拉伸试验规程

铝合金薄板拉伸试验规程

（xzcfsygc-001）

江苏徐州财发铝热传输有限公司 江苏省交通用高性能铝合金工程研究中心

2010年7月30日

铝合金薄板拉伸试样加工和试验按GB/T 5027-1999，GB/T 5028-1999和GB/T 228-2002规定执行。

1 拉伸试样

1.1 取样

取样部位、方向和数量应符合相关产品标准要求或经双方协商确定。

1.2 试样形状

通常情况下采用图示带肩试样。通过协商，也可以采用平行边试样（不带肩试样）。

1.3 试样尺寸

1.3.1 平行长度应不小于L0+b0/2。仲裁试验时，平行长度应为L0+2b0。 1.3.2 宽度不大于20mm的不带肩试样，夹头间的自由长度应不小于L0+3b0。

表 两种非比例试样的尺寸 mm

试样序号 1 2 原始宽度b0 12.5 20.0 原始标距L0 50 80 平行长度Lc 75 120 夹持部分 宽度B 20 30 夹持部分 长度h ≥50 ≥50 1.4 试样制备

1.4.1试样毛坯必须单个切取。试样均须进行机加工以消除加工硬化影响。对于极薄试样，将切取的等宽毛坯用油纸逐片分隔，在两外侧夹上等宽度的较厚板一起加工，直至达到要求的试样。

1.4.2 试样原始标距内宽度两侧不平行度尽可能小，最大宽度与最小宽度之差不应大于标距内测量宽度平均值的0.1%（试样1为0.01mm，试样2为0.02mm）。

1.4.3 除非另有规定，试样厚度应是产品全厚度。在试样标距内，任意两处的

1

厚度值之差应不大于0.01mm；当厚度小于1.0mm时，应不大于公称厚度的1%。

1.4.4 试样表面不应有划伤等缺陷。

2 常规室温拉伸性能试验

常规室温拉伸性能试验指在室温下对上述试样进行拉伸试验操作，主要测定材料的抗拉强度（破断强度）、屈服强度、延伸率和断面收缩率等。

2.1 试验要求

2.1.1 试验设备的准确度

试验机应按GB/T 16825进行检验，并应为1级或优于1级准确度。 2.1.2 试验速率

（1）测定屈服极限（ReH、ReL）的试验速率。试验速率取决于材料特性。铝的拉伸弹性模量为70GPa，所以在弹性范围直至上屈服点，应力速率应为2～20MPa/s，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s～0.0025/s之间。

如试验机力测量或控制应变速率，直至屈服完成，应采用上述范围的等效于应力速率的试验机夹头分离速率。

（2）测定抗拉强度（Rm）的试验速率。在弹性范围，如试验不包括屈服强度的测定，可以取塑性范围的最大速率；在塑性范围，平行长度的应变速率不应超过0.008/s。

2.2 试验测定

2.2.1 断后伸长率（A）和断裂总伸长率（At）的测定

保证断后试样平行于轴向对齐，使用分辨力优于0.1mm的量具测定断后标距（Lu），准确度到0.25mm。

原则上，断裂发生在标距（b0）以内方为有效；但伸长率大于等于规定值时，不管断裂位置处于何处均为有效。

2.2.2 上屈服点（ReH）和下屈服点（ReL）的测定

（1）呈明显屈服现象的材料，应测定上屈服点（ReH）和下屈服点（ReL）。 （2）方法：可以用图解方法，直接在应力应变曲线上读取；或用指针法，即观察试验时表盘指针的回向，读取第一次回转前指示的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停止转动指示的恒定力。将其分别除以试样原始截面积即得上屈服点（ReH）和下屈服点（ReL）。

（3）计算机控制的试验机可以自动获取。 2.2.3 规定非比例延伸强度（Rp）的测定

（1）不呈明显屈服现象的材料，应测定规定非比例极限强度，例如规定非比例延伸率0.2%对应的强度。

2

（2）按照力-延伸曲线图测定规定非比例延伸强度。首先必须准确绘制力-延伸曲线图。在规定非比例延伸点作平行于弹性阶段直线的直线，与曲线相交点即为规定非比例延伸强度。

