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GB/T 36024-2018

基本信息

标准号: GB/T 36024-2018

中文名称:金属材料 薄板和薄带 十字形试样双向拉伸试验方法

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

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相关标签: 金属材料 薄板 试样 双向 拉伸 试验 方法

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GB/T 36024-2018 金属材料 薄板和薄带 十字形试样双向拉伸试验方法 GB/T36024-2018 标准压缩包解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS77.040.10
中华人民共和国国家标准
GB/T36024—2018
金属材料
薄板和薄带
十字形试样双向拉伸试验方法
Metallic materialsSheet and strip-Biaxial tensile testing method using a cruciform test piece(ISO16842:2014.MOD)
2018-03-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-12-01实施
GB/T36024—2018
规范性引用文件
术语和定义
符号及说明
试验原理
试验方法
双向应力-应变曲线的测定
9试验报告
附录A(资料性附录)
本标准章条编号与ISO16842:2014章条编号对照附录B(资料性附录)
本标准与ISO16842:2014技术性差异及其原因附录C(资料性附录)
双向拉伸试验机·
附录D(资料性附录)
屈服面的测量方法
附录E(资料性附录)
影响试样测量区最大等效塑性应变的因素参考文献
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T36024—2018
本标准使用重新起草法修改采用国际标准ISO16842:2014《金属材料薄板和薄带十字形试样
的双向拉伸试验方法》(英文版)。本标准与ISO16842:2014相比在结构上有较多调整,附录A中列出了本标准与ISO16842:2014的章条对照一览表
本标准与ISO16842:2014相比存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线()进行了标示,附录B中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。为了便于使用,本标准还做了下列编辑性修改:增加了“符号与说明”一章,删除了相应图表中的符号与说明,后面的章节序号顺延。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。本标准起草单位:武汉钢铁有限公司、北京航空航天大学、首钢集团有限公司、深圳万测试验设备有限公司、冶金工业信息标准研究院、上海申力试验机有限公司、武汉科技大学、广州汽车集团股份有限公司。
本标准主要起草人:李荣锋、李晓星、薛欢、李涛、黄星、董莉、杨浩源、刘静、袁焕泉、郎利辉。GB/T36024—2018
本标准规定了一种应用十字形试样进行双向拉伸试验时测量金属板材应力-应变曲线的方法。本标准规定了十字形试样的形状和应变测量的位置。在附录C以典型的实例描述了双向拉伸试验机及应遵循的要求。
本标准推荐的十字形试样具有下列特征:a)十字形试样的测量区域确保了应力均勾性足够高,使双向应力的测量准确度满足要求;b)
在固定的应力比或应变速率比时能够测量金属板的弹塑性行为;c)
没有液压藏胀试验方法中遇到的平面外变形易于采用激光切割、水切或其他加工方法从金属板上切取下料iiKAoNiKAca
1范围
金属材料薄板和薄带
十字形试样双向拉伸试验方法
GB/T36024—2018
本标准规定了金属薄板薄带十字形试样双向拉伸试验方法的术语和定义、符号及说明、试验原理,试样、试验方法、双向应力-应变曲线的测定和试验报告。本标准适用于板厚不小于0.1mm且不大于0.08倍试样臂宽(见图1)的十字形试样进行双向拉伸试验测量金属板材应力-应变曲线的试验。试验温度范围为10℃~35℃。其他温度条件下的双向拉伸试验也可参照本标准执行
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分:拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准(GB/T16825.1—2008,ISO7500-1:2004.IDT)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
