2025年12月17日 08:18:09 来源：沧州泰鼎恒业试验仪器有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量：4
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 228.1—2021
代替 GB/T 228.1—2010
金属材料 拉伸试验
第 1 部分：室温试验方法
Metallic materials—Tensile testing—
Part 1:Method of test at room temperature
(ISO 6892-1:2019,MOD)
1 范 围
本文件规定了金属材料拉伸试验的定义、符号和说明、原理、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。
本文件适用于金属材料室温拉伸性能的测定
注：附录C 给出了计算相经制试验机的补充建议。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本运用于本文件；不注日期的引用文件，其版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2975 钢及钢品 力参性能试验取样位置及试样制备(GB/T2975-018,1S0377;2017,MOD)
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语(GB/T 106238008,ISO 23718:2007,MOD)
GB/T 12160 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定（GB/T12160—2019,ISO9513:2012,IDT)
GB/T 16825.1 静力单轴试验机的检验 部分：拉力和（或）压力试验机 测力系统的检验与校准（GB/T 16825.1—2008，ISO7500-1:2004,IDT）
GB/T 22066 静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定
JJG 139 拉力、压力和试验机检定规程
JJG 475 电子式试验机检定规程
JJG 762 引伸计检定规程
JJG 1063 电液伺服试验机检定规程
3 术语和定义
GB/T 10623界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
标距 gauge length
L
在测试的任一时刻，用于测量试样伸长的平行部分长度。
注：见参考文献[6]。
3.1.1
原始标距 original gauge length
L
室温下施力前的试样标距(3.1)。
注：见参考文献[6]。
3.1.2
断后标距 final gauge length after fracture
Lu
在室温下将断后的两部分试样紧密地对接在一起，保证两部分的轴线位于同一条直线上，测量试样 断裂后的标距(3.1)。
注：见参考文献[6]。
3.2
平行长度 parallel length
Le
试样平行缩减部分的长度。
注：对于未经机加工的试样，平行长度指未加工试样夹持部分之间的距离。见参考文献[6]。 3.3
伸长 elongation
试验期间任一时刻原始标距(3.1.1)的增量。
注：见参考文献[6]。
3.4
伸长率 percentage elongation
原始标距的伸长(3.3)与原始标距(L。)(3.1.1)之比，以%表示。
注：见参考文献[6]。
3.4.1
残余伸长率 percentage permanent elongation
卸除指定的应力后，伸长与原始标距(L。)(3.1.1)之比，以%表示。
注：见参考文献[6]。
3.4.2
断后伸长率 percentage elongation after fracture
A
断后标距的残余伸长(3.3)(Lu-L。)与原始标距(L。)(3.1.1)之比，以%表示。 注：更详细的信息见8.1、参考文献[6]。
3.5
引伸计标距 extensometer gauge length
Le
用引伸计测量试样延伸(3.6)时所使用引伸计初始标距长度。
注1:对于测定(部分或全部)基于延伸的性能，例如 Rp,Ae或Ag ,使用引伸计是强制的。
注2:更详细的信息见8.3、参考文献[6]。
3.6
延伸 extension
试验期间任一时刻引伸计标距(Le)(3.5)的增量。
