style="width:5.78672in;height:3.59986in" /> 本文是学习GB-T 32498-2016 金属基复合材料 拉伸试验 室温试验方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了金属基复合材料拉伸试验方法的术语和定义、符号和说明、原理、试验设备、试样、试
验要求和试验报告。
本标准适用于颗粒增强金属基复合材料及短纤维增强金属基复合材料的室温拉伸试验。
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/T 228.1—2010 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法
GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置和试样制备
GB/T 12160 单轴试验用引伸计的标定
GB/T 16825.1 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/T 22066 静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定
GB/T 22315 金属材料 弹性模量和泊松比试验方法
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
金属基复合材料 metal matrix composites
以金属(如铝、镁、钛、镍等)或合金为基体，以颗粒、纤维、晶须等为增强体的复合材料。
3.2
标距 gauge length
L
测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。
3.2.1
原始标距 original gauge length
Lo
室温下试验前试样的标距。
3.2.2
断后标距 final gauge length after fracture
Lu
将拉断后的试样两部分在断裂处对接在一起，使其轴线位于同一条直线上，测量试样的标距。
GB/T 32498—2016
3.3
平行长度 parallel length
Le
试样平行缩减部分的长度，对于未经机加工的试样即为两夹头间的距离。
3.4
伸长率 percentage elongation
原始标距的伸长与原始标距Lo 的百分比。
3.4.1
断后伸长率 percentage elongation after fracture
A
试样拉断后标距的伸长(L。 -L。)与原始标距L。的百分比。
3.5
引伸计标距 extensometer gauge length
。
用引伸计测量试样延伸时所使用引伸计起始标距长度。
3.6
延伸 extension
试验期间某一时刻引伸计标距L。的增量。
3.6.1
最大力塑性延伸率 percentage plastic extension at
maximum force
Ag
最大力时原始标距的塑性延伸与引伸计标距L。的百分比。
3.6.2
最大力总延伸率 percentage total extension at
maximum force
Agt
最大力时原始标距的总延伸(弹性延伸加塑性延伸)与引伸计标距L。的百分比。
3.6.3
断裂总延伸率 percentage total extension at
fracture
A;
断裂时原始标距的总延伸(弹性延伸加塑性延伸)与引伸计标距L。的百分比。
3.7
试验速率 testing rate
试验期间单位时间应变的增加值。
3.7.1
应变速率 strain rate
eLe
用引伸计标距L。测量时单位时间的应变增加值。
3.7.2
平行长度应变速率的估计值 estimated strain rate
over the parallel length
eLe
根据横梁位移速率和试样平行长度L。计算的试样平行长度的应变单位时间内的增加值。
3.8
断面收缩率 percentage reduction of area
Z
断裂后试样横截面积的最大缩减量(S。 -S,) 与原始横截面积S。的百分比。
GB/T 32498—2016
3.9
应力 stress
试验期间任一时刻的力除以试样原始横截面积S。得到的值。
3.9.1
抗拉强度 tensile strength
Rm
最大力 Fm 对应的应力。
3.9.2
规定塑性延伸强度 proof strength,plastic extension
。
塑性延伸率等于规定的引伸计标距 L。百分比时对应的应力，见图1。
RI
style="width:5.78672in;height:3.59986in" />
说明：
e — 延伸率；
e。 — 规定的塑性延伸率；
R — 应力；
R。 — 规定塑性延伸强度。
3.9.3
规定总延伸强度
R.