cruciform test piece
十字形试样
双向拉伸试验推荐采用的试样,其形状和几何尺寸见图1。3.2
测量区域
gauge area
被十字形试样四个臂包围的中间正方形区域,见图1。3.3
拉伸臂
tensilearm
十字形试样上测量区域以外的部分。拉伸臂的作用是传递单向拉伸力,使十字形试样测量区域形成正交拉伸力,见图1。
双向拉伸试验机biaxial tensile testingmachine能够为十字形试样施加平面正交拉力的试验机(参见附录C)。3.5
屈服面yield surface
在应力空间中,将每个应力路径从弹性变形进人塑性变形的各个屈服应力点连接起来,形成的一个区分弹性区和塑性区的分界面(见附录D)。1
iiKANiKAca
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屈服准则
yieldfunction
当材料受力屈服后进入塑性变形范畴时,被用来判断是否达到屈服的一种数学函数(参见附录D)。3.7
塑性功等值线(面)
contour of plastic work
材料沿不同的线性应力路径进行塑性变形,在应力空间绘出各应力路径上单位体积消耗的塑性变形功相同的各应力点而得到的图形,这些绘出的应力点近似组成平滑的一条曲线或一个曲面,参见附录D。
R=(0.0034~0.1)B
说明:
测量区域;
拉伸臂:
夹持端:
狭缝。
图1十字形试样的推荐形状和尺寸4符号及说明
本标准使用的符号及说明见表1。表1符号及说明
试样厚度
工方向狭缝末端间相对距离
3方向狭缝末端间相对距离
iiiKAoNikAca
试验原理
工方向横截面积
方向横截面积
夹持部分长度
狭缝长度
表1(续)
臂与标距区域之间过渡圆角半径狭缝宽度
方向工程应变
方向工程应变
3方向的真实应变
方向的真实应变
单向拉伸试验中方向真实塑性应变应变区域最大等效塑性应变
2方向的力值
3方向的力值
方向的真实应力
3方向的真实应力
双向拉伸试验中方向与W。相对应的拉伸真实应力双向拉伸试验中方向与W。相对应的拉伸真实应力压力
应力-应变曲线。一弹性变形部分的斜率应力-应变曲线。,一,弹性变形部分的斜率单位体积塑性功
美方向拉力消耗的单位体积塑性功3方向拉力消耗的单位体积塑性功单向拉伸试验中工方向的塑性应变为e时,所消耗的单位体积塑性功应变硬化指数
应变硬化指数
GB/T36024—2018
由厚度均勾的平板制备而成的十字形试样上施加平行于试样平面的正交拉伸力,同步连续测量十3
iiiKAoNikAca
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字形试样测量区域的应力和应变,绘出应力-应变曲线,得到屈服应力。测量出的应力-应变曲线用来确定试样的单位体积塑性功等值线(面)(参见附录D)。十字形试样应变测量区域的塑性应变值依赖于应力比、拉伸臂狭缝的臂宽、应变硬化指数(n值)(参见附录E)和材料的各向异性注:采用7.2.4规定的应变测量位置时,对第6章推荐的十字形拉伸试样进行有限元分析,应力计算误差估计小于2%。
6试样
6.1形状与尺寸
图1为本标准推荐使用的试样形状及尺寸,同时应满足以下要求:a)一般情况下,试样厚度α等于原板材厚度,试样厚度方向无需任何加工。试样厚度方向需要加工的特例见6.1b);
除非相关方另有协定,试样臂宽宜不小于30mm,4个臂的宽度允许公差为土0.1mm,且应满足α≤0.08B,如相关方有协定,为了满足α≤0.08B,可以对试样厚度进行减薄;c)
每个臂上开7条狭缝,其中一条狭缝在试样的中心线上,各狭缝间等距,距离为B/8,允许偏差为士0.1mm,所有狭缝长度相等,其两端对齐,允许偏差为土0.1mm,臂宽和狭缝长度满足B≤L≤2B;
狭缝宽度应尽量小,z。<0.3mm;d)
夹持长度C应满足双向拉伸试验机的夹持要求,并能传递拉伸力到试样上。除非另有商定,一般采用推荐夹持长度,即B/2≤C≤B;f)
相关方也可以协定采用其他几何尺寸的十字形试样,但应对应力测量准确度进行说明。6.2
2试样制备
试样制备应满足以下要求:
a)试料(取样母板)的厚度公差和平面度公差应符合相应产品标准规定;b)十字形试样的两个正交方向应分别平行于板材的纵向(轧向)和横向。经协商,十字形试样的两个正交方向也可以采用其他方向;c)
试样的加工(包括狭缝)可采用激光切割、水刀切割等加工方法;d)
除非有特殊要求,试样加工时应避免变形或者受热7试验方法
7.1试验机
双向拉伸试验机的要求如下(典型例子参见附录C):a)在试验过程中,试验机应能够在同一平面内持续夹持十字试样的四个夹持端,且公差为0.1mm;
两个相对夹头应能在同一直线上移动(分别称之为轴和V轴),文轴和轴垂直相交,误差精确到90°土0.1(轴和y轴构成的平面称之为参考平面,工轴和y轴的交点称之为试验机的中心);
安装试样前,应有从试验机中心等距离同步调节两个相对夹头的功能,两个相对夹头彼此之间等距离同步移动误差在士0.1mm之内;安装试样时,应有调节试样中心与试验机中心位置对中的功能;d)
