伸长率的种类(第2版)

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金属材料六种伸长率的对比与分析

金属材料六种伸长率的对比与分析

精心整理金属材料六种伸长率的分析摘要金属材料伸长率分为6种:断后伸长率、断裂总延伸率、最大力总延伸率、最大力非比例延伸率、残余伸长率和屈服点延伸率。

本文介绍国标中各伸长率的测定方法,揭示各种伸长率的含义、用途、区别、影响因素以及换算关系。

关键词伸长率;延伸率;1前言。

、残余伸长率(、断裂总延伸率(、最大力总延伸率(、最大力非比例延伸率()和屈服点延伸率()。

其中42延伸。

拉伸试验期间任一时刻,试样原始标距(定时刻,引伸计上标距()的增量。

试验中用测量延伸的方法测定伸长,两者并无本质区别。

2.1国标中定义断后伸长率:断后标距的残余伸长()与原始标距(接在一起使其轴线处于同一直线上,并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。

计算方法如下:式中:—试样原始标距,mm;—断后试样拼接后的标距,mm。

如规定的最小断后伸长率小于5%,建议采取特殊方法进行测定——试验前在平行长度的两端处做一很小的标记,使用调节到标距的分规,分别以标记为圆心画一圆弧。

拉断后,将断裂的试样置于一装置上,最好借助螺丝施加轴向力,以使其在测量时牢固地对接在一起。

以最接近断裂的原圆心为圆心,以相同的半径划第二个圆弧。

用工具显微镜或其他合适的仪器测量两个圆弧之间的距离即为断后伸长。

如断裂处与最接近的标距标记的距离小于原始标距的三分之一时,可采用移位法测定断后伸长率——试验前将试样原始标距细分为5mm到10mm的N等份,试验后,以符号X表示断裂后试样短段的标距标记,以符号Y表示试样长段的等分标记。

如X与Y之间的分格数为n,按如下测定断后伸长率:图中实际上代表塑性伸长与局部缩颈伸长,2.2国标定义:断裂时刻原始标距的总延伸(弹性延伸加塑性延伸)与引伸计标距之比的百分率。

(2.3国标定义:最大原始标距的塑性延伸与引伸计上标距之比的百分率。

应变曲线图上,从最大总延伸式中,—引伸计标距;—应力-应变曲线上弹性变形部分的斜率;—抗拉强度;—最大力下总延伸。

伸长率的种类

伸长率的种类

L g Le
× 100%
公式 4
残余延伸率(Percentage permanent extension) :残余延伸率是在引伸计上测定的伸长率,指试
样施加并卸除应力后,引伸计标距的残余延伸与引伸计标距(Le)的百分比,曾称为永久伸长率。
图 4 屈服点延伸率的测定
图 5 屈服阶段均匀硬化开始点位置的测定
So Lo
公式 11
上式又称为包氏关系式,式中 和 是与材料特性相关的常数。从关系式中可以看出: 随原始标距增加,断后伸长率减小;同一材料,试样截面积不同,即使采用同一标距测得的断后伸长 率也不同;只有采用同一比例系数的试样,检测结果才有可比性。国内外许多人研究过包氏关系式, 认为该公式反映的断后伸长率与试样尺寸的关系不那么准确,需要修正,其中典型的修正公式为: A=
图 6 拉伸速率对不锈钢断后伸长率的影响 拉伸试验时的拉伸速率对金属材料的伸长率有明显的影响,伸长率值一般随拉伸速率增加而降 低。拉伸速率对不锈钢断后伸长率的影响如图 6。从图 6 可以看出:随着拉伸速度的增加,不锈钢的断 后伸长率急剧下降,拉伸速度提高到一定限度,断后伸长率趋于平稳,但不同钢种对速率变化的敏感 程度各异,到目前为止尚未找到一个公式或一个固定的数值来表示拉伸速率对伸长率的影响。因此
So Lo

So Lo

S So
公式 12
式中 S 为缩颈处最小截面积,说明断后伸长率与断面收缩率之间存在一定的正关联。

S =So(1-Z) So
公式 8
由干塑性变形过程中体积不变,Lt St=Lo So,两式联立得到: (1+A) (1-Z)=1 从上式可推导出: A
Z A 或 Z 1 Z 1 A

规定负荷伸长率测定

规定负荷伸长率测定

规定负荷伸长率测定一、测定的意义和目的将皮革制成皮鞋、皮服装等制品及在使用过程中,都要受到不同程度的拉伸作用而变形,了解这种性质和变形的大小在很大意义上可以了解革的品质,以确定制品的种类。

1. 表征革的弹塑性从力学性质上看,革的变形有两种情况,一种是弹性变形,一种是永久变形(塑变形)。

革是一种弹塑性物料,当试样受到轴向拉伸时,长度有所增加,这是由于试样内的纤维在作用力的方向上发生了变形而被拉伸的缘故,纤维束因变形而产生了内力,这种内力力图使纤维束恢复其原来的位置和形状,所以当外力除去后,纤维束的延长部份在很大程度上恢复了原状,革的这种变形叫弹性变形;还有一部分纤维当受外力拉伸时,因纤维与作用力的方向不同,改变了原来的位置,并且超过了它的弹性极限,在外力除去后,不能恢复到原来的位置。

这一部分不可逆变形就称为永久变形,即塑性变形,对于皮革来说,不管所加外力多大,弹性变形和永久变形都是同时发生的。

革的弹性变形和永久变形都是很珍贵的性质,因为在制造皮鞋等制品以及在使用它们的时候,要求它有一定程度的永久变形,即有一定的成形性,不然皮鞋、皮服装等就无一固定形状。

例如:制鞋在绷植时受力而被拉伸,取下植后,则要求它保持已赋予的形状和尺寸。

另外,在皮鞋穿用初期,需要一定的最低限度的永久变形,因为,不管开始时穿着是怎样的合脚,但鞋的个别部位总要按照脚的形状改变它的形式而使鞋子合脚。

在这种情况下,如果是绝对弹性的革,则由于需要经常地把力消耗于使革变形,因而就会引起脚的过早疲劳<另一方面,如果用来制鞋、服装的皮革没有弹性变形,它在外力消除后,就不能恢复原来的形状,使鞋、服装等制品变形。

因此这两种形变都是必须的,靠塑性来成型,靠弹性来保型,而革的弹塑性则可通过测定其伸长率来表征。

2. 判断革的柔软度、品质柔软的革延伸性比较大,而板硬的革则不易拉伸,故此可以根据革试样受到外力作用所表现的变形情况和受力大小判断革的柔软性。

革的伸长率对于轻革尤为重要,影响穿着时的舒适性、弹塑性,与制鞋关系密切,伸长率过小的面革在制鞋过程中容易出现裂纹,在穿用中不能经受反复多次弯曲,而容易出现裂纹,伸长率太大的面革,制成鞋后容易变形;故伸长率即不能太大,又不能太小,则为一个比较合适的范围,如部颁标准规定,服装用皮革规定负荷伸长率为25~60%鞋面用皮革规定负荷伸长率为55%革的伸长率是指革试样在受到轴向拉伸后,其伸长的长度与原长度的比,在实际测定中有:规定负荷伸长率;粒面层伸长率,断裂伸长率和永久伸长率。

钢丝伸长率的种类、定义和换算

钢丝伸长率的种类、定义和换算

徐效谦,等:钢丝伸长率的种类、定义和换算·61·钢丝伸长率的种类、定义和换算徐效谦,徐海成,咸永拉(东北特殊钢集团大连钢丝制品公司,辽宁大连116031)摘要钢丝伸长率分为6种:断后伸长率、断裂总伸长率、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率、残余延伸率和屈服点延伸率。