注：见参考文献[6]。
3.6.1
延伸率 percentage extension
应变 strain
e
用引伸计标距(Le)(3.5)计算的延伸(3.6)百分率。
注：e 通常称为工程应变。
3.6.2
残余延伸率 percentage permanent extension
试样施加并卸除应力(3.10)后引伸计标距(3.5)的增量与引伸计标距(Le)之比，以%表示。 注：见参考文献[6]。
3.6.3
屈服点延伸率 percentage yield point extension
Ae
<呈现明显屈服(不连续屈服)现象的金属材料>屈服开始至均匀加工硬化开始之间引伸计标距的 延伸(3.6)与引伸计标距Le(3.5)之比，以%表示。
注：见图7、参考文献[6]。
3.6.4
力总延伸率 percentage total extension at maximum force
Agt
力时的总延伸(3.6)(弹性延伸加塑性延伸)与引伸计标距(Le)(3.5)之比，以%表示。 注：见图1。
3.6.5
力塑性延伸率 percentage plastic extension at maximum forc e
Ag
力时的塑性延伸(3.6)与引伸计标距(Le)(3.5)之比，以%表示。
注：见图1。
标引符号说明：
A ——断后伸长率(从引伸计的信号测得的或者直接从试样上测得这一性能，见20.1);
A g——力塑性延伸率；
Agt——力总延伸率；
At——断裂总延伸率；
e ——延伸率；
mE — 应力-延伸率曲线上弹性部分的斜率；
R ——应力；
Rm ——抗拉强度；
△e——平台范围(测定Ag,见第17章；测定Agt,见第18章)。
图 1 延伸的定义
3.6.6
断裂总延伸率 pereentage total extension at fracture
At
断裂时刻的总延伸(3,6)(弹性延伸加塑性延伸)与引伸计标距(Le)(3.5）比，%表示。
注：见图1。
3.7
试验速率 festing rate
试验期间使用的速率。
3.7.1
应变速率 strain rate
用引伸计标距(Le)(3.5测量时重位时间的应变增加值。
3.7.2
平行长度应变速率的估计值 astimated strain rate over the parallel length
根据横梁位核速率(3.7.3)和试样平行长度Lc(3.2) 计算的试样平行长度的应变单位时间内的增加值。
3.7.3
横梁位移速率 crosshead separation rate
υc
单位时间横梁位移的增加。
3.7.4
应力速率 stress rate
单位时间应力(3.10)的增加。
注：应力速率只用于方法B 试验的弹性阶段(见10.3.3)。
3.8
断面收缩率 percentage reduction of area
Z
断裂后试样横截面积的缩减量(S 。-Su) 与原始横截面积(S 。) 之比，以%表示：
3.9
力 maximum force
Fm
<连续屈服的金属材料>试验期间试样所承受的的力。
<不连续屈服的金属材料>在加工硬化开始之后，试样所承受的的力。
注1:对于呈现不连续屈服的材料，如果没有加工硬化，本文件不定义Fm,见图8c)的脚注。
注2:见图8a)和图8b)。
3.10
应力 stress
R
试验期间任一时刻的力与试样原始横截面积(S。)之商 。
注1:本文件中的应力是工程应力。
注2:见参考文献[6]
3.10.1
抗拉强度 fensile strength
Rm
相应力(Fm)(49.2)对应的应力(3.10)
注：见参考文献[ 6]。
3.10.2
屈服强度 yield strength
当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间金属材产生塑性变形而力不增加时的应力(3.10)点。
注：屈服强度区分上屈服强度和下屈服强度，见参考文献[6]。
3.10.2.1
上屈服强度 upper yield strength
ReH
试样发生屈服而力下降前的应力(3.10).
注：见图2、参考文献[6]。
3.10.2.2
下屈服强度 lower yield strength
ReL
.
在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最小应力(3.10)
注：见图2、参考文献[6]。
e ——延伸率；
R ——应力；
ReH——上屈服强度；
ReL.— 下屈服强度。
a初始瞬时效应。
