要满足试验要求,标距(用于测量伸长量的部分)长度与直径之比(长径比)一般为 5 或 10。例如,对于长径比为 5 的试样,如果直径是 10mm,标距长度就是 50mm。这种试样形状简单,加工方便,在拉伸试验中能比较准确地反映材料的拉伸性能,适用于各种金属材料,尤其是棒材、线材等。
小尺寸试样:当材料有限或者需要对小型部件进行测试时,会采用小尺寸试样。其直径可能小到 1mm - 3mm,标距长度也相应缩短,但长径比仍保持在标准范围内。小尺寸试样的加工精度要求更高,因为尺寸小,测量误差对试验结果的影响相对较大。
矩形横截面试样
板材试样:对于金属板材,试样通常从板材上截取,宽度和厚度根据板材的实际厚度和试验要求确定。宽度一般在 10mm - 30mm 之间,厚度与原材料相同,标距长度根据长径比要求和宽度来确定。例如,对于宽度为 20mm 的试样,若长径比为 5,厚度为 5mm,标距长度可以是 100mm。这种试样能很好地反映板材材料的拉伸性能,在金属板材的质量检测和性能评估中广泛应用。
特殊形状试样(如哑铃型):哑铃型试样是在矩形试样的基础上,两端加粗中间变细的形状。这种形状可以在试样能够被试验机夹具牢固夹持的同时,使试样的标距部分在拉伸过程中能够更均匀地受力。哑铃型试样的尺寸设计也是根据相关标准进行,其过渡部分(从两端粗部分到中间细部分)要有适当的弧度,以避免应力集中。