介绍影响伸长率的因素,从分析钢铁材料拉伸时应力一应变特性着手,揭示各种伸长率的含义、用途、区别及换算关系。

同时根据大量试验数据,探索钢丝组织结构和冷加工工艺对伸长率的影响。

关键词伸长率;延伸率;换算钢丝伸长率是衡量钢丝塑性的一项参数,GB/Tk228--2002{金属材料室温拉伸试验方法》等效采用ISO6892:1998,将伸长率分为6种:断后伸长率(A)、断裂总伸长率(A。

)、最大力总伸长率(A醇)、最大力非比例伸长率(A。

)、残余延伸率(A,)和屈服点延伸率(A。

)。

断后伸长率是卸除应力后测定的伸长率,其余5项均为在应力下测定的伸长率…。

01伸长率的定义和用途图1用图解法测定断后延伸和断裂总延伸GB/T228--2002定义伸长时采用了2个近义断裂总伸长率是断裂的瞬间,试样伸长的增量术语:伸长(elongation)和延伸(extension),可以理解与原始标距的百分比。

钢丝断裂总伸长率是在应力为拉伸试验时,引伸计上标距厶。

的伸长称为“延下测定的伸长率。

弓l伸计的标距应等于试样标距,伸”,试样上标距厶的伸长称为“伸长”,试验中可试验时记录拉伸力一延伸曲线,测得图1中C点,以用测延伸的方法测定伸长,两者无本质区别。

OC为断裂总伸长(△厶),则断裂总伸长率计算方法从金属材料应力一应变曲线上可以看出,钢丝如式(2)。

断裂总伸长(△厶)实际包含了试样弹性拉伸试验时伸长由弹性伸长、塑性均匀变形伸长和伸长、塑性均匀变形伸长和局部缩径伸长全部3项局部缩径伸长3部分组成,不同伸长率实际上是这伸长率。

3种伸长中的全部或部分伸长与原始标距长度的百分比。

金属材料伸长率的影响

金属材料伸长率的影响

金属材料伸长率的影响
金属材料的伸长率(又称延伸率)是指在拉伸试验中,材料试样在断裂前能够承受塑性变形的能力,即材料原始标距长度与断裂后残余长度之差与原始标距长度的比值。

影响金属材料伸长率的因素众多,包括但不限于以下几个方面:
1.材料种类和成分:不同的金属或合金其本身的延展性和韧性差异很大,
如纯金属往往比合金具有更高的伸长率,而某些高强度合金虽然抗拉强度高,但伸长率可能较低。

2.微观结构:晶粒大小、晶界形状、第二相分布等都会显著影响金属材料
的塑性变形能力。

一般来说,细小且均匀的晶粒结构有利于提高伸长
率。

3.加工工艺:热处理状态(如退火、正火、淬火、回火等)、冷加工硬化
程度、锻造或轧制过程中的塑性变形历史等均对材料的伸长率有重要影响。

4.测试条件:试验温度、加载速度、试样的尺寸和形状、取样方向(如沿
着不同晶粒方向取样会导致各向异性现象)等因素也会影响伸长率的结果。

5.缺陷和杂质:材料内部存在的裂纹、夹杂物、气孔等缺陷会降低材料的
塑性,从而影响其伸长率。

6.加载模式:单轴拉伸与多轴加载条件下,材料的伸长率表现也会有所不
同。

7.应变率敏感性:对于某些动态加载环境下的材料,其伸长率会随着加载
速率的改变而变化。

综上所述,金属材料的伸长率是一个综合反映材料塑性的重要指标,通过控制上述因素可以有效调控材料的力学性能,以满足工程应用的实际需求。

机械结构用碳素钢钢管

机械结构用碳素钢钢管

也可以根据交易当事人间的协定来规定伸长率。
2.D 表示为钢管的外径。
3. 1 N/mm2=1Mpa
5
G 3445:2006
表 4 厚度不满 8mm 钢管的 12 号试验片(纵向方向)及 5 号试验片(横向方向)的伸长率
最小值
单位:%
不同厚度对应的伸长率
类别
类别记号
试验片 类别
小于 1mm
大于 1mm 但 小于

STKM12A
0.35 以下

STKM12B 0.20 以下
0.60 以下
0.040 以下 0.040 以下
STKM12C
STKM13A
0.35 以下
STKM13B 0.25 以下
0.30~0.09 0.040 以下 0.040 以下

STKM13C
STKM14A
0.35 以下

STKM14B 0.30 以下
STKM15A 5 号试片
6
A
15 类
12 号试片
12
C STKM15C 5 号试片
-
12 号试片
2
8
10
11
12
14
16
17
13
14
16
18
19
20
22
-
-
1
2
4
6
7
3
4
6
8
9
10
12
A STKM16A 5 号试片
4
12 号试片
10
16 类
C STKM16C 5 号试片
-
12 号试片
2
6
8

钢丝绳的伸长率与预张拉技术

钢丝绳的伸长率与预张拉技术
通过对部分钢丝绳用户的跟踪了解钢丝绳经过预张拉处理后使用效果非常明显尤其是提升用三角股钢丝绳道用钢丝绳经过预张拉处理的钢丝绳在使用过程中达到稳定使用的时间比未预张拉处理的钢丝绳缩个月调绳次数减少绳相比较还有一定的差距国内同类钢丝绳达到稳定使用时间比国外钢丝绳多个月调绳次数多经过以上的分析比较由于钢丝绳自身的结构区别以及钢丝绳的捻制工艺参数张拉工艺参数芯的不同导致各种结构钢丝绳伸长率有明显的差尤其同国外钢丝绳的差距更大因此了解研究钢丝绳的伸长变化对指导钢丝绳的使用和深入研究钢丝绳的使用寿命都有特殊的意义1964年生工程师宁夏恒力钢丝绳股份有限公司五分厂技术副厂长点接触钢丝绳cfrc641swcfrc836sw33满充式钢丝绳6t36sw6t41sw30面接触钢丝绳34fc35fc36fc35fc3501多层股钢丝绳18
33 钢丝绳预张拉的效果 .
钢丝绳预张拉处理能够有效消除钢丝绳的结构 伸长以及钢丝绳的捻制应力, 使钢丝绳中股和钢丝 受力均匀, 更主要的是减少用户在使用钢丝绳中的 调绳次数, 缩短钢丝绳能够稳定使用的时间, 大大提 高钢丝绳的使用寿命; 同时, 可以发现钢丝绳中由于 钢丝对焊质量不好造成的断丝。经过预张拉后的钢 丝绳直径略微缩小, 钢芯钢丝绳经张拉后直径减小 02 03 纤维芯钢丝绳经张拉后直径减小05 . 一 . m m, . 一 . m 尼龙芯钢丝绳经张拉后直径减小 03- 15 m, . 05 , . m 而且钢丝绳捻距增大, m 弹性系数增加, 整绳 破断拉力有明显提高。但过大的预张拉载荷使绳股 间产生较大的接触应力, 加载时容易导致钢丝磨损 断丝, 尤其是纤维芯钢丝绳易出现单股凸起现象, 影响钢丝绳的耐疲劳性能和使用寿命。
4 钢丝绳的伸长率对比 不同的钢丝绳结构, 其结构伸长率不同, 经过计