图 2 不同类型曲线的上屈服强度和下屈服强度
3.10.3
规定塑性延伸强度
Rp
塑性延伸(3.6)等于规定的引伸计标距(Le)(3.5)百分率时对应的应力(3.10)。
注1:改写GB/T 24182—2009“规定塑性延伸强度”。
注2:使用的符号需附下脚标说明所规定的塑性延伸率，如Rp0.2表示规定塑性延伸率为0.2%时的应力。
注3:见图3、参考文献[6]。
标引符号说明：
e —— 延伸率；
ep—— 规定的塑性延伸率；
R ——应力 ；
Rp——规定塑性延伸强度。
图 3 规 定 塑 性 延 伸 强 度(Rp) (见13 .1)
3.10.4
规 定 总 延 伸 强 度 proof strength total extension
Rt
总延伸(3 . 6)等于规定的引伸计标距(Le)(3.5) 百分率时的应力(3 . 10)。
注1:使用的符号需附下脚标说明所规定的总延伸率，如Rt0.5表示规定总延伸率为0.5%时的应力。
注 2 : 见图4、参考文献[6]。
标引符号说明：
e — 延伸率；
et——规定总延伸率；
R—— 应力；
Rt——规定总延伸强度。
图4 规定总延伸强度(Rt)
3.10.5
规定残余延伸强度 permanent set strength
Rr
力卸除后残余伸长(3.3)或延伸(3.6)等于规定的原始标距(Lo)((3.1.1)或引伸计标距(Le)(3.5)百分率时对应的应力(3 .10 )。
注1:使用的符号需附下脚标说明所规定的残余延伸率、如称。表示规定残余延伸多为0.2%时的力。
注2:见图5、参考文献
标引符号说明：
e——延伸率；
er——规定残余延伸亲：
R —— 应力；
Rr——规定截余延伸强度。
图 5 规定残余延伸强度(Rr)
3.11
断裂 fracture
当试样发生完全分离时的现象
注：图C.2 给出了一 种计算机控制试验机用断裂的判据。
3.12
计算机控制的拉伸试验机 computer-controlled tensile testing machine
用于监控试验和测量，并由计算机进行数据采集和处理的机器。
3.13
弹性模量 modulus of elasticity
E
在弹性范围内应力变化(△R) 和延伸率变化(Δe) 的商乘以99%。
注：用单位吉帕(GPa)报告弹性模量值，并参考GB/T 8170修约至0.1 GPa。
3.14
默认值 default value
分别用于描述弹性模量(3.13)计算范围的应力(3.10)、应变(3.6.1)的下限值或上限值。
3.15
测定系数 coefficient of determination
R²
描述评估范围内应力-应变曲线质量的线性回归的附加结果。
注：使用的符号R² 是线性回归的数学表示，不是应力值平方的表达式。
4 符号和说明
本文件使用的符号和相应的说明见表1。
表 1 符号和说明
符号 | 单位 | 说明 | |||
试样 | |||||
a。, | mm | 矩形横截面试样原始厚度或原始管壁厚度 | |||
b。 | mm | 矩形横截面试样平行长度的原始宽度或管的纵向剖条宽度或扁丝原始宽度 | |||
d。 | mm | 圆形横截面试样平行长度的原始直径或圆丝原始直径或管的原始内径 | |||
D。 | mm | 管原始外径 | |||
L。 | mm | 原始标距 | |||
 | mm | 测定Am的原始标距(见附录N) | |||
e | mm | 平行长度 | |||
 | mm | 引伸计标距 | |||
t | mm | 试样总长度 | |||
u | mm | 圆形横截面试样断裂后缩颈处最小直径 | |||
Lu | mm | 断后标距 | |||
 | mm | 测量A的断后标距(见附录N) | |||
S。 | mm² | 原始横截面积 | |||
Su
| mm² | 断后最小横截面积 | |||
k | 比例系数(见6.1.1) | ||||
Z | % | 断面收缩率 | |||
伸长率 | |||||
A | % | 断后伸长率(见3.4.2) | |||
Awn | % | 无缩颈塑性伸长率(见附录N) | |||
延伸率 | |||||
e | % | 屈服点延伸率 | |||
Ag | % | 力(Fm)塑性延伸率 | |||
Agt | % | 力(Fm)总延伸率 | |||
t | % | 断裂总延伸率 | |||
△L | mm | 延伸 | |||
△Lm | mm | 力总延伸 | |||
△Lf | mm | 断裂总延伸 | |||