HiiKAoNiKAca
GB/T36024—2018
e)试验过程中,试验机应能维持试样中心位置与试验机中心位置保持一致,对中偏差不超过土0.1mm(如图C.1和图C.2那样的连接机制确保两个相对夹头等距离同步移动):试验机应能伺服控制双向拉伸试验(见C.2),根据试验目的不同,控制方式可以是恒定应力比(恒f)
定力值比)、恒定真实应力比、恒定应变速率比。对于链接型双向拉伸试验机,应能保证等位移相对运动(见C.3);
现代控制电子技术允许独立或联合控制作动器,即控制模式(见C.4);g)
双向拉伸试验过程中,试验机应能记录和存储与时间对应的轴和轴四个通道的力值和h)
应变。
7.2力与应变的测量方法
7.2.1通则
本节描述了测量十字形试样α轴和y轴方向拉力(Fx、F,)和工程应变(ex+e)的方法。7.2.2力值测量方法
为了能准确测量轴和y轴方向的载荷,试验机二个方向的传感器应按照GB/T16825.1的规定进行标定,力值准确度应为1级或优于1级。7.2.3应变测量方法
工程应变(ex,e,)的测量可采用应变片或者其他测量方式进行测量,如光学测量系统。测量ex和ey应能准确到0.0001或者更高。7.2.4应变测量位置
图2描绘了测量应变(e×,e)的应变片的粘贴位置,应变片的位置与试样的中心距离为(0.35士0.05)B,应变片的方向与最大拉伸力方向平行。应变测量位置也可协商确定。个
al)F≥Fy
35±0.05)及
使用一个箔式应变片测量e,和e,图2应变测量的位置
(0.35±0.05)B
a2)F≤F
GB/T36024—2018
bl)F≥F
7.3试样的安装
(0.35±0.05)B
b)使用二个箔式应变片测量e.和图2(续)
b2)F≤Fy
(0.35±0.05)所
试样安装在双向拉伸试验机的四个夹头上,应保证试样的中心与试验机的中心一致。7.4测量方法
双向拉伸力加载到试样上时,应保证力值比,真应力比、应变速率比或者夹头位移速率比恒定。按照恒定的时间间隔记录并存储(F,F,)和(e,e)数据。当达到指定的应变或应力,或试样断裂,或颈缩在试样夹持臂上或测量区域,终止试验。推荐的应变速率范围为0.0001s-1~0.1s-1注:对于应变路径突变的情况也可采用相似的方法(参见附录D.3)。8双向应力-应变曲线的测定
8.1通则
根据测量得到的数据(F,F,)和(ex:e),确定十字形试样和y方向的应力-应变曲线。这些曲线用来确定试验材料的单位体积塑性功等值线(面)(参见附录D.2)。8.2试样原始横截面积的测定
可通过式(1))和式(2)计算试样测量区域r和y方向的横截面积Asx和Asy:Asx=aXBsy
Asy=aXBsx
应使用有足够准确度的千分尺测量厚度a,准确到0.01mm。Bs和Bs测量准确度至少达到0.1mm。As和As计算值应按照GB/T8170修约到0.1mm。8.3真实应力的确定
按照式(3)和式(4)计算真实应力。Fx
(l+ex)
(3)
真实应变的确定
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·(4)
按式(5)和式(6)计算T与方向上的真实应变e和eE和e计算到10-5.再按照GB/T8170修约到10-1。图3是超低碳冷轧钢板在双向拉伸试验测量中真实应力-真实应变曲线的例子,并与相同材料沿轧制方向的单轴拉伸应力-应变曲线进行了比较ex=In(1+ex)
y=In(1+e,)
注:如果测得的应变为真实应变Ex和=,,则需再利用式(3)~式(6)求出真实应力。真实塑形应变的计算
·(5)
·(6)
按式(7)和式(8)计算与y方向上的真实塑性应变和。P和e计算到10-5再按照GB/T8170修约到10-4。图4是超低碳冷轧钢板在双向拉伸试验测量中真实应力-真实塑性应变曲线的例子,并与相同材料沿轧制方向的单轴拉伸应力-应变曲线进行了比较。sP=Ex
Ow-E (uniaxial in RD)
在F、:F,=1:1时
Ox-ex (uniaxial in RD)
在F,:F,=2:1时
超低碳冷轧钢板双向拉伸真实应力-真实应变曲线400
Cx-ef(uniaxial in RD)
在F:F,=1:1时
x-ef(uniaxial inRD)
b)在F,:F,=2:1时
超低碳冷轧钢板双向拉伸真实应力-真实塑性应变曲线图4
·(7)
.(8)
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试验报告
报告中的信息
除非另有要求,试验报告应至少包含以下信息:a)
本标准编号;
试样的标识;
材料名称;
试料和试样的厚度;
拉伸臂宽度、拉伸臂长度、夹持长度、狭缝长度、狭缝宽度、十字臂与测量区域夹角半径;相对于轧制方向的试样取向;
应变测量方法;
试验温度;
试验机;
加载方式;
试验结果。
附加说明
在试验报告中建议添加以下记录:a)
试样制造记录;
试验后样品整体外观照片。
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