规定负荷伸长率测定

规定负荷伸长率测定

规定负荷伸长率测定一、测定的意义和目的将皮革制成皮鞋、皮服装等制品及在使用过程中,都要受到不同程度的拉伸作用而变形,了解这种性质和变形的大小在很大意义上可以了解革的品质,以确定制品的种类。

1.表征革的弹塑性从力学性质上看,革的变形有两种情况,一种是弹性变形,一种是永久变形(塑变形)。

革是一种弹塑性物料,当试样受到轴向拉伸时,长度有所增加,这是由于试样内的纤维在作用力的方向上发生了变形而被拉伸的缘故,纤维束因变形而产生了内力,这种内力力图使纤维束恢复其原来的位置和形状,所以当外力除去后,纤维束的延长部份在很大程度上恢复了原状,革的这种变形叫弹性变形;还有一部分纤维当受外力拉伸时,因纤维与作用力的方向不同,改变了原来的位置,并且超过了它的弹性极限,在外力除去后,不能恢复到原来的位置。

这一部分不可逆变形就称为永久变形,即塑性变形,对于皮革来说,不管所加外力多大,弹性变形和永久变形都是同时发生的。

革的弹性变形和永久变形都是很珍贵的性质,因为在制造皮鞋等制品以及在使用它们的时候,要求它有一定程度的永久变形,即有一定的成形性,不然皮鞋、皮服装等就无一固定形状。

例如:制鞋在绷楦时受力而被拉伸,取下楦后,则要求它保持已赋予的形状和尺寸。

另外,在皮鞋穿用初期,需要一定的最低限度的永久变形,因为,不管开始时穿着是怎样的合脚,但鞋的个别部位总要按照脚的形状改变它的形式而使鞋子合脚。

在这种情况下,如果是绝对弹性的革,则由于需要经常地把力消耗于使革变形,因而就会引起脚的过早疲劳。

另一方面,如果用来制鞋、服装的皮革没有弹性变形,它在外力消除后,就不能恢复原来的形状,使鞋、服装等制品变形。

因此这两种形变都是必须的,靠塑性来成型,靠弹性来保型,而革的弹塑性则可通过测定其伸长率来表征。

2.判断革的柔软度、品质柔软的革延伸性比较大,而板硬的革则不易拉伸,故此可以根据革试样受到外力作用所表现的变形情况和受力大小判断革的柔软性。

革的伸长率对于轻革尤为重要,影响穿着时的舒适性、弹塑性,与制鞋关系密切,伸长率过小的面革在制鞋过程中容易出现裂纹,在穿用中不能经受反复多次弯曲,而容易出现裂纹,伸长率太大的面革,制成鞋后容易变形;故伸长率即不能太大,又不能太小,则为一个比较合适的范围,如部颁标准规定,服装用皮革规定负荷伸长率为25~60%。

抗张强度及伸长率参数

抗张强度及伸长率参数

抗张强度及伸长率参数抗张强度和伸长率是衡量材料抗拉性能的两个主要参数。

抗张强度指材料在拉力作用下能够承受的最大应力,是材料抗拉能力的重要指标。

伸长率是材料在拉伸过程中能够发生塑性变形的程度,反映了材料的延展性。

抗张强度和伸长率的数值和材料的种类、成分、热处理方式、制备工艺等因素有关。

以下是一些常见材料的抗张强度和伸长率参数。

1.钢材:钢是一种常用的结构材料,其抗张强度通常高于其他材料。

一般来说,碳素钢的抗张强度在400-1500MPa之间,伸长率在5-25%之间。

合金钢的抗张强度和伸长率则可能更高,有的合金钢的抗张强度可达2000MPa以上,而伸长率则较低。

2.铝材:铝是一种轻质金属,具有良好的导电、导热性能和抗腐蚀性。

常见的铝合金的抗张强度一般在100-400MPa之间,伸长率在10-30%之间。

硬化处理后的铝合金可以获得更高的抗张强度。

3.铜材:铜是一种导电性能优良的金属,广泛用于电子行业。

纯铜的抗张强度较低,一般在100-300MPa之间,伸长率较高,可达到30-60%。

加入合金元素后,铜的抗张强度可以得到提高。

4.塑料:塑料是一类轻质、可塑性好的材料,广泛应用于各个领域。

不同种类的塑料具有不同的抗张强度和伸长率。

例如,聚乙烯的抗张强度较低,一般在10-40MPa之间,伸长率较高,可达到200-1000%。

而聚酰胺纤维(尼龙)的抗张强度约为50-100MPa,伸长率在5-70%之间。

总体来说,抗张强度和伸长率是材料抗拉性能的两个重要指标,不同种类的材料具有不同的抗张强度和伸长率数值,应根据具体使用要求进行选择。

此外,在实际应用中,还需要考虑其他因素,如刚度、断裂韧性等,综合评估材料的性能。

ASME标准讲解(材料的力学性能和试验)

ASME标准讲解(材料的力学性能和试验)

b k
断裂
s Fs Fb
弹 性 变 形
O
e
L
强度(strength): 材料在力的作用下抵抗 变形和破坏的能力。 (1)种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强 度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。 (2)屈服强度( yield strength): 屈服点 S
Fs σs = —— S0
试样屈服时的载荷( N ) ( M pa ) 试样原始横截面积( mm )
三、材料的力学性能和试验
材料的力学性能 (机械性能)
ASME SA370-2001
• • • • 钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义 (与ASTM标准A370-96完全等同) 1. 材料的强度 取样方向
各种类型锻件的取样部位
抗拉强度
拉伸试验ASTM E8
• (1)屈服点:当试件拉力在 OB 范围内时,如卸去拉力,试件能恢 复原状,应力与应变的比值为常数, 因此,该阶段被称为弹性阶段。当 对试件的拉伸进入塑性变形的屈服 阶段BC时,称屈服下限C下所对应 的应力为屈服强度或屈服点,记做 σs。设计时一般以σs作为强度取值 的依据。对屈服现象不明显的钢材, 规定以0.2%残余变形时的应力σ0.2 作为屈服强度。
3、适用范围:适用于破坏形式为脆断的构件。
(三)最大剪应力(第三强度)理论:认为构件的屈服是由最 大剪应力引起的。当最大剪应力达到单向拉伸试验的极限剪应 力时,构件就破坏了。
max s
max
1 3
2

s
2
s
1、破坏判据: 1 3 s
1 3 2、强度准则:
L 1– L 0 δ = L0
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科 δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料 δ > 10% 属塑性材料

皮革 物理和机械试验 抗张强度和伸长率的测定-最新国标

皮革 物理和机械试验 抗张强度和伸长率的测定-最新国标

皮革物理和机械试验抗张强度和伸长率的测定1 范围本文件描述了皮革抗张强度、规定负荷伸长率和断裂伸长率的试验方法。

本文件适用于各种类型皮革抗张强度和伸长率的测定。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 39364 皮革、化学、物理、机械和色牢度试验取样部位(GB/T 39364-2020,ISO 2418:2017,MOD)GB/T XXXX 皮革物理和机械试验厚度的测定QB/T 2707 皮革物理和机械试验试样的准备和调节3 术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。

4 原理将试样在一定的速率下被拉伸到预先规定的力值或直到试样被拉断为止时的受力程度和伸展程度。

5 仪器和设备拉力试验机,符合以下条件:——拉力测试范围与试样相适应;——带有拉力记录装置,准确度等级为1.0级;——夹具以(100±20)mm/min的速率做匀速运动;——具有记录力-距曲线的装置;——夹具,在外加负载的方向上长度不低于45 mm,可通过机械或气动方式夹紧。