速率 | |||||
 | s-1 | 应变速率 | |||
 | s-1 | 平行长度应变速率的估计值 | |||
 | MPa s-1 | 应力速率 | |||
υc | mm s-¹ | 横梁位移速率 | |||
力 | |||||
Fm | N | 力 | |||
屈服强度、规定强度、抗拉强度 | |||||
R | MPab | 应力 | |||
ReH | MPab | 上屈服强度 | |||
eL | MPa | 下屈服强度 | |||
Rm | MPa | 抗拉强度 | |||
Rp | MPa | 规定塑性延伸强度 | |||
Rr | MPa | 规定残余延伸强度 | |||
Rt | MPa | 规定总延伸强度 | |||
弹性模量、应力-延伸率曲线的斜率 | |||||
E | GPa | 弹性模量c | |||
m | MPa | 应力-延伸率曲线在给定试验时刻的斜率 | |||
mE | MPa | 应力-延伸率曲线弹性部分的斜率d | |||
₁ | MPa | 较低应力值 | |||
R2 | MPa | 较高应力值 | |||
e1 | % | 较低应变值 | |||
e2 | % | 较高应变值 | |||
R² | 测定系数 | ||||
Sm | MPa | 斜率的标准偏差e | |||
Sm(rel) | % | 斜率的相对标准偏差f | |||
a钢管产品标准中使用的符号。 b 1 MPa=1 N ·mm-²。 c弹性模量的计算在附录D说明，不要求使用附录D在应力-延伸曲线上通过弹性部分斜率来测定规定塑性延伸强度。 d应力-延伸率曲线的弹性部分的斜率值并不一定代表弹性模量。在条件下，弹性部分的斜率值与弹性模量值非常接近(见附录D)。 e线性回归的附加结果，描述了评估范围内给定延伸值的应力值与拟合线之间的差异。 f 评估范围内斜率的标准偏差与斜率的商乘以99%。 | |||||
5 原理
试验系用拉力拉伸试样，一般拉至断裂，测定第3章定义的一项或多项力学性能。
除非另有规定，试验应在10℃~35℃的室温进行。对于室温不满足上述要求的实验室，实验室应评估此类环境条件下运行的试验机对试验结果和/或校准数据的影响。当试验和校准活动超过10℃~ 35℃的要求时，应记录和报告温度。如果在试验和/或校准过程中存在较大温度梯度，测量不确定度可 能上升以及可能出现超差情况。
对温度要求严格的试验，试验温度应为23℃±5℃。
如果要求测定弹性模量，应按附录D进行。
6 试 样
6.1 形状与尺寸
6.1.1 一般要求
试样的形状与尺寸取决于被试验金属产品的形状与尺寸。
通常从产品、压制坯或铸件切取样坯经机加工制成试样。但具有等横截面的产品(型材、棒材、线材 等)和铸造试样(铸铁和铸造非铁合金)可不经机加工而进行试验。
试样横截面可为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可为某些等截面形状。
试样原始标距与横截面积有
关系者称为比例试样。国际上使用的比例系数(k) 的值为5.65。原始标距应不小于15mm。当试样横截面积太小，以致采用比例系数(k)为5.65的值不能符合 这一最小标距要求时，可以采用较高的比例系数(优先采用11.3)或采用非比例试样。
注：选用小于20mm 标距的试样，测量断后伸长率不确定度可能增加。
非比例试样其原始标距(L。) 与原始横截面积(So)无关。
试样的尺寸公差应符合附录E~附录H的相应规定(见6 .2)
经与客户协商一致，也可使用其他试样，如有关产品标准中规定的其他试样，如 GB/T 9711、GB/T 19830等。
6.1.2 机加工的试样
如试样的夹持端与平行长度的尺寸不相同，它们之可应以过渡弧建接。若在相应的附录(见6.2)中 对过渡半径未作规定时，建议在相关产品标准中规定。
试样夹持端的形状应适合试验机的夹头。试样轴线应与力的作用线重合。
试样平行长度L。或试样不具有过渡弧时夹头间的自由长度应大于原始标距(L。)。
6.1.3 不经机加工的试样
如试样为未经机加工的产品的一段长度或试棒，两夹头间的长度应足够，以使原始标距的标记与夹 头有合理的距离(见附录 E～ 附录 H)。
铸造试样应在其夹持端和平行长度之间以过渡弧连接。此弧的过渡半径尺寸可能很重要，建议在 相关产品标准中规定。试样夹持端的形状应适合于试验机的夹头，试样轴线应与力的作用线重合。平 行长度(Lc)应大于原始标距(L。)。
6.2 试样类型
附录 E～ 附录 H中按产品的形状规定了试样的主要类型，见表2。相关产品标准也可规定其他试样类型.
