金属材料室温拉伸试验方法 ppt课件
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《金属材料的室温拉伸试验》
GB/T 228.1-2010国家标准介绍 （简本）
东南大学交通学院 桥梁研究所 钱培舒 2013.3
东南大学
南京市四牌楼二号
PPT课件
1
单向静拉伸试验 在试样两端缓慢地施加载荷，使试样的工作部分受轴向拉力
，引起试样沿轴向伸长，直至拉断为止。
单向静拉伸试验的种类： 室温拉伸试验（ GB/T 228.1-2010) 高温拉伸试验 低温拉伸试验 液氦温度拉伸试验
PPT课件
2
GB/T 228.1-2010与GB/T 228-2002主要区别: 增加了方法A应变速率控制方法； 修改了试验结果的数值修约方法； 将原始横截面积的最小值改为平均值； 符号变更； 增加了对于上、下屈服强度位置判定的基本原则； 增加了拉伸试验测量不确定度的评定方法； 增加了资料性附录A计算机控制拉伸试验机使用时的建议； 增加了资料性附录F考虑试验机刚度后估算的横梁位移速率方法。
应变
PPT课件
7
二.拉伸试样
一）试样的形状和尺寸
• 试样的形状与尺寸取决于要金属产品的形状与尺寸。 • 需要加工制样：压制坯、铸锭、无恒定截面的产品 • 不需加工制样：有恒定横截面的型材、棒材、线材
铸造试样（铸铁和铸造非铁合金） • 横截面的形状：圆形、矩形、多边形、环形，其他形状
PPT课件
8
经过机加工的试样
15
二）按L0与S0的关系分类
• 比例试样：
• 拉伸试样的原始标距与原始横截面积的平方根的比值k为常
数，这样的拉伸试样称为比例试样。
• k=5.65的试样称为短比例试样，其断后伸长率为A
•
k=11.3的试样称为长比例试样，其断后伸长率为A11.3
• 试验时，一般优先选用短比例试样，但要保证原始标距不小
3
弯曲
2
任选两根钢 筋切取
GB/T 232
4
重量偏差
5
两端平齐 GB50204
PPT课件
12
低碳钢热轧圆盘条的取样要求
序号 1
检验项目 重量偏差
取样数 量
5个/批
取样方法 两端平齐
试验方法 GB50204
2
力学
1个/批 GB 2975 GB/T 228
3
弯曲
2个/批
不同根盘条 GB/T2975
GB/T 232
3）光滑钢筋试样的原始横截面积
的特征点对应的特征应力和应变值。
• 1、弹性性能
• 包括:比例极限；弹性极限；拉伸弹性模量；泊松比。
•
金属材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系，
符合胡克定律，即 σ= Eε，其比例系数E称为弹性模量。
• 2、塑性性能
• 1）屈服强度：
• 包括：上屈服强度；下屈服强度；规定非比例延伸强度；规定
2002版规定为S0是最小横截面积。 • 计算原始横截面积时，需要至少保留四位有效数字或小数点后
两位，取其较精确者，π至少取4位有效数字。
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19
1）称重法测定试样原始横截面积
• 试样应平直，两端面垂直于试样轴线。测量试样长度Lt，准 确到±0.5%；
• 称试样质量m，准确到±0.5%；
• 测出或查出材料密度ρ ，准确到三位有效数字。按下式计
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经过拉伸试验的试样
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10
热轧钢筋的外形
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光圆钢筋
螺纹钢筋 人字纹钢筋 月牙纹钢筋
11
热轧钢筋的取样要求
序号 1 2
检验项目 化学成分 （熔炼分析）
力学
取样数量 1 2
取样方法
GB/T 20066
任选两根钢 筋切取
试验方法 GB/T 223
GB/T 4336
GB/T 228
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3
一.拉伸试验力学参量
• 1、应力：每单位面积上承受的力。
• 2、工程应力：每单位原始横截面积上的力。表示为：
F
S0
• 3、工程应变：瞬间长度与原始长度之差与原始长度比
值。 L L0 L
L0
L0
• △L-伸长
• L0-原始标距长度
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4
拉伸力学性能
•
所谓拉伸力学性能实质为拉伸应力-应变曲线各变形阶段
于15mm，否则，建议选用长比例试样或其他类型试样。
• 非比例试样：它的标距与试样截面不存在比例关系，称为非比
例试样。
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圆形截面的比例试样L0与d0的关系
• 对圆形试样，S0＝ d2 /4
• 当k＝5.65时：
L0 k
S0
5.65 πd2 4
5d
• 当k＝11.3时：
L0 k
总延伸强度；规定残余延伸强度。
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5
拉伸曲线
拉伸试验时测量的量是伸长和力，由这两个变量构成的关系
曲线（F-△L曲线）称为拉伸图，即拉伸曲线。
力—伸长曲线
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应力—应变曲线