夹具内部应有纹路,确保在外加负载达到最大时试样滑移量不超过夹具初始间距的1%。

伸长率测定装置,通过监视夹具的分离或者通过传感器监测试样上两固定点之间的距离进行测定。

测厚仪,符合GB/T XXXX的规定。

模刀,符合QB/T 2707的规定,能够切出符合图1所示形状和表1规定尺寸的试样。

标引序号说明:AB和CD——上、下夹具的夹紧部位;E——中点;l——每段的长度;b——每段的宽度。

图1 试样的形状表1 试样的尺寸单位为毫米游标卡尺,分度值为0.1 mm。

6 取样及试样的制备取样按GB/T 39364的规定进行。

如果不能从标准部位取样(如直接从鞋、服装上取样),在可利用面积内的任意部位取样,试样应具有代表性,并在试验报告中注明。

金属材料六种伸长率的对比与分析

金属材料六种伸长率的对比与分析

金属材料六种伸长率的分析摘要金属材料伸长率分为6种:断后伸长率、断裂总延伸率、最大力总延伸率、最大力非比例延伸率、残余伸长率和屈服点延伸率。

本文介绍国标中各伸长率的测定方法,揭示各种伸长率的含义、用途、区别、影响因素以及换算关系。

关键词伸长率;延伸率;1的规A A)、2GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温实验方法》定义伸长时采用了两个近义术语:伸长和延伸。

拉伸试验期间任一时刻,试样原始标距(A0)的增量称为“伸长”;延伸可以理解为拉伸试验期间任一给定时刻,引伸计上标距(A A)的增量。

试验中用测量延伸的方法测定伸长,两者并无本质区别。

2.1断后伸长率国标中定义断后伸长率:断后标距的残余伸长(A A−A A)与原始标距(A0)之比的百分率。

断后伸长率是在拉断后的试样上测取得,国标规定:为了测定断后伸长率,应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上,并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。

测定断后伸长率——试验前将试样原始标距细分为5mm到10mm的N等份,试验后,以符号X表示断裂后试样短段的标距标记,以符号Y表示试样长段的等分标记。

如X与Y 之间的分格数为n,按如下测定断后伸长率:AA+2AA−A0×100A=A =AA +AA ′+AA ′′−A 0A 0×100 断后伸长率也可以通过引伸计测得,见图1。

图中?A A 实际上代表塑性伸长与局部缩颈伸长,计算方法如下:A =?A A A A ×100%2.2A A 1中2.3在用引伸计测得的应力-应变曲线图上,从最大总延伸?A A 中扣除弹性延伸部分即为塑性延伸?A A 。

最大力塑性延伸率实际反映了试样塑性变形伸长率。

其计算公式如下:A A =(?A A A A −A A A A)×100% 式中,A A —引伸计标距;A A—应力-应变曲线上弹性变形部分的斜率;A A—抗拉强度;?A A—最大力下总延伸。

伸长率

伸长率

伸长率英文:elongation代号:δ单位:%简介指金属材料受外力(拉力)作用断裂时,试棒伸长的长度与原来长度的百分比,伸长率按试棒长度的不同分为:短试棒求得的伸长率,代号为δ5,试棒的标距等于5倍直径长试棒求得的伸长率,代号为δ10,试棒的标距等于10倍直径,其中标距为用来测定试样应变或长度变化的试样部分原始长度。

是指在拉力作用下,密封材料硬化体的伸长量占原来长度的百分率(%).弹性恢复率是指密封材料硬化体产生的变形能否完全恢复的程度(%).伸长率越大,且弹性恢复率越大,表明密封材料的变形适应性越好。

弹性模量科技名词定义中文名称:弹性模量英文名称:elastic modulus定义:材料在弹性变形阶段内,正应力和对应的正应变的比值。

所属学科:水利科技(一级学科);工程力学、工程结构、建筑材料(二级学科);工程力学(水利)(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。

所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。

定义拼音:tanxingmoliang英文名称:Elastic Modulus,一般地讲,对弹性体施加一个外界作用(称为“应力”)后,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”),“弹性模量”的一般定义是:应力除以应变。

例如:线应变——对一根细杆施加一个拉力F,这个拉力除以杆的截面积S,称为“线应力”,杆的伸长量dL除以原长L,称为“线应变”。

线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( F/S)/(dL/L)剪切应变——对一块弹性体施加一个侧向的力f(通常是摩擦力),弹性体会由方形变成菱形,这个形变的角度a称为“剪切应变”,相应的力f除以受力面积S 称为“剪切应力”。

剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/S)/a 体积应变——对弹性体施加一个整体的压强p,这个压强称为“体积应力”,弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为“体积应变”,体积应力除以体积应变就等于体积模量: K=P/(-dV/V)在不易引起混淆时,一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量,即正弹性模量。

金属材料六种伸长率的对比与分析完整版

金属材料六种伸长率的对比与分析完整版

金属材料六种伸长率的对比与分析标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]金属材料六种伸长率的分析摘要金属材料伸长率分为6种:断后伸长率、断裂总延伸率、最大力总延伸率、最大力非比例延伸率、残余伸长率和屈服点延伸率。

本文介绍国标中各伸长率的测定方法,揭示各种伸长率的含义、用途、区别、影响因素以及换算关系。

关键词伸长率;延伸率;1 前言伸长率是衡量金属材料塑形的一项参数,其种类、定义及换算执行国标GB/T228的规定。

国标GB/《金属材料拉伸试验第1部分:室温实验方法》参照国际标准ISO6892-1:2009进行了修订,整体结构、层次划分等均与ISO6892-1:2009基本一致,代替了原国标GB/T228-2002《金属材料室温实验方法》。

GB/《金属材料拉伸试验第1部分:室温实验方法》将伸长率分为6种:断后伸长率(A)、残余伸长率(A A)、断裂总延伸率(A A)、最大力总延伸率(A AA)、最大力非比例延伸率(A A)和屈服点延伸率(A A)。

其中4项延伸率均为在应力状态下测定的指标,2项伸长率为卸载应力后测定的指标。

(在原国标GB/T228-2002《金属材料室温实验方法》中,残余伸长率在应力下测定)。

2 伸长率种类、定义和用途GB/《金属材料拉伸试验第1部分:室温实验方法》定义伸长时采用了两个近义术语:伸长和延伸。

拉伸试验期间任一时刻,试样原始标距(A0)的增量称为“伸长”;延伸可以理解为拉伸试验期间任一给定时刻,引伸计上标距(A A)的增量。

试验中用测量延伸的方法测定伸长,两者并无本质区别。

断后伸长率国标中定义断后伸长率:断后标距的残余伸长(A A−A A)与原始标距(A0)之比的百分率。

断后伸长率是在拉断后的试样上测取得,国标规定:为了测定断后伸长率,应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上,并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。

伸长率的种类(第2版)

伸长率的种类(第2版)

伸长率的种类、定义和換算东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司 徐效谦、牛振伟内容摘要:对广大冷加工工作者来说,伸长率是一个既熟悉又陌生的概念。

本文从分析钢铁材料拉伸时应力-应变特性着手,揭示了各种伸长率的含义、区别及换算关系。

同时根据大量实验数据,努力探索组织结构和冷加工工艺对伸长率的影响,为深入研究伸长率找到突破口。

关键词:伸长率、延伸率、换算。

钢丝伸长率是衡量钢丝塑性的一项参数,其种类、定义和換算执行国标GB/T228的规定。

新国标GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》参照国际标准ISO6892-1:2009进行了修订,整体结构、层次划分、编写方法和技术内容与ISO6892-1:2009基本一致,代替了原国标GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》。