（3）当力-延伸曲线的弹性直线部分不能明确时，可以采用反复加载-卸载的方法测定规定非比例延伸强度。

（4）计算机控制的试验机可以自动获取。 2.2.4 规定总延伸强度（Rt）的测定

（1）在力-延伸曲线图上，划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即对应规定总延伸强度（Rt）。

（2）计算机控制的试验机可以自动获取。 2.2.5 抗拉强度（Rm）的测定

从力-延伸曲线或数据记录或读数盘上获取拉伸试验过程中的最大力。最大力除以试样原始横截面积得到抗拉强度。

计算机控制的试验机可以自动获取。 2.2.6 断面收缩率（Z）的测定

（1）断裂后最小横截面积的测定应准确到2%。

（2）测量时，将断裂试样仔细地配接在一起，使其轴线在同一直线上。对于圆形试样，在径缩最小处相互垂直方向测量直径，取其算术平均值为最小直径；对于矩形横截面试样，测量径缩处的最大宽度和最小厚度，两者的乘积为断后试样横截面积。

（3）小于2mm厚度的矩形试样一般不测定改值。

3 金属薄板塑性应变比（r值）试验

3.1 定义

3.1.1 塑性应变比（r）

将金属薄板试样沿轴向拉伸到产生均匀塑性变形时，试样标距内宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比：rb abln0b 实际测量时计算：rLblnLb00计算的r值应标明试样相对于轧制方向的取向及应变水平，例如：r45/20。 3.1.2 加权平均塑性应变比（r）

3

金属薄板平面上与轧制方向成0、45和90三个方向测得的r值的加权平均值。

rr0r902r45

43.1.3 塑性应变比平面各向异性度（r）

金属薄板平面上与主轧制方向成0和90方向的r值的算术平均值与45方向的r值之差。

rr0r90r45 23.2 试验程序

3.2.1 试验一般在10～35℃室温下进行，对温度严格（敏感）的试验，室温应为23℃5℃。

3.2.2 试验材料的拉伸性能不明确时，应先进行常规拉伸试验，记录力-延伸曲线，由此确定其屈服特性、伸长率和测定r值的工程应变水平。

3.2.3 手工测量时，当试样的原始标距L0不小于25mm时，至少在标距内等距离的测量三处宽度，用平均值计算r值。测量试样的原始标距L0，允许测量偏差为原始标距L0的1.0%。

3.2.4 加力至规定的应变水平。r值的工程应变水平应大于屈服应变或屈服点伸长终点所对应的应变，小于最大应力所对应的应变。若无其他规定，一般采用15%或20%的工程应变水平。

3.2.5 对于手工测量，测量时需一人测量，采取相同的方式和误差。一般分析试验测量在试验力下进行；仲裁试验在卸力情况下进行。

3.2.6 如果试样出现横向弯曲或纵向弯曲，会影响试验结果；如果塑性应变不均匀，均应视为试验无效，并重新进行试验。

3.2.7 每个取样方向试验3片试样，取平均值。特殊情况下取2片，但所得数据差别较大时，需补充第3个试样，舍弃差异大的试样。

3.3 试验结果

3.3.1 手工测量结束后，按前述公式分别计算各值。 3.3.2 计算的塑性应变比应修约到0.05。

3.3.2 手工测量和自动测量可能得到不同试验结果，在差异明显的情况下，应以手工卸力测量方法为准。

4 金属薄板拉伸应变硬化指数（n值）试验

4.1 定义

应变硬化指数（n）

4

在单轴拉伸力作用下，真实应力与真实应变数学方程式中的真实应变指数，

kn

在双对数坐标平面上的直线斜率即为应变硬化指数：ntan

4.2 试验程序

试验程序同3.2。

4.3 计算

根据力和相应的应变值，分别计算真应力和真应变，计算式：

LLF， lnFLSeLeS0 根据均匀塑性变形范围内真实应力-真实应变幂指数式的对数式，用最小二乘法计算应变硬化指数n：

NxiyixiyiN(xi)2(xi)2i1i1i1Ni1i1NNNNn

计算的应变硬化指数（n值）应修约精确至0.005。

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