6.3 试样的制备
应按照不同材料的相关产品标准要求截取样坯和制备试样，如钢产品应符合GB/T 2975的要求。
表 2 试样的主要类型
单位为毫米
产品类型 |
附 录 | |
薄板、板材、扁材 | 线材、棒材、型材 | |
 |  | |
厚度(a) | 直径或边长 | |
0.1≤a<3 | _ | E |
_ | ﹤4 | F |
a≥3 | ≥4 | G |
管材 | H | |
7 原始横截面积的测定
宜在试样平行长度区域以足够的点数测量试样的相关尺寸。
建议测量试样横截面积时，在试样平行长度区域最少三个不同位置进行测量。
原始横截面积(S。)是根据测量的实际尺寸计算横截面积的平均值。
原始横截面积的计算准确度取决于试样类型。附录E～ 附录 H 给出了不同类型试样原始横截面积 S 。的评估方式 ，并提供了测量准确度的详细说明。
用于测量原始横截面积的所有测量装置应按照适当的能溯源至国家测量系统的参考标准进行校准。
8 原始标距和引伸计标距
8.1 原始标距的选择
对于比例试样，若原始标距不为
。(其中S。为平行长度的原始横截面积),符号A 宜附以下脚标说明所使用的比例系数。例如，A11.3 表示按照公式(1)计算的原始标距(L。)的断后伸长率。
(1)
注：
=
对于非比例试样(见附录 E和附录 G), 符号A宜附以下脚标说明所使用的原始标距(以毫米表示)。例如，A80mm 表示原始标距(L。)为80mm的断后伸长率。
8.2 原始标距的标记
对于断后伸长率A的手动测定，原始标距L。 的两端应使用细小的点或线进行标记，但不能使用引起过早断裂的标记。原始标距应以±1%的准确度标记。
对于比例试样，如果原始标距的计算值与其标记值之差小于10%L。,可将原始标距的计算值按GB/T8170 修约至5 mm的倍数。
如平行长度(Lc)比原始标距长许多，例如不经机加工的试样，可以标记一系列套叠的原始标距。 有时，可以在试样表面划一条平行于试样纵轴的线，并在此线上标记原始标距。
8.3 引伸计标距的选择
对于测定屈服强度和规定强度性能， Le 宜尽可能覆盖试样平行长度。这将保证引伸计检测到发 生在试样上的全部屈服。理想的 Le应大于0.5L。但小于约0.9 Le。力时或在力之后的性能， 推 荐 Le等 于L。或近似等于L。,但测定断后伸长率时 Le应 等 于L。。
9 试验设备的准确度
试验机的测力系统应满足GB/T16825.1要求，并按照JJG 139、JJG 475或 JJG 1063进行校准，并且其准确度应为1级或优于1级。
引伸计的准确度级别应符合 GB/T 12160 的要求并按照JJG 762 进行校准。测定上屈服强度、下屈服强度、屈服点延伸率、规定塑性延伸强度、规定总延伸强度、规定残余延伸强度，以及规定残余延伸强度的验证试验，应使用1级或优于1级准确度的引伸计；测定其他具有较大延伸率(延伸大于5%)的性能，例如抗拉强度、力总延伸率、力塑性延伸率、断裂总延伸率，以及断后伸长率，可使用2级或优于2级准确度的引伸计。
计算机控制拉伸试验机应满足GB/T 22066 的要求，附录 C的建议可供参考。
注：合适的拉伸试验机根据试验机力值校准范围和试样尺寸选取。
10 试验要求
10.1 设定试验力零点
在试验加载链装配完成后，试样两端被夹持之前，应设定力测量系统的零点。一旦设定了力值零点，在试验期间力值测量系统不应再发生变化。
注：上述方法一方面是为了确保夹持系统的重量在测力时得到补偿，另一方面是为了保证夹持过程中产生的力不影响力值的测量。
10.2 试样的夹持方法
应使用例如楔形夹具、螺纹夹具、平推夹具、套环夹具等合适的夹具夹持试样。
宜确保夹持的试样受轴向拉力的作用，尽量减小弯曲(例如更多的信息在 ASTM E1012 中给出，见参考文献[14])。这对试验脆性材料或测定规定塑性延伸强度、规定总延伸强度、规定残余延伸强度或屈服强度时尤为重要。
为了确保试样与夹头对中，可施加不超过规定强度或预期屈服强度的5%相应的预拉力。宜对预 拉力的延伸影响进行修正。
10.3 试验速率
10.3.1 关于试验速率的一般信息
除非另有规定，只要满足本文件的要求，方法A1、方法A2或方法B, 以及试验速率的选择由样品提供者或其指定实验室来决定。