新国标将伸长率分6种:断后伸长率(A )、残余伸长率(A r )、最大力塑性延伸率(A g )、最大力总延伸率(A gt )、断裂总延伸率(A t )和屈服点延伸率(A e )。

其中4项延伸率均为在应力状态下测定的指标,2项伸长率为卸除应力后测定的指标,但对于残余伸长率新国标只给出定义:“卸除指定应力后,伸长相对于原始标距(L o )的百分率”,对其测定方法未作统一规定。

1.伸长率种类、定义和用途GB/T228.1-2010定义伸长时采用了两个近义术语:伸长(elongation )和延伸(extension )。

拉伸试验期间任一时刻,试样原始标距(L o )的增量称为“伸长”;延伸可以理解为拉伸试验期间任一给定时刻,引伸计上标距(L e )的增量。

试验中可以用测延伸的方法测定伸长,两者无本质区别。

1.1 断后伸长率(Percentage elongation after fracture )断后标距的永久伸长(L u -L o )与原始标距(L o )之比的百分率。

断后伸长率是在拉断后的试样上测取的,计算方法如公式1。

定伸强度和扯断伸长率

定伸强度和扯断伸长率

定伸强度和扯断伸长率1. 引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下内容:在材料力学中,定伸强度和扯断伸长率是两个重要的材料力学性能指标。

定伸强度是指材料在拉伸状态下扩展到一定长度后的最大力的强度。

扯断伸长率是指材料在断裂前的拉伸过程中,材料的拉伸长度与原始长度之比。

定伸强度是评估材料强度和耐久性的重要参数。

它反映了材料在拉伸加载下的抵抗力和变形能力。

定伸强度较高的材料可以承受更大的拉伸力,具有更好的抗拉强度和抗变形能力。

定伸强度的高低也会对材料的使用范围和应用场景产生影响。

而扯断伸长率则是评估材料的韧性和可塑性的指标。

它与材料的延展性和塑性有关,反映了材料在拉伸加载下的变形性能。

扯断伸长率较高的材料可以在受到拉伸力的作用下延展较大的变形,而不容易发生断裂。

扯断伸长率高的材料具有较好的可塑性和韧性,可以在受力后保持相对稳定的形状和性能。

综上所述,定伸强度和扯断伸长率是评估材料力学性能的重要参数。

定伸强度反映了材料的抗拉强度和抗变形能力,而扯断伸长率则反映了材料的延展性和塑性。

这两个指标的高低不仅影响了材料的使用范围和应用场景,也对材料的性能和可靠性产生重要影响。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:2. 正文2.1 定伸强度在这一部分,我们将探讨材料的定伸强度。