图 1
proof strength,total
规定塑性延伸强度Rp
extension
总延伸率等于规定的引伸计标距L。百分比时的应力，见图2。
style="width:5.86665in;height:4.20173in" />
说明：
e— 延伸率； R— 应力；
e:——规定总延伸率； R, 规定总延伸强度。
图 2 规定总延伸强度 R;
GB/T 32498—2016
本标准使用的符号和相应的说明见表1。
表 1 符号和说明
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GB/T 32498—2016
试验系用拉力拉伸试样， 一般拉至断裂，测定一项或几项力学性能。
试验机应满足 GB/T 22066,其测力系统应按照 GB/T16825. 1
进行校准，准确度应为0.5级。
引伸计的准确度级别应符合 GB/T 12160 的要求，其准确度应为1级或优于1级。
试样的形状与尺寸取决于要被试验的金属基复合材料产品的形状与尺寸，其横截面可以为圆形或
矩形。
通常从产品、压制坯或铸件切取样坯经机加工制成试样。但具有恒定横截面的产品(如棒材、铸造
产品等)可以不经机加工而进行试验。
如试样的夹持端与平行长度的尺寸不相同，它们之间应以过渡弧连接，过渡弧的最小半径为：
a) 圆形横截面试样，≥0.75d 。;
b) 其他试样，≥12 mm。
一般机加工的圆形横截面试样其平行长度的直径一般不应小于4 mm。
如相关产品标准有规定，具有恒定横截面的产品(如棒材、铸造产品等)可采用不经机加工的试样进
行拉伸试验。
7.1.3.1 机加工试样的平行长度
平行长度L。的要求如下：
a) 对于圆形截面试样
style="width:1.5266in;height:0.63998in" />;
b) 对于其他形状试样 Lc≥L 。+1.5√ S 。。
对于仲裁试验，平行长度应为L 。+2d。或L 。+2√ S。。
7.1.3.2 原始标距
7.1.3.2.1 比例试样
试样原始标距与横截面积有L 。=k√ S 。 的关系称为比例试样，比例系数 k
的值通常为5 . 65,也可
GB/T 32498—2016
以取11.3。原始标距应不小于20 mm。
圆形横截面比例试样和矩形横截面比例试样优先采用表2和表3推荐的尺寸。
表 2 圆形横截面比例试样
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表 3 矩形横截面比例试样
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5.65 √S。 |
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11.3 √S。 |
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7.1.3.2.2 非比例试样
矩形横截面非比例试样尺寸见表4。如果相关的产品标准有规定，允许使用非比例试样。平行长
度不应小于L。+b。/2,对于仲裁试样，平行长度应为 L,=L。+2b。。
原始标距L。与原始横截面积 S
无关。
GB/T 32498—2016
表 4 矩形横截面非比例试样
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表5按产品的形状规定了试样的主要类型，也可按照相关产品标准规定其他试样类型。
表 5 试样的主要类型 单位为毫米
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除非另有规定，试样应在成品上取样，按照相关产品标准或 GB/T 2975
的要求切取样坯和制备试
样，如受成品尺寸等因素限制也可从随炉浇注的单铸试样上取样。单铸试样应为直径为20
mm 的圆柱 形样坯，经机加工后形成平行部分直径为10 mm
的标准试样。表6给出了机加工试样的横向尺寸公
差，四面机加工的矩形试样，其机加工面的表面粗糙度Ra 应不大于1.6 μm,
相对两面机加工的矩形试
样，其未加工面的的尺寸公差与形状公差也应符合加工面的公差要求。
表 6 试样横向尺寸公差
单位为毫米
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GB/T 32498—2016
表6(续) 单位为毫米
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应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
S。是平均横截面积，应根据测量的原始尺寸进行计算，测量每个尺寸应准确到
±0.5%。
应用小标记、细划线或细墨线标记原始标记，为了使划线清晰可见，试验前可涂上一层染料。不得
用引起过早断裂的缺口作标记。
每组有效试样数量不小于5个。
除非另有规定，试验应在环境温度为10℃~35℃条件下进行，对温度要求严格的试验，试验温度
应为23℃±5℃。
在试验加载链装配完成后，应在试样两端被夹持之前设定力测量系统的零点，并在试验期间保证力
测量系统不变。
应使用楔形夹头、螺纹夹头、平推夹头、套环夹具等合适的夹具夹持试样。
应尽力确保夹持的试样受轴向拉力的作用，尽量减小弯曲。
GB/T 32498—2016
本试验可采用两种不同类型的应变速率控制：
a) 基于引伸计的反馈得到的应变速率e。 在直至测定Rp、R
的范围时，应按照规定的应变速率 ee,
在这一范围需要做在试样上安装引伸计，以准确控制应变速率。对于不能进行应变速率
