ASTME21-13高温拉伸的标准试验-培训讲稿
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当有可能时，应把引伸计直接装卡到试样的缩减部分
将引伸计安装在小试样上可能难以实行。在这种情况下，可记录试样两夹头或十字头的分离移动，并用 此来测定与 0.2% 偏置量屈服强度相应的应变。这样得到数值的精确度较低，因而必须注明为“近似屈服 强度”。观测到的伸长应通过 9.6.3 和 10.1.3 条所叙述的程序进行修正
铸造试样
• 对直径、平直度和同心度规定办不到时，应尽可能接近这些要求 • 如果试样不符合尺寸要求，试验报告应如实注明并报告偏差大小
标定与标准化
需标定和校准的项目
• 力值——测量系统 • 引伸计 • 加荷装置的轴向性 • 热电偶 • 电位计 • 测微计 （千分尺）
依据方法ASTM E83 挑选符合要求的引伸计，确定灵敏度和精确度 • 为了测定 0.1% 或更大偏置量的屈服强度，可使用 B2 级引伸计 • 引伸计与高温炉子一起使用时，应进行检验以确保其精度
当仅在试样一侧测量应变时，在小应变下负荷的不同心度通常足以产生明显误差，因此，应装卡引伸计 到试样相对两侧的应变，则应力——应变曲线的斜度通常将在弹性模量的10%以内。
除非已知引伸计对室温变化不敏感，只要引伸计已装卡，室温的温度变化范围不应超过 6 ℃
取样要求
取自代表该批材料的部位
从最终状态的材料切取样 坯。每批做一次试验
一批相同炉号、相同标称 尺寸和相同状态（特征）
的材料
试样和样坯
总体要求
• 试样尺寸及其形状应以得到待检验材料的代表性试样为基础
试样位置和方向
试样和样坯ห้องสมุดไป่ตู้
圆形试样
• 横截面试样应带有螺纹、凸台、或符合要求的其他适于夹持的头部
矩形试样
• 一种通过试样每端加粗头部的柱形销来施加负荷的装置，夹头的加 荷轴向性很好
• 自调节夹头对于高温薄板比锲形夹具较为满意 • 伸长调节片可焊接或铜焊于试样凸台上，并将其延伸出炉外夹持 • 与缩减部分末端的过渡圆弧相配合并对过渡圆弧施加负荷的夹头
ASTM E21-20 13 金属材料 高温拉伸的试验方法
编制：卢小成 2015年七月
适用范围
几个术语
试样的小截面段是横截面比夹持两端部小的试样长度中间部分，其横截面是均匀的。 小截面段的长度是形成缩减部分边界两过渡圆弧的两切点之间的距离。 小截面段的调节长度是比缩减部分的长度长出一个用来补偿过渡弧区的应变计算值 标距是标在试样上两标记之间用于测定断后延伸率的原始距离. 轴向应变是在相对两侧并与试样轴等距离处所测量的应变之平均值 最大弯曲应变是在试样的最小截面段上弯曲应变的最大值。它可以从两个不同的纵向位置在每个位置上取三个圈向位置 测得的应变计算得到。
• 通过室温下测定的轴向性来证明试验设备合格。在对设备进行轴向性测量时，所用试样 形状应与在高温下所用的试样相同。
• 在高温下重复使用，夹持装置和拉杆可能氧化、翘曲和蠕变，结果可能增加弯屈应力。 因此，应定期重复检验夹头和拉杆的轴向性，必要时应重新加工。
对于容易受其环境（例如金属在空气中氧化）浸蚀的材料高温拉伸试验， 可以把试样封闭在容器内，使之能够在真空或惰性气氛中进行试验。
• 试样的取向应使试样轴线平行于加工方向 • 厚度、直径或两面间的距离等于或小于 38 毫米的产品在中心部位 • 厚度、直径或两面间的距离大于 38 毫米的产品，在产品的中心至其表面的中间部位
试样尺寸要求
• 试验方法E8/E8M中描述的试样形状通常适用于高温试验 • 试样缩减部分两端的直径（或宽度）不得小于缩减部分中间处的直径（或宽度） • 允许缩减部分中间处直径（或宽度）比其两端的直径（或宽度）稍小，但其差不应超过
入深度和温度梯度
• 用代表性热电偶标定贱金属热电偶，而用于测量试样温度的实际热电偶不予标定 • 不应再次使用没有剪去暴露热区部分热电偶丝并重新焊接的贱金属热电偶 • 贱金属热电偶在相当低的温度使用后而再次使用，应证明这种标定不受暴露条件过份影
响的重新标定数据。
• 贵金属热电偶由于污染等容易带来误差，应定期进行退火及复核标定。使用之前，应采 取措施保持热电偶清洁。