6
F—ΔL曲线
R—e曲线
拉伸曲线各变形阶段
应力
c bd a
0
e f
• 比例变形阶段(oa)； • 弹性变形阶段(ob)； • 微塑性应变阶段(bc)； • 屈服塑性变形阶段(cd)； • 应变硬化阶段(de)； • 局部缩颈变形断裂阶段(ef)。
S0
11.3
π d2 4
10d
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17
三. 拉伸试验前的准备
1.试样尺寸的测量
• 测量计算试样的原始横截面积。 • 圆形截面试样（新规定）：
在标距两端及中间三处横截面上相互垂直两个方向测量直 径，以各处两个方向测量的直径的算术平均值计算横截面 积; 取三处测得横截面积的平均值作为试样原始横截面积。
即：两端和中间三点六次测量直径，计算原始横截面积
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3. 测量部位和方法
• 附录B、D规定：如果试样的公差满足标准要求，原始横截面 积可以用名义值，而不必通过实际测量再计算。
• 宜在试样平行长度中心区域以足够的点数测量试样的相关尺寸。 • 原始横截面积S0是平均横截面积，应根据测量的尺寸计算。
算原始截面积：
S0
m
Lt
1000
• 注：称重方法仅适用于具有恒定横截面的试样。
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20
2）螺纹钢筋试样的原始横截面积
• 螺纹钢筋的产品标准大多数都规定试样采用 • “标称原始横截面积”， • 或按“标称原始直径”， • 计算原始横截面积。 • 采用公称尺寸：标准/协议许可
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21
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13
冷轧带肋钢筋的取样要求
序号 1 2 3 4
检验项目 取样数量 源自文库样方法 试验方法
拉伸试验 1个/盘
GB/T228
弯曲试验
反复弯曲试 验
2个/批 在每（任） GB/T 232
盘中随机
2个/批 切取
GB/T 238
重量偏差 1个/盘
GB13788
原料盘
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不经机加工试样
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GB/T 228.1-2010国家标准介绍 （简本）
东南大学交通学院 桥梁研究所 钱培舒 2013.3
东南大学
南京市四牌楼二号
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1
单向静拉伸试验 在试样两端缓慢地施加载荷，使试样的工作部分受轴向拉力
，引起试样沿轴向伸长，直至拉断为止。
单向静拉伸试验的种类： 室温拉伸试验（ GB/T 228.1-2010) 高温拉伸试验 低温拉伸试验 液氦温度拉伸试验
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GB/T 228.1-2010与GB/T 228-2002主要区别: 增加了方法A应变速率控制方法； 修改了试验结果的数值修约方法； 将原始横截面积的最小值改为平均值； 符号变更； 增加了对于上、下屈服强度位置判定的基本原则； 增加了拉伸试验测量不确定度的评定方法； 增加了资料性附录A计算机控制拉伸试验机使用时的建议； 增加了资料性附录F考虑试验机刚度后估算的横梁位移速率方法。
应变
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二.拉伸试样
一）试样的形状和尺寸
• 试样的形状与尺寸取决于要金属产品的形状与尺寸。 • 需要加工制样：压制坯、铸锭、无恒定截面的产品 • 不需加工制样：有恒定横截面的型材、棒材、线材
铸造试样（铸铁和铸造非铁合金） • 横截面的形状：圆形、矩形、多边形、环形，其他形状
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经过机加工的试样
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二）按L0与S0的关系分类
• 比例试样：
• 拉伸试样的原始标距与原始横截面积的平方根的比值k为常
数，这样的拉伸试样称为比例试样。
• k=5.65的试样称为短比例试样，其断后伸长率为A
•
k=11.3的试样称为长比例试样，其断后伸长率为A11.3
• 试验时，一般优先选用短比例试样，但要保证原始标距不小
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弯曲
2
任选两根钢 筋切取
GB/T 232
4
重量偏差
5
两端平齐 GB50204
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12
低碳钢热轧圆盘条的取样要求
序号 1
检验项目 重量偏差
取样数 量
5个/批
取样方法 两端平齐
试验方法 GB50204
2
力学
1个/批 GB 2975 GB/T 228
3
弯曲
2个/批
不同根盘条 GB/T2975
GB/T 232
3）光滑钢筋试样的原始横截面积
的特征点对应的特征应力和应变值。
• 1、弹性性能
• 包括:比例极限；弹性极限；拉伸弹性模量；泊松比。