控制的试验机也可采用根据平行长度估计的应变速率ec。
b) 根据平行长度估计的应变速率
，即通过计算平行长度与相应的应变速率的乘积得到的横梁
位移速率，见式(1):
v₆=L。Xee ………………………… (1)
式中：
v。 ——横梁位移速率；
L.—— 平行长度；
eue——应变速率。
8.4.2 规定延伸强度 Rp、R;以及弹性模量E 的试验速率
在测定Rp、R,时，应变速率应在0.00005 s⁻ ¹~0.0003s,
并尽可能保持恒定，推荐采用应变速率
0.0001s⁻ ¹,
相对误差±20%。如果试验机不能直接进行应变速率控制，可采用通过平行长度估计的应
变速率e。 弹性模量 E 的测定按照GB/T 22315 中静态法进行。
8.4.3 抗拉强度 Rm、
断后伸长率A、最大力下的总延伸率Ag、 最大力下的塑性延伸率
A, 和断面收缩率
Z 的试验速率
在规定延伸强度测定后，应变速率应不超过0.001s¹
并保持恒定。推荐采用应变速率0.0005s⁻ ¹,相
对误差±20%。
根据力-延伸曲线图测定规定塑性延伸强度R。,在曲线图上作一条与曲线的弹性直线段部分平行，
且在延伸轴上与此直线段的距离等效于规定塑性延伸率。此平行线与曲线的交截点给出相应于所求规
定塑性延伸强度的力，此力除以试样原始横截面积S。得到规定的塑性延伸强度，见图1。
在力-延伸曲线图上，作一条平行于力轴并与该轴的距离等效于规定总延伸率的平行线，此平行线
与曲线的交截点给出相应于规定总延伸强度的力，此力除以试样横截面积S。得到规定总延伸强度
R
也可不绘制力-延伸曲线图而使用自动处理装置或自动测试系统测定规定总延伸强度，按照GB/T
228.1—
2010附录 A 进行。
GB/T 32498—2016
在用引伸计得到的力-延伸曲线图上从最大力时的总延伸率中扣除弹性延伸部分即得到最大力时
的塑性延伸，将其除以引伸计标距得到最大力塑性延伸率。
最大力塑性延伸率A, 按式(2)计算：
style="width:3.30667in;height:0.70664in" /> (2)
式中：
L 。 — 引伸计标距；
mε— 应力-延伸率曲线弹性部分的斜率；
R — 抗拉强度；
△Lm——最大力下的延伸。
在用引伸计得到的力-延伸曲线图上测定最大力总延伸，最大力总延伸率A
的计算见式(3):
style="width:2.38659in;height:0.63998in" /> (3)
式中：
L。 — 引伸计标距；
△Lm— 最大力下的延伸。
在用引伸计得到的力-延伸曲线图上测定断裂总延伸，断裂总延伸率A,
按式(4)计算：
style="width:2.21997in;height:0.6468in" /> (4)
式中：
L 。—— 引伸计标距；
△L,— 断裂总延伸。
将试样断裂的部分牢固地对接在一起并使轴线处于同一直线上，测量试样的断后标距，断后伸长率
A 按式(5)计算：
式中：
L。——原始标距；
style="width:2.64666in;height:0.6666in" />
…………………………
(5)
Lu— 断后标距。
由于金属基复合材料延性较低，为提高测试结果的准确性，推荐采用如下方法：
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，分别以标记为圆心划一圆
弧。拉断后，将断裂的试样置于一装置上，保证断裂部位测量时能牢固地对接在一起。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，精确到±0.02 mm。
style="width:2.55997in;height:0.63338in" />GB/T 32498—2016
将试样断裂的部分牢固地对接在一起并使轴线处于同一直线上，断裂后最小横截面积的测定应准
确到±2%,断面收缩率Z 按式(6)计算：
…………………………
式中：
S 。——平行长度部分的原始横截面积；
S 。——断后最小横截面积。
试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，应按照如下
要求进行修约：
— — 强度性能值修约至1 MPa;
延伸率和断后伸长率修约至0 . 1%;
新面收缩率修约至0 . 1%。
8.6.2.1 算术平均值
试样性能算术平均值按式(7)计算，保留3位有效数字。
style="width:1.64004in;height:0.67342in" /> ………………………… (7)
式中：
X 算术平均值；
X,—— 某个试样的性能值；
n — 试样数。
8.6.2.2 标准差
标准差按式(8)计算，保留两位有效数字。
style="width:2.59993in;height:1.1066in" /> (8)
式中：
s ——标准差；
X— 算术平均值；
X,— 某个试样的性能值；
n ——试样数。
8.6.2.3 离散系数
离散系数按式(9)计算，保留两位有效数字。
style="width:1.05995in;height:0.60654in" /> ………………………… (9)
GB/T 32498—2016
式中：
C、 — 离散系数；
s — 标准差；
X 算术平均值。
试验报告应至少包括以下信息，除非双方另有约定：
a) 材料名称、牌号、规格；
b) 试验条件信息；
c) 所采用的标准号；
d) 使用仪器的型号及编号；
e) 试样类型；
f) 试样的取样方向和位置；
g) 测定各参数试验速率范围；
h) 报告日期及报告编号；
i) 检测人员与审核人员签字。
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