注1:方法A 和方法B 的区别在于方法A 要求的试验速率定义在感兴趣点(例如Rp0.2),也是要测定的性能；而方法B 要求的试验速率一般被设定在测定的性能之前的弹性范围。
在方法B 的某个条件下(例如对某些钢在弹性范围应力速率大约30MPa/s,使用高刚度的夹持系统和附录E 表 E.2中的P6试样),方法A的范围2的应变速率可被观测到。
注2:产品标准和相关试验标准(例如航空标准)或协议可能规定与本文件不同的试验速率。
10.3.2 基于应变速率的试验速率(方法 A)
10.3.2.1 通则
方 法A 是为了减小测定应变速率敏感参数(性能)时的试验速率变化和试验结果的测量不确定度。 本文件阐述了两种不同类型的应变速率控制模式。
— 方 法 A1 闭环，应变速率(
) 是基于引伸计的反馈而得到。
— 方 法 A2 开环，应变速率
是根据平行长度估计的，即通过控制平行长度与需要的应变速率相乘得到的横梁位移速率[见公式(2)]来实现。
注：方法 A2 更严谨的应变速率估算程序的描述见附录I。
如果材料展示出不连续屈服或锯齿状屈服(如某些钢和 AlMg合金在屈服阶段或如某些材料呈现 出 的 Portevin-LeChatelier 锯齿屈服效应)或发生缩颈时，力值能保持名义的恒定，应变速率(
) 和 根 据平行长度估计的应变速率(
) 大致相等。如果材料显示出均匀变形能力，两种速率之间会存在不同。随着力值的增加，试验机系统的柔度可能会导致实际的应变速率明显低于应变速率的设定值。
试验速率应满足下列要求。
a) 除非另有规定，否则可以用任何方便的试验速率达到相当于预期屈服强度一半的应力。此后 直至测定ReH、Rp或 Rt的范围，应按照规定的应变速率(
), [或方法 A2根据平行长度估计的横梁位移速率(vc)]。这一范围需要在试样上装夹引伸计测量试样延伸，消除拉伸试验机柔 度的影响，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，方法 A2 也可用。
b) 在不连续屈服期间，应选用平行长度应变速率的估计值(
),见3.7.2。在这一范围是不可能用装夹在试样上的引伸计来控制应变速率的，因为局部的塑性变形可能发生在引伸计标距以 外。使用按公式(2)计算的恒定横梁位移速率(vc),在这一范围可以保持要求的平行长度应变速率的估计值足够准确。
vc=L c× 
…………………… (2)
c) 在测定了Rp、Rt或屈服结束后的范围(见3.7.2),应该使用
或
。 推荐使用,以避免由于缩颈发生在引伸计标距以外而引起试验机控制问题。
在测定相关材料性能时，应保持10.3.2.2至10.3.2.4规定的应变速率(见图9)。
在进行应变速率或控制模式转换时，不宜在应力-延伸率曲线上引入不连续性，而歪曲Rm、Ag或 Agt 值(见图10)。这种不连续效应可以通过渐近的转换速率方式得以减轻。
应力 - 延伸率曲线在应变硬化阶段的形状可能受应变速率的影响，宜记录下采用的试验速率 (见10.3.4)。
10.3.2.2 测定上屈服强度(ReH) 或规定延伸强度(Rp、Rt 和 Rr) 的应变速率
在测定ReH、Rp、Rt和 Rr时，应变速率() 应尽可能保持恒定。在测定这些性能时， 应 选 用 下面两个范围之一 (见图9):
— — 范围1:
=0.00007s⁻¹,
—— 范 围 2 :
=0.00025s⁻¹,
相对偏差±20%;
相对偏差±20%(如果没有其他规定，推荐选取该速率)。
验机不能直接进行应变速率控制，应采用方法A2。
10.3.2.3 测定下屈服强度(ReL) 和屈服点延伸率(Ae) 的应变速率
上屈服强度之后，在测定下屈服强度和屈服点延伸率时，应保持下列两种范围之一的平行长度应变速率的估计值(
) 范围(见图9),直到不连续屈服结束。
—— 范围2:
=0.00025s-1,相对偏差±20%(测定ReL时推荐该速率);
——范围3:
=0.002 s⁻¹,相对偏差±20%。
10.3.2.4 测定抗拉强度(Rm), 断后伸长率(A), 力下的总延伸率(Agt), 力下的塑性延伸率 (Ag) 和断面收缩率(Z) 的应变速率
在测定屈服强度或塑性延伸强度后 ，根据试样平行长度估计的应变速率(
)在下述范围中(见图9):