• 热电偶在使用期间难于测定标定值的漂移。当试验期间漂移已成为一个问题时，应设法 检查试验期间试样上热电偶的读数。对于使用后可靠的热电偶标定，试验炉子的温度梯 度必定在重新标定时重现。
• 温度测量、控制和记录的仪表应相应为二级标准。应在正常使用的导线位置上检查导线 误差。
设备要求-----引伸计系统
直径（或宽度）的 0.5% ，但脆性材料可能仍会在过渡圆弧处发生断裂引起试验失败。缩减 部分的中间比其两端可以做得小些，从两端到中间带有一个逐渐变小的锥度，而超出上述要 求应在报告中注明 • 试样表面应光滑而无切口和划痕 • 采取措施把冷加工而产生的高残余应力或其它对表面层的干扰减至最小 • 试样缩减部分的轴线应平直，偏差不超过直径的± 0.5%
设备要求-----加热装置
除非双方事先特 意商定其他介质， 否则均应用电阻 丝炉或辐射炉在 大气气氛中加热
试样。
试验期间（从加力到断裂的时间）， 指示温度与标称温度之差不应超过
下列限度：
≤ 1000 ℃，± 3 ℃
＞ 1000 ℃，± 6 ℃
当在几百度的温度下试验时，由于 塑性加工的内加热，可能使温度升 高超过上述规定范围。在这种情况 下，报告中应包括最大负荷时的温
度和过冲的理由。
设备要求-----温度测量装置
试验期间（从加力到断裂的时间），指示温度与标称温度之差不应超过下列限度：≤ 1000 ℃，± 3 ℃ ＞ 1000 ℃，± 6 ℃
应用与电位计或毫伏计相连接的热电偶进行温度测量 应使用标定过的热电偶测量温度
• 用来制作贱金属热电偶的金属丝的每一批中标定代表性的热电偶 • 除相当低的使用温度外，重新使用贱金属热电偶会带来误差，除非重现最初使用时的深
设备要求-----试验机
试验机的精度满足于E4 方法 " 试验机的校验 " 中规定的允许偏差范围内
轴向性要求
• 试验机具有合格条件的零负荷和最低负荷下读取的应变读数为基础进行计算时，试验机 和夹头应能对精确加工的试样施加负荷而使试样的最大弯曲应变不超过其轴向应变的 10% 。
• 试验脆性材料时，即使是在 10% 的弯曲应变下也可以产生比在改进的轴向性情况下应该 得到的强度低
将引伸计安装在小试样上可能难以实行。在这种情况下，可记录试样两夹头或十字头的分离移动，并用 此来测定与 0.2% 偏置量屈服强度相应的应变。这样得到数值的精确度较低，因而必须注明为“近似屈服 强度”。观测到的伸长应通过 9.6.3 和 10.1.3 条所叙述的程序进行修正
铸造试样
• 对直径、平直度和同心度规定办不到时，应尽可能接近这些要求 • 如果试样不符合尺寸要求，试验报告应如实注明并报告偏差大小
标定与标准化
需标定和校准的项目
• 力值——测量系统 • 引伸计 • 加荷装置的轴向性 • 热电偶 • 电位计 • 测微计 （千分尺）
依据方法ASTM E83 挑选符合要求的引伸计，确定灵敏度和精确度 • 为了测定 0.1% 或更大偏置量的屈服强度，可使用 B2 级引伸计 • 引伸计与高温炉子一起使用时，应进行检验以确保其精度
当仅在试样一侧测量应变时，在小应变下负荷的不同心度通常足以产生明显误差，因此，应装卡引伸计 到试样相对两侧的应变，则应力——应变曲线的斜度通常将在弹性模量的10%以内。
除非已知引伸计对室温变化不敏感，只要引伸计已装卡，室温的温度变化范围不应超过 6 ℃
取样要求
取自代表该批材料的部位
从最终状态的材料切取样 坯。每批做一次试验
一批相同炉号、相同标称 尺寸和相同状态（特征）
的材料
试样和样坯
总体要求
• 试样尺寸及其形状应以得到待检验材料的代表性试样为基础
试样位置和方向
试样和样坯ห้องสมุดไป่ตู้
圆形试样
• 横截面试样应带有螺纹、凸台、或符合要求的其他适于夹持的头部
矩形试样
• 一种通过试样每端加粗头部的柱形销来施加负荷的装置，夹头的加 荷轴向性很好
• 自调节夹头对于高温薄板比锲形夹具较为满意 • 伸长调节片可焊接或铜焊于试样凸台上，并将其延伸出炉外夹持 • 与缩减部分末端的过渡圆弧相配合并对过渡圆弧施加负荷的夹头
ASTM E21-20 13 金属材料 高温拉伸的试验方法