•
金属材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系，
符合胡克定律，即 σ= Eε，其比例系数E称为弹性模量。
• 2、塑性性能
• 1）屈服强度：
• 包括：上屈服强度；下屈服强度；规定非比例延伸强度；规定
2002版规定为S0是最小横截面积。 • 计算原始横截面积时，需要至少保留四位有效数字或小数点后
两位，取其较精确者，π至少取4位有效数字。
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1）称重法测定试样原始横截面积
• 试样应平直，两端面垂直于试样轴线。测量试样长度Lt，准 确到±0.5%；
• 称试样质量m，准确到±0.5%；
• 测出或查出材料密度ρ ，准确到三位有效数字。按下式计
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经过拉伸试验的试样
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10
热轧钢筋的外形
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光圆钢筋
螺纹钢筋 人字纹钢筋 月牙纹钢筋
11
热轧钢筋的取样要求
序号 1 2
检验项目 化学成分 （熔炼分析）
力学
取样数量 1 2
取样方法
GB/T 20066
任选两根钢 筋切取
试验方法 GB/T 223
GB/T 4336
GB/T 228
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一.拉伸试验力学参量
• 1、应力：每单位面积上承受的力。
• 2、工程应力：每单位原始横截面积上的力。表示为：
F
S0
• 3、工程应变：瞬间长度与原始长度之差与原始长度比
值。 L L0 L
L0
L0
• △L-伸长
• L0-原始标距长度
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拉伸力学性能
•
所谓拉伸力学性能实质为拉伸应力-应变曲线各变形阶段
于15mm，否则，建议选用长比例试样或其他类型试样。
• 非比例试样：它的标距与试样截面不存在比例关系，称为非比
例试样。
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圆形截面的比例试样L0与d0的关系
• 对圆形试样，S0＝ d2 /4
• 当k＝5.65时：
L0 k
S0
5.65 πd2 4
5d
• 当k＝11.3时：
L0 k
总延伸强度；规定残余延伸强度。
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拉伸曲线
拉伸试验时测量的量是伸长和力，由这两个变量构成的关系
曲线（F-△L曲线）称为拉伸图，即拉伸曲线。
力—伸长曲线
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应力—应变曲线
6
F—ΔL曲线
R—e曲线
拉伸曲线各变形阶段
应力
c bd a
0
e f
• 比例变形阶段(oa)； • 弹性变形阶段(ob)； • 微塑性应变阶段(bc)； • 屈服塑性变形阶段(cd)； • 应变硬化阶段(de)； • 局部缩颈变形断裂阶段(ef)。
S0
11.3
π d2 4
10d
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三. 拉伸试验前的准备
1.试样尺寸的测量
• 测量计算试样的原始横截面积。 • 圆形截面试样（新规定）：
在标距两端及中间三处横截面上相互垂直两个方向测量直 径，以各处两个方向测量的直径的算术平均值计算横截面 积; 取三处测得横截面积的平均值作为试样原始横截面积。
即：两端和中间三点六次测量直径，计算原始横截面积
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3. 测量部位和方法
• 附录B、D规定：如果试样的公差满足标准要求，原始横截面 积可以用名义值，而不必通过实际测量再计算。
• 宜在试样平行长度中心区域以足够的点数测量试样的相关尺寸。 • 原始横截面积S0是平均横截面积，应根据测量的尺寸计算。
算原始截面积：
S0
m
Lt
1000
• 注：称重方法仅适用于具有恒定横截面的试样。
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20
2）螺纹钢筋试样的原始横截面积
• 螺纹钢筋的产品标准大多数都规定试样采用 • “标称原始横截面积”， • 或按“标称原始直径”， • 计算原始横截面积。 • 采用公称尺寸：标准/协议许可
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冷轧带肋钢筋的取样要求
序号 1 2 3 4
检验项目 取样数量 源自文库样方法 试验方法
拉伸试验 1个/盘
GB/T228
弯曲试验
反复弯曲试 验
2个/批 在每（任） GB/T 232
盘中随机
2个/批 切取
GB/T 238
重量偏差 1个/盘
GB13788
原料盘
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14
不经机加工试样
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