定伸强度是指材料在受到拉力作用时能够承受的最大力量。

在本节中,我们将介绍定伸强度的定义、测试方法以及影响定伸强度的因素。

2.1.1 要点1要点1是关于定伸强度的重要概念。

我们将讨论定伸强度如何衡量材料的抗拉能力,并介绍一些常见的测试方法,例如拉伸试验和应力-应变曲线分析。

2.1.2 要点2要点2是关于定伸强度的影响因素。

我们将研究影响定伸强度的多个因素,包括材料的组成、晶体结构、加工方法以及温度等。

深入了解这些因素将有助于我们更好地理解和控制材料的定伸强度。

2.2 扯断伸长率在这一部分,我们将研究材料的扯断伸长率。

扯断伸长率是指材料在断裂前能够发生的延展程度。

金属断后伸长率

金属断后伸长率

金属断后伸长率金属断后伸长率是指在金属材料拉伸过程中,当试样断裂时,试样断口的延展长度与原始试样长度之比。

这个参数通常用来衡量材料的塑性变形能力和韧性。

一、金属材料的拉伸过程金属材料在受到外力作用下会发生形变,而拉伸是一种常见的形变方式。

在拉伸过程中,外力会使得金属材料的原子间距离增大,从而导致其晶格结构发生改变。

当外力达到一定值时,晶格结构无法再承受更大的应力,于是会发生塑性变形或破坏。

二、金属断后伸长率的定义及计算方法金属断后伸长率是指在试样断裂时,试样断口上下两端之间的延展长度与原始试样长度之比。

通常用符号“ψ”表示。

计算公式为:ψ=(L2-L1)/L1×100%其中,“L1”为原始试样长度,“L2”为试样断口上下两端之间的延展长度。

三、影响金属断后伸长率的因素1. 金属材料本身:不同种类、不同组织结构的金属材料其断后伸长率也会有所不同。

一般来说,晶粒越细、组织越均匀的金属材料其断后伸长率越高。

2. 试样形状和尺寸:不同形状、不同尺寸的试样其断后伸长率也会有所不同。

通常情况下,较大的试样其断后伸长率会比较小。

3. 拉伸速度:拉伸速度越快,金属材料的塑性变形能力就越小,因此断后伸长率也会降低。

4. 温度:温度对金属材料的塑性变形能力有很大影响。

一般来说,在高温下金属材料的塑性变形能力更强,因此其断后伸长率也会更高。

四、金属断后伸长率在工程中的应用1. 衡量材料韧性:断后伸长率可以反映金属材料在受到外力作用下发生塑性变形和破坏时所具有的韧性。

因此,在工程设计中通常需要考虑到材料的韧性指标。

2. 评价焊接质量:焊接是工程中常见的加工方式。

焊接质量的好坏对于工件的性能和寿命有很大影响。

金属断后伸长率可以用来评价焊接质量,一般来说,焊接后试样的断后伸长率越高,说明焊缝质量越好。

3. 选材:在工程设计中,需要根据具体应用场景选择合适的金属材料。

不同种类、不同组织结构的金属材料其断后伸长率也会有所不同。

橡胶伸长率

橡胶伸长率

配方与各种物性之间的关系:各种橡胶制品都有它特定的使有用性能和工艺要求.为了满足它的物性要求需选择最适合的聚合物和配合剂进行合理的配方设计.首先要了解配方设计与硫化橡胶物理性能的关系.硫化橡胶的物理性能与配方的设计有密切关系,配方中所选用的材料品种、用量不同都会产生性能上的差异.一、拉伸强度拉伸强度是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力.它是橡胶制品一个重要指标之一.许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关.如输送带的盖胶、橡胶减震器的持久性都是随着拉伸强度的增加而提高的. 拉伸强度与橡胶的结构有关,分了量较小时,分子间相互作用的次价健就较小.所以在外力大于分子间作用时、就会产生分子间的滑动而使材料破坏.反之分子量大、分子间的作用力增大,胶料的内聚力提高,拉伸时链段不易滑动,那么材料的破坏程度就小.凡影响分子间作用力的其它因素均对拉伸强度有影响.如NR/CR/CSM这些橡胶主链上有结晶性取代基,分子间的价力大大提高,拉伸强度也随着提高.也就是这些橡胶自补强性能好的主要原因之一.一般橡胶随着结晶度提高,拉伸强度增大.拉伸强度还根温度有关,高温下拉伸强度远远低于室温下的拉伸强度.拉伸强度根交联密度有关,随着交联密度的增加,拉伸强度增加,出现最大值后继续增加交联密度,拉伸强度会大幅下降.硫化橡胶的拉伸强度随着交联键能增加而减小.能产生拉伸结晶的天然橡胶,弱键早期断裂,有利于主健的取向结晶,因此会出现较高的拉伸强度.通过硫化体系,采用硫黄硫化,选择并用促进剂,DM/M/D也可以提高拉伸强度,(碳黑补强除外,因为碳黑生热作用),拉伸强度与填充剂的关系,补强剂是影响拉伸强度的重要因素之一,填料的料径越小,比表面积越大、表面活性越大补强性能越好.结晶橡胶的硫化胶,出现单调下降因为是自补强性非结晶橡胶如丁苯随着用量增加补强性能增加、过度使用会有下降趣向.低不和橡胶随着用量的增加达到最在值可保持不变. 拉伸强度与软化剂的关系加入软化剂会降低拉伸强度,但少量加入,一般在开练机7份以下,密练机在5份以下会改善分散,有利于提高拉伸强度.软化剂的不同对拉伸强度降低的程度也不同.一般天然橡胶适用于植物油类.非极性橡胶用芳烃油如SBR/IR/BR. .如IIR /EPDM用石腊油、环烷油.NBR/CR用DBP/DOP.之类. 提高拉伸强度的其它放法有,用橡胶与树脂共混、橡胶化学改性、填料表面改性(如加桂烷等)二、撕裂强度橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大开裂而导至破坏现象.撕裂强度与拉伸没有直接关系.在许多情况下撕裂与拉伸是不成正比的.一般情况下,结晶橡胶比非结晶橡胶撕裂强高.撕裂强度与温度有关.除了天然橡胶外,高温下撕裂强度均有明显地下降.碳黑、白炭黑填充的橡胶其撕裂强度有明显地提高.撕裂强度与硫化体系有关.多硫键有较高的撕裂强度.硫黄用量高撕裂强度高.但过多的硫黄用量撕裂强度会显着地降低.使用平坦性较好的促进剂有利于提高撕裂强度. 撕裂强度与填充体系有关,各种补强填充如、碳黑、白炭黑、白艳华、氧化锌等,可获较高的撕裂强度.某些桂烷等偶联剂可以提高撕裂强度.通常加入软化剂会使撕裂强度下降.如石腊油会使丁苯胶的撕裂强度极为不利.而芳烃油就变化不大.如CM/NBR用酯类增塑剂比其它软化剂就影响小多了.三、定伸应力与硬度定伸应力与硬度是橡胶材料的刚度重要指标,是硫化胶产生一定形变所需要的力,与较大的拉伸形变有关,两者相关性较好,变化规律基本一至.橡胶分子量越大,有效交联定伸应力越大.为了得到规定的定伸应力,可对分子量较小的橡胶适当提高交联密度.凡能增加分子间作用力的结构因素.都能提高硫化胶的网洛抵抗变形能力.如CR/NBR/PU/NR等有较高的定伸应力.定伸应力与交联密度影响极大.不论是纯胶还是补强硫化胶,随着交联密度的增加,定伸应力与硬度也随之直线增加.通常是通过对硫化剂、促进剂、助硫化剂、活性剂等品种的调节来实现的.含硫的促进对提高定伸应力更有显着的效果.多硫健有利于提高定伸应力.填充剂能提高制品的定伸应力、硬度.补强性能越高、硬度越高,定伸应力就越高.定伸应力随着硬度的增加,填充的增加越高.相反软化剂的增加,硬度降低,定伸应力下降.除了增加补强剂外还有并用烷基酚醛树脂硬度可达95度、高苯乙烯树脂.使用树脂RS、促进剂H并用体系硬度可达85度等等.四、耐磨性耐磨耗性能表征是硫化胶抵抗摩察力作用下因表面破坏而使材料损耗的能力.是与橡胶制品使用寿命密切相关的力学性能.它的形式有; 1.磨损磨耗,在摩擦时表面上不平的尖锐的粗糙物不断地切割、乱擦.致使橡胶表面接触点被切割、扯断成微小的颗粒,从橡胶表面脱落下来、形成磨耗 .磨耗强度与压力成正比与拉伸强度成反比.随着回弹性提高而下降. 2.疲劳磨耗,与摩擦面相接触的硫化胶表面,在反复的过程中受周期性的压缩、剪切、拉伸等变形作用,使橡胶表面产生疲劳,并逐渐在其中产生微裂纹.这些裂纹的发展造成材料表面的微观剥落.疲劳磨耗随着橡胶的弹性模量、压力提高而增加,随着拉伸强度的降低而和疲劳性能变差而加大. 3.巻曲磨耗,橡胶下光滑的表面接触时,由于磨擦力的作用,使硫化胶表面不平的地方发生变形,并被撕裂破坏,成巻的脱落表面. 耐磨性能和硫化胶的主要力学性能有关.在设计配方时要设法平衡各种性能之间的关系.耐磨性与胶种之间关系最大,一般来讲NBR>BR>SSBR>SBR(EPDM)>NR>IR (IIR)>CR 耐磨性与硫化体系有关,适量地提高交联徎度能提高耐磨性能.单硫健越多耐磨性越好,这就是半有效硫化体系的耐磨性最好的道理.用CZ做第一促进剂的耐磨性能要比其它促进剂好,最佳的补强剂用量会提高一定的耐磨性能.合理地使用软化剂会能最小地降低耐磨性.如天然胶、丁苯胶用芳烃油. 有效地使用防老剂,可防止疲劳老化.提高碳黑的分散性可提高耐磨性能. 使用桂烷表面处理剂改性可大大地提高耐磨性能. 采用橡塑共混来提高耐磨性能,如丁睛与聚氯乙烯并用,所制造的纺织皮结. 用丁睛与三元尼龙并用,丁晴与酚醛树脂并用. 添加固体润滑剂和减磨性材料.如丁睛胶橡胶胶料中添加石墨、二硫化钼、氮化硅、碳纤维,可使硫化胶的磨擦系数降低,提高其耐磨性能.五,疲劳与疲劳破坏.硫化胶受到交变应力作用时,材料的结构和性能发生变化的现象叫疲劳.随着疲劳过徎的进行,导至材料破坏的现象叫做疲劳破坏. 1. 橡胶结构的影响,玻璃化温度低的橡胶耐疲劳性能好.有极性基团的橡胶耐疲劳性能差.分子内有庞大基团或侧基的橡胶,耐疲劳性能差、结构序列规整的橡胶,容易聚向结晶,耐疲劳性差. 2. 橡胶硫化体系影响,单硫健的硫化体系,疲劳性能最小,耐疲劳性能好,增加交联剂的用量会使硫化胶的疲劳性能下降.所以应尽量减少交联剂的用量. 3. 填充剂的影响,补强性能越小的填充剂影响越小,填充剂用量越大影响越大,应尽量少用填充剂. 4. 软化体系的影响,尽可能选用软化点低的非粘稠性软化剂;软化剂的用量尽可能多一些,相反高粘度软化剂不宜多用,如松焦油的耐疲劳性差,脂类增塑剂的耐疲劳性就好.六,弹性橡胶最宝贵特性是弹性.高弹性源于橡胶分子运动,完全由卷曲分子的构象变化所造成的,除去外力后能立即恢复原状,称理想的弹性体.橡胶分子之间的作用会妨碍分子链段运动,表现出粘性或粘度.所以说橡胶的特性是既有弹性又有粘性.影响弹性的因素有形变大小、作用时间、温度等.橡胶分子间的作用增大,分子链的规整性高时,易产生拉伸结晶,有利于强度提高,显示出高弹性.在通用橡胶中的天然、顺丁胶弹性最好,其次是丁睛、氯丁.丁苯与丁基较差. 弹性与交联密度有关,随着交联密度的增加,硫化胶的弹性增加,并出现最大值,交联密继续增加弹性呈下的趣势.适当地提高流化程度对弹性有利.在高弹性配合中选用硫黄与CZ并用、与促进D并用硫化胶的回弹性较高,滞后损失小. 弹性与填充体系有关,提高含胶率是提高弹性的最直接、最有效的办法,补强性越好的填充对弹性越不利. 弹性与软化剂的关系.软化剂与橡胶的相溶性有关,相溶性越小,弹性越差.如天然、顺丁、丁基加石腊油,优于加环烷油.丁睛加DOP优于使用环烷油、芳烃油.一般来说增塑剂会降低橡胶的弹性,应尽量少用增塑剂.七,扯断伸长率(延伸率)扯断伸长率与拉伸强度有关,只有具有较高的拉伸强度,保证其在变形过程中不受破坏,才会有较高的伸长率.一般随着定伸应力和硬度增大则扯断伸长率下降,回弹性大、永久变形小,则扯断伸长率大.不同的橡胶,它的扯断伸长率不同,天然胶它的含胶率在80%以上时它的扯断伸长率可达1000%.在形变时易产生塑性流动的橡胶也会有较高的伸长率.如丁基橡胶. 扯断伸长率随着交联密度的提高而降低.制造高定伸制品,硫化程度不宜过高,可以稍欠硫或降低硫化剂用量.增加填充剂的用量会降低扯断伸长率,结构越高的补强剂,扯断伸长率越低,曾加软化剂的用量,可以获较大的扯断伸长。