编制：卢小成 2015年七月
适用范围
几个术语
试样的小截面段是横截面比夹持两端部小的试样长度中间部分，其横截面是均匀的。 小截面段的长度是形成缩减部分边界两过渡圆弧的两切点之间的距离。 小截面段的调节长度是比缩减部分的长度长出一个用来补偿过渡弧区的应变计算值 标距是标在试样上两标记之间用于测定断后延伸率的原始距离. 轴向应变是在相对两侧并与试样轴等距离处所测量的应变之平均值 最大弯曲应变是在试样的最小截面段上弯曲应变的最大值。它可以从两个不同的纵向位置在每个位置上取三个圈向位置 测得的应变计算得到。
• 通过室温下测定的轴向性来证明试验设备合格。在对设备进行轴向性测量时，所用试样 形状应与在高温下所用的试样相同。
• 在高温下重复使用，夹持装置和拉杆可能氧化、翘曲和蠕变，结果可能增加弯屈应力。 因此，应定期重复检验夹头和拉杆的轴向性，必要时应重新加工。
对于容易受其环境（例如金属在空气中氧化）浸蚀的材料高温拉伸试验， 可以把试样封闭在容器内，使之能够在真空或惰性气氛中进行试验。
• 试样的取向应使试样轴线平行于加工方向 • 厚度、直径或两面间的距离等于或小于 38 毫米的产品在中心部位 • 厚度、直径或两面间的距离大于 38 毫米的产品，在产品的中心至其表面的中间部位
试样尺寸要求
• 试验方法E8/E8M中描述的试样形状通常适用于高温试验 • 试样缩减部分两端的直径（或宽度）不得小于缩减部分中间处的直径（或宽度） • 允许缩减部分中间处直径（或宽度）比其两端的直径（或宽度）稍小，但其差不应超过
入深度和温度梯度
• 用代表性热电偶标定贱金属热电偶，而用于测量试样温度的实际热电偶不予标定 • 不应再次使用没有剪去暴露热区部分热电偶丝并重新焊接的贱金属热电偶 • 贱金属热电偶在相当低的温度使用后而再次使用，应证明这种标定不受暴露条件过份影
响的重新标定数据。
• 贵金属热电偶由于污染等容易带来误差，应定期进行退火及复核标定。使用之前，应采 取措施保持热电偶清洁。
• 热电偶在使用期间难于测定标定值的漂移。当试验期间漂移已成为一个问题时，应设法 检查试验期间试样上热电偶的读数。对于使用后可靠的热电偶标定，试验炉子的温度梯 度必定在重新标定时重现。
• 温度测量、控制和记录的仪表应相应为二级标准。应在正常使用的导线位置上检查导线 误差。
设备要求-----引伸计系统
直径（或宽度）的 0.5% ，但脆性材料可能仍会在过渡圆弧处发生断裂引起试验失败。缩减 部分的中间比其两端可以做得小些，从两端到中间带有一个逐渐变小的锥度，而超出上述要 求应在报告中注明 • 试样表面应光滑而无切口和划痕 • 采取措施把冷加工而产生的高残余应力或其它对表面层的干扰减至最小 • 试样缩减部分的轴线应平直，偏差不超过直径的± 0.5%
设备要求-----加热装置
除非双方事先特 意商定其他介质， 否则均应用电阻 丝炉或辐射炉在 大气气氛中加热
试样。
试验期间（从加力到断裂的时间）， 指示温度与标称温度之差不应超过
下列限度：
≤ 1000 ℃，± 3 ℃
＞ 1000 ℃，± 6 ℃
当在几百度的温度下试验时，由于 塑性加工的内加热，可能使温度升 高超过上述规定范围。在这种情况 下，报告中应包括最大负荷时的温
度和过冲的理由。
设备要求-----温度测量装置
试验期间（从加力到断裂的时间），指示温度与标称温度之差不应超过下列限度：≤ 1000 ℃，± 3 ℃ ＞ 1000 ℃，± 6 ℃
应用与电位计或毫伏计相连接的热电偶进行温度测量 应使用标定过的热电偶测量温度
• 用来制作贱金属热电偶的金属丝的每一批中标定代表性的热电偶 • 除相当低的使用温度外，重新使用贱金属热电偶会带来误差，除非重现最初使用时的深
设备要求-----试验机
试验机的精度满足于E4 方法 " 试验机的校验 " 中规定的允许偏差范围内
轴向性要求
• 试验机具有合格条件的零负荷和最低负荷下读取的应变读数为基础进行计算时，试验机 和夹头应能对精确加工的试样施加负荷而使试样的最大弯曲应变不超过其轴向应变的 10% 。
• 试验脆性材料时，即使是在 10% 的弯曲应变下也可以产生比在改进的轴向性情况下应该 得到的强度低