——范 围 2：
=0.00025s-1， 相对偏差±2 0 %
——范 围 3:
=0.002 s⁻¹， 相对偏差±20%;
—— 范 围 4： =0.00067 s⁻¹，相对偏差±20%(0.4min-1, 相对偏差±20%)（如果设有其他规定，推荐选取该速率 )。
如果拉伸试验只测定抗拉强度，范围3或范围4内的任一平行长度应变速率的估计值) 可适用于整个试验。
10.3.3 基于应力速率的试验速率(方法B)
10.3.3.1 通则
试验速率取决于材料特性并应符合 10.3.3.2.1~10.3.3.2.5和10.3.3.3。如果没有其他规定，在力达到规定屈服强度的一半之前，可以采用任意的试验速率。超过这点以后的试验速率应满足10.3.3.2.1～10.3.3.2.5和10.3.3.3的规定。
注：这里的方法B的意图并非是保持恒定的应力速率或闭环荷载控制的应力速率控制去测定屈服性能，而只是设定横梁位移速率以实现在弹性区域的目标应力速率，见表3。当被测试样开始屈服时，应力速率减小，甚至当试样发生不连续屈服时可能变成负值。企图在屈服过程中保持一个恒定的应力速率需要试验机运行到一个相当高的速率，在大多数情况下是不现实的也是不需要的。
10.3.3.2 测定屈服强度和规定强度的试验速率
10.3.3.2.1 上屈服强度(ReH)
试验机横梁位移速率应尽可能保持恒定，并使相应的应力速率在表3规定的范围内。
注：弹性模量小于150 GPa 的典型材料包括锰、铝合金、铜和钛。弹性模量大于150 GPa 的典型材料包括铁、钢、钨 和镍基合金。
表 3 应力速率
材料弹性模量(E)/GPa | 应力速率(R)/(MPa · s⁻¹) | |
最小 | ||
<150 | 2 | 20 |
≥150 | 6 | 60 |
10.3.3.2.2 下屈服强度(Ra)
如仅测定下屈服强度，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。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。如不能直接调节这一应变速率，应通过调节屈服即将开始前 的应力速率来调整，在屈服完成之前不再调节试验机的控制。
任何情况下，弹性范围内的应力速率不应超过表3规定的速率。
10.3.3.2.3 上屈服强度(ReH) 和下屈服强度(ReL)
如在同一试验中测定上屈服强度和下屈服强度，应满足测定下屈服强度的条件，见10.3.3.2.2。
10.3.3.2.4 规定塑性延伸强度(Rp)、 规定总延伸强度(Rt) 和规定残余延伸强度(Rr)。
在弹性范围试验机的横梁位移速率应在表3规定的应力速率范围内并尽可能保持恒定。直至规 定强度(规定塑性延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度) 此横梁位移速率应保持任何情况下 应变速率不应超过0.0025 s-1
10.3.3.2.5 横梁位移速率
如试验机无能力测量或控制应变速率，应采用等效于表3规定的应力速率的过验机黄梁位移速率， 直至屈服完成10.3.3.3 测定抗拉强度(Rm) 断后伸长率(A) 力总延伸率(Agt)、力塑性延伸率(Ag)和断面
收缩率(Z)的试验速率
测定屈服强度或塑性延伸强度后，试验速率可以增加到不大于0.008s-1的应变速率(或等效的横梁位移速率)
如果仅需要测定材料的抗拉强度，在整个试验过程中可选取不超过0.008s-1的单一的试验速率。
10.3.4 试验条件的表示
为了用简单的形式报告试验控制模式和试验速率，可以使用下列缩写的表示形式：
GB/T 228.1 Annn 或 GB/T 228.1 Bn
这里“A”定义为使用方法A(基于应变速率的控制模式),“B”定义为便用方法B (基于应力速率的控制模式)。方法 A 中的符号“nnn” 是指每个试验阶段所用速率，如图9的中定义的；方法B 中的符号“n” 是指在弹性阶段所选取的应力速率。
示例1: GB/T 228.1 A224 定义试验为基于应变速率的控制模式，不同阶段的试验速率范围分别为2,2和4。
示例2:GB/T 228.1 B30 定义试验为基于应力速率的控制模式，试验的名义应力速率为30 MPa · s-1。