伸长率公式

伸长率公式

伸长率公式是材料科学中的一个重要指标,它描述了材料在受力作用下的变形程度。

伸长率公式的计算方法简单,但它的结果对材料的性能评价有着重要的意义。

本文将详细介绍伸长率公式的含义、计算方法和应用。

一、什么是伸长率公式?伸长率公式是指材料在拉伸过程中的变形程度,通常用百分比表示。

伸长率公式可以反映材料的延展性和韧性,是衡量材料机械性能的重要指标之一。

伸长率公式的计算公式如下:伸长率公式 = (L2 - L1)/ L1 × 100%其中,L1是材料在未受力前的长度,L2是材料在受力后的长度。

二、伸长率公式的计算方法伸长率公式的计算方法非常简单,只需要测量材料在拉伸过程中的长度变化即可。

首先,将材料固定在拉伸机上,然后施加一个恒定的拉伸力,逐渐增加拉伸力的大小,直到材料断裂。

在拉伸过程中,使用测量仪器测量材料的长度,记录拉伸前后的长度数据,然后代入公式计算伸长率。

三、伸长率公式的应用伸长率公式的应用非常广泛,主要用于材料的机械性能评价和材料的选择。

伸长率公式可以反映材料的延展性和韧性,即材料在受力作用下的变形程度。

伸长率越高,说明材料的延展性越好,韧性越高,材料的机械性能也越好。

因此,在材料的选择和评价中,伸长率公式是一个非常重要的指标。

下面举几个例子说明伸长率公式的应用:1. 汽车制造在汽车制造中,伸长率公式是一个非常重要的指标。

汽车零部件需要承受各种复杂的受力情况,如拉伸、弯曲、压缩等。

因此,汽车零部件的机械性能是非常重要的。

伸长率公式可以反映汽车零部件的延展性和韧性,从而评价其机械性能。

在汽车制造中,通常选择伸长率较高的材料来制造零部件,以确保其机械性能的稳定性和可靠性。

2. 金属材料选择在金属材料选择中,伸长率公式也是一个非常重要的指标。

不同的金属材料具有不同的机械性能,如强度、硬度、延展性等。

在选择金属材料时,需要考虑其机械性能的要求,如承受的受力大小、工作环境的温度和湿度等。

伸长率公式可以反映金属材料的延展性和韧性,从而评价其机械性能。

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伸长率的种类、定义和換算东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司 徐效谦、牛振伟内容摘要:对广大冷加工工作者来说,伸长率是一个既熟悉又陌生的概念。

本文从分析钢铁材料拉伸时应力-应变特性着手,揭示了各种伸长率的含义、区别及换算关系。

同时根据大量实验数据,努力探索组织结构和冷加工工艺对伸长率的影响,为深入研究伸长率找到突破口。

关键词:伸长率、延伸率、换算。

钢丝伸长率是衡量钢丝塑性的一项参数,其种类、定义和換算执行国标GB/T228的规定。

新国标GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》参照国际标准ISO6892-1:2009进行了修订,整体结构、层次划分、编写方法和技术内容与ISO6892-1:2009基本一致,代替了原国标GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》。

新国标将伸长率分6种:断后伸长率(A )、残余伸长率(A r )、最大力塑性延伸率(A g )、最大力总延伸率(A gt )、断裂总延伸率(A t )和屈服点延伸率(A e )。

其中4项延伸率均为在应力状态下测定的指标,2项伸长率为卸除应力后测定的指标,但对于残余伸长率新国标只给出定义:“卸除指定应力后,伸长相对于原始标距(L o )的百分率”,对其测定方法未作统一规定。

1.伸长率种类、定义和用途GB/T228.1-2010定义伸长时采用了两个近义术语:伸长(elongation )和延伸(extension )。

拉伸试验期间任一时刻,试样原始标距(L o )的增量称为“伸长”;延伸可以理解为拉伸试验期间任一给定时刻,引伸计上标距(L e )的增量。

试验中可以用测延伸的方法测定伸长,两者无本质区别。

1.1 断后伸长率(Percentage elongation after fracture )断后标距的永久伸长(L u -L o )与原始标距(L o )之比的百分率。

断后伸长率是在拉断后的试样上测取的,计算方法如公式1。

A =oou L L L -×100% 公式1 式中:L o —试样原始标距,mm ;L u —断后试样拼接后的标距,mm 。

断后伸长率也可以通过引伸计测得,图2中ΔL r 实际上代表塑性伸长+局部缩颈伸长,计算方法如公式2。

A =erL ΔL ×100% 公式2图2 用图解法测定断后伸长率和断裂总延伸率1.2 断裂总延伸率(Percentage total extension at fracture )断裂时刻标距的总延伸ΔL f (弹性延伸+塑性延伸+缩颈延伸)与引伸计标距L e 之比的百分率,断裂总延伸率是在应力下测定的伸长率,如图1。

试验时纪录应力-延伸曲线,引伸计的标距为L e ,确定图中C 点,OC 为断裂总伸长(ΔL f ),则断裂总延伸率计算方法如公式3。

A t =ef L ΔL ×100% 公式31.3 最大力塑性延伸率(Percentage plastic extension at maximum force )最大力原始标距的塑性延伸ΔL g 与引伸计上标距L e 之比的百分率,见图1。

在用引伸计测得的应力-应变曲线图上,从最大力总延伸ΔL m 中扣除弹性延伸部分即为塑性延伸ΔL g ,将其除以引伸计标矩L e ,即为最大力塑性延伸率,见公式4。

最大力塑性延伸率实际反映了试样塑性变形伸长率。

A g =%100)(Em⨯∆m R L L e m - 公式4 式中:L e ——引伸计标距;m E ——应力-应变曲线上弹性变形部分的斜率; R m ——抗拉强度; ΔL m ——最大力下总延伸。

