金属材料抗拉强度和断后伸长率的测量不确定度评定研究

金属材料抗拉强度和断后伸长率的测量不确定度评定研究

发表时间：2018-10-15T16:57:22.290Z 来源：《防护工程》2018年第11期作者：易丽娜[导读] 对ISO 6892-1:2016 《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》中抗拉强度和断后伸长率A的影响因素进行了分析,对测量不确定度的主要分量进行量化,评定了抗拉强度和断后伸长率A的测量不确定度。易丽娜

通标标准技术服务（上海）有限公司 201315摘要：抗拉强度是金属在静拉伸条件下的最大承载能力，断后伸长率是断裂后标距的伸长与原始标距的之比的百分率，是金属材料的最主要力学性能指标。根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，对ISO 6892-1:2016 《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》中抗拉强度和断后伸长率A的影响因素进行了分析,对测量不确定度的主要分量进行量化,评定了抗拉强度和断后伸长率A的测量不确定度。关键词：金属材料；不确定度；室温拉伸试验；抗拉强度；断后伸长率 1 引言

所有零部件以及产品在使用过程上往往会受到外力的作用，因此要求金属材料必须在一定程度上具有承受机械载荷而不超过允许变形或破坏的能力，我们把这种能力称为金属材料的力学性能。室温拉伸试验方法是目前使用最普遍的力学性能的试验方法。为了更有效地使用和分析金属材料，我们需要了解材料的力学性能以及影响力学性能的主要因素。试样制备方法、检测设备和仪器、测试方法和结果的处理都会影响力学性能的测量结果，包括抗拉强度、屈服强度、规定塑性延伸强度、断后伸长率等。分析各影响因素对力学性能合成标准不确定度的贡献，可以帮助我们找到主要因素，继而对这些主要因素进行控制和改进。

2 概述

2.1测试设备

(1)万能试验机：新三思CMT-5205微机控制电子万能试验机，精度：0.5级；

(2)游标卡尺：广陆数显游标卡尺，测量范围：（0~150）mm，分辨力：0.01mm，不确定度：U=0.01mm（k=2）；

(3)打点机：上海东星建材试验设备公司DD-II连续式标点机。

2.2 试验条件

环境条件：室温（23±5）℃，湿度（20~80）%RH。

应变速率：根据标准ISO 6892-1:2016采用试验速率控制的方法A2进行基于横梁位移计算得到应变速率控制。

2.3被测对象

热轧钢板t=40mm。

2.4试验方法及过程

试验方法：ISO 6892-1:2016 《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》试验过程：确认环境条件是否满足标准要求，同时确认万能试验机、游标卡尺等设备是否处于有效校准周期内，是否处于正常使用状态。使用CMT-5205微机控制电子万能试验机，根据相应规范设定试验速率，开始进行拉伸试验，缓慢施加拉力拉伸试样直到断裂为止。用分辨率0.01mm，量程（0~150）mm的数显游标卡尺测量试验样品的原始直径、断后直径、原始标距和断后标距，依据标准中的定义和公式计算抗拉强度和断后伸长率。

2.5 评定方法

根据文献[2]和文献[3]，对金属材料抗拉强度和断后伸长率的测量不确定度进行了评定。

由于测量不确定度通常由若干分量组成，因此每个分量均可用其概率分布的标准偏差估计值表征，即分量的标准不确定度。通常根据在规定测量条件下测得的分量的一系列测得值采用统计分析给出标准不确定度的方法为A类评定；本报告中将采用贝塞尔公式法进行A类评定。在重复性条件或复现性条件下对同一被测量独立重复观测n次，获得 n个测得值，被测量X的最佳估计值是n个独立测得值的算术平均值，按下列公式计算(文献[2], 4.3.2.2)：

结束语

测量不确定度是以传统误差理论为基础，发展完善出来的产物。它是国际通行并在逐步发展的测量技术的重要概念。由于测量不确定度能体现测量结果的质量，不确定度越小，其使用价值越高，表明实验室的测量数据的可靠性更高。通过对不确定度的影响因素的分析，不但可以作为客户选择和评估实验室提供依据，也可以为实验室改进方法和改善设备的性能等方面提供输入。

参考文献:

[1]邓星临，力学性能测量不确定度评定中的几个问题[J]，物理测试，2006， 24，52-55.

[2]国家质量监督检验检疫总局,测量不确定度评定与表示JJF 1059.1-2012，北京，中国质检出版社，2013年.

[3]国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)，测量不确定度表示指南（GUM）ISO/IEC指南98-3：2008.

[4]国家质量监督检验检疫总局标准测力仪检定规程，JJG 144-2007.中国计量出版社.北京.2007年.

[5]国家质量监督检验检疫总局，万能试验机计算机数据采集系统评定 JJF 1103-2003 .

[6]国际标准化组织(ISO)，金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法ISO 6892-1:2016.

[7]中华人民共和国国家标准，金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T 228.1-2010，北京，中国标准出版社，2011年.

[8]中国合格评定国家认可委员会，测量不确定度的要求CNAS-CL07：2011，北京，中国合格评定国家认可委员会，2011年.

作者简介：易丽娜，女，1984.12.22-，技术主管，学士学位，中南林业科学大学，研究方向：计量测试