也可用图解法测定最大力延伸率,见图3a ;当最大力出现平台时,取平台中点的最大力对应的塑性延伸为ΔL ξ,见图3b 。

此时,最大力塑性延伸率的计算如公式5。

A g =%100⨯∆eg L L 公式5a.最大力明显时b.最大力出现平台时图3 用图解法测定最大力延伸率方法1.4 最大力总延伸率(Percentage total extension at maximum force )最大力时原始标距的总延伸ΔL m (弹性延伸+塑性延伸)与引伸计标距L e 之比的百分率,最大力总伸长率是在应力下测定的延伸率,见图3,将最大力点的总延伸ΔL m 除以引伸计标矩L e ,即为最大力总延伸率,见公式6。

如拉伸力-延伸曲线在最大点呈现一个平台,则取平台宽度的中点作为最大力总伸长率的最大力点。

最大力总伸长率实际包含了试样弹性伸长和塑性变形伸长两项伸长率。

A gt =eL ΔL m×100% 公式6 1.5 残余伸长率(Percentage permanent elongation )残余伸长率是在引伸计上测定的伸长率,指试样施加并卸除指定应力后,引伸计标距的残余伸长量与引伸计标距(L e )之比的百分率,曾称为永久伸长率。

1.6 屈服点延伸率(Percentage yield point extension )屈服点延伸率是在应力下测定的伸长率,对呈现不连续屈服的材料,指从应力-应变曲线图上,均匀加工硬化开始点的延伸减去上屈服强度对应的延伸得到的延伸ΔA y ,再用ΔA y 除以引伸计延伸L e 即得到屈服点延伸率,见图4和公式7。

均匀加工硬化开始点的确定方法为:根据经过不连续屈服阶段的最后的最小值点(图4a )作一条水平线,或经过均匀加工硬化前屈服范围的回归线(图4b ),与均匀加工硬化开始处曲线的最高斜率线相交点确定。

A e =ey L ΔL ×100% 公式7式中:A e ——屈服点延伸率;ΔA y ——屈服点延伸。

a.水平线法b.回归线法图4 屈服点延伸率A e 的不同评估方法 图中:ΔA y ——屈服点延伸; ΔL ——应变;R ——应力; R eH ——上屈服强度。

a.经过均匀加工硬化前最后最小值点的水平线;b.经过均匀加工硬化前屈服范围的回归线;c.均匀加工硬化开始处曲线的最高斜率线。

1.7 伸长率应用实例上述6种伸长率中,断后伸长率、断裂总延伸率、最大力总延伸率、最大力塑性延伸率和残余伸长率是成品钢丝选用的检测项目,尚无成品钢丝选用屈服点延伸率的实例2。

目前,绝大多数钢丝标准中要求测定的伸长率均指断后伸长率。

选用其他伸长率的实例有:GB/T11182-2006《橡胶管增强用钢丝》中要求钢丝断裂总延伸率不小于2.0%(L 0=250mm),预应力应小于10%R m ;YB/T123-2005《铝包钢丝》中要求钢丝断裂总延伸率不小于 1.5%(L 0=250mm);GB/T5223-2002《预应力混凝土用钢丝》中要求冷拉钢丝最大力总延伸率不小于1.5%,消除应力光圆及螺旋肋钢丝最大力总延伸率不小于3.5%(L 0=200mm);YB/T156-2005《中强度预应力混凝土用钢丝》中要求成品钢丝最大力总延伸率不小于2.5%;YB/T125-1997《光缆用镀锌碳素钢丝》中要求“钢丝永久伸长率不得大于0.1%”,对永久伸长率的测量方法规定如下:“把钢丝试样夹紧在合适的拉力试验机上,施加最小破断拉力2%的初负荷,标定好250mm 以上的距离L 1为标记长度,然后以不大于50mm/min 的拉伸速度加载到最小破断拉力的60%,(保持此力10~12s 后)再卸载到初负荷,接着测出标记长度L 2,,按公式 计算永久伸长率的值。

”残余伸长率(永久伸长率)A r =%100112 L L L - 公式8 2. 影响伸长率的因素1、32.1金属材料锭坯内部存在各类冶金缺陷.在压力加工过程中,金属晶粒沿主变形方向拉长,夹杂也沿变形方向排列,形成金属纤维,造成材料各向异性,即使是同一批产品,取样部位和取样方向不同,伸长率往往有一定的差异,因此产品标准应对试样的截取部位和方向有明确的规定。

2.2拉伸试验速率.拉伸试验时的拉伸速率对金属材料的伸长率有明显的影响,伸长率值一般随拉伸速率增加而降低。

拉伸速率对不锈钢断后伸长率的影响如图5。

图5不同钢种对速率变化的敏感程度各异,到目前为止尚未找到一个公式或一个固定的数值来表示拉伸速率对伸长率的影响。

因此GB/T228.1根据钢铁材料的特性,规定测定屈服点延伸率(A e )时,应变速率()应控制在0.00025/s ~0.0025/s 范围内;测定其他伸长率时,应变速率应控制在≤0.008/s范围内,以此来排除速率的影响。

2.3 试样的几何形状、标距、直径同一材料,圆形横截面试样比矩形横截面试样具有更高的断后伸长率和断面收缩率;试样标距分为比例标距和非比例标距两种,凡试样原始标距(L o )与原始横截面积(S o )存在L o =k o S 关系的称为比例试样,不存在上述关系的称为非比例试样。

常用比例系数有k =5.65和k =11.3两种,分别称为短(标距)试样和长(标距)试样。

国际标准ISO 和GB/T228.1均优先推荐k =5.65的短试样,同时规定原始标距不得小于15mm ,当试样原始横截面积太小,短试样标距不足15mm 时,可选用长试样(优先考虑)或非比例试样。

实际上短试样和长试样最初是按照圆形截面试样设定的,相当于L o =5d 和L o =10d 。

因为圆截面积S 0=24d π,则d =o S π4, 短试样L o =5d =5o S π4=5.65o S 。

这就是比例系数k =5.65和k =11.3的来源。

对于同一材料,选用不同标距测得的伸长率数值不一样,用短试样和长试样测得的伸长率分别用A 5.65和A 11.3表示。

仅当标距(引伸计标距)、横截面形状和面积相同、或比例系数相同时,断后伸长率才具有可比性。

对于直径或厚度小于4mm 的钢丝,GB/T228.1推荐采用L o =100mm (R9试样)或200mm 的非比例试样(R10试样),此时测得的伸长率用A 表示,但必须注明原始标准长度L O =100mm 或L O =200mm ,也可以用A 100mm 或A 200mm 来表示。

2.4 试样表面光洁度、拉力试验机的夹具、引伸计精度、试样对中状况和热耗等。

GB/T228.1在试样加工、试验设备的准确度、试验速率、夹持方法等相关条款中均有明确的规定,检测时必须严格按规定操作。

3.伸长率的换算3.1奥氏(Oliver )公式一般认为奥氏公式比包氏关系式更准确、更适用,现行国际标准ISO 2566:1984和国家标准GB/T17600-1998《钢的伸长率換算》均是以奥氏公式为基础演算出来的。

奥氏公式的基本表达式为:A =no o L S R ⎪⎪⎭⎫⎝⎛ 公式9 式中R 和n 是与材料特性相关的常数。

对于某种材料,取不同标距和不同截面积的试样测定断后伸长率,然后对测得数据进行数理分析,求出常教R 和n ,即可得到该材料断后伸长率的计算公式。

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