示例3:GB/T 228. 1B定义试验为基于应力速率的控制模式，试验的名义应力速率符合表3。
11 上屈服强度的测定
上屈服强度(ReH) 可从力-延伸曲线图或峰值力显示器上测得，定义为力下降前的力值对 应的应力。 ReH由该力除以试样的原始横截面积计算得到(见图2)。
12 下屈服强度的测定
下屈服强度(ReL) 可以从力-延伸曲线图测得，定义为不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力所对应的应力。ReL由该力除以试样的原始横截面积计算得到(见图2)。
对于上、下屈服强度位置判定的基本原则如下。
a) 屈服前的第1个峰值应力(第1个极大值应力)判为上屈服强度，不管其后的峰值应力比它大 或比它小。
b) 屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力，舍去第1个谷值应力(第1个极小值应力)不 计，取其余谷值应力中小者判为下屈服强度。如只呈现1个下降谷，此谷值应力判为下屈服强度。
c) 屈服阶段中呈现屈服平台，平台应力判为下屈服强度；如呈现多个而且后者高于前者的屈服平 台，判第1个平台应力为下屈服强度。
d) 正确的判定结果是下屈服强度低于上屈服强度。
在材料呈现明显屈服且不需测定屈服点延伸率的情况下：为提高试验效率，可以报告在上屈服强度 之后延伸率为0.25%范围以内的应力为下屈服强度，不考虑任何初始瞬时效应。用此方法测定下 屈服强度后，试验速率可以按照10.3.2.4或10.3.3.3增加。试验报告应注明使用了此简捷方法。
13 规定塑性延伸强度的测定
13.1 根据力-延伸曲线图测定规定塑性延伸强度(Rp)。 在曲线图上，画一条与曲线的弹性直线段部分 平行的直线，且在延伸轴上弹性直线段部分与此直线段的距离等于规定塑性延伸率，例如0.2%。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(So) 得到 规定塑性延伸强度(见图3)。
如力-延伸曲线图的弹性直线部分不能明确地确定，以致不能以足够的准确度划出这一平行线，推 荐采用如下方法(见图6)。
标引符号说明：
e——延伸率；
ep——规定塑性延伸率；
R——应 力 ；
Rp ——规定塑性延伸强度
图 6 规定塑性延伸强度(Rp) (见13.1)
试验时，当已超过预期的规定塑性延伸强度后，将力降至约为已达到的力的10%。然后再施加力 直至超过原已达到的力。为了测定规定塑性延伸强度，过滞后环两端点画一直线。然后经过横轴上与 曲线原点的距离等效于所规定的塑性延伸率的点，作平行于此直线的平行线。平行线与曲线的交截点给出相应于规定塑性延伸强度的力。此力除以试样原始横截面积得到规定塑性延伸强度(见图6)。
注：修正曲线的原点能够使用各种方法。划一条平行于滞后环所确定的直线的平行线并使其与力-延伸曲线相切， 此平行线与延伸轴的交截点即为曲线的修正原点(见图6)。
宜注意保证在力降低开始点的塑性应变只略微高于规定的塑性延伸强度(Rp)。较高应变的开始 点将会降低通过滞后环获得直线的斜率。
如果在产品标准中没有规定或得到客户的同意，在不连续屈服期间或之后测定规定塑性延伸强度 是不合适的。
13.2通过使用自动处理装置(例如微处理机等)或自动测试系统可不绘制力-延伸曲线图测定规定塑 性延伸强度(见附录 C)。
13.3 可采用附录J 提供的逐步逼近方法测定规定塑性延伸强度。
14 规定总延伸强度的测定
14.1 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给出相应于规定总延伸强度的力，此力除以试样原始横截面积(S。)得到规定总延伸 强度Rt (见图4)。
14.2 可使用自动处理装置(例如微处理机等)或自动测试系统测定规定总延伸强度，可以不绘制力-延伸曲线图(见附录C)。
15 规定残余延伸强度的验证和测定
试样施加相应于规定残余延伸强度的力，保持力10s～12s,卸除力后验证残余延伸率未超过规定百分率(见图5)。
注：这个验证试验是检查通过或未通过的试验，通常不作为标准拉伸试验的一部分。对试样施加应力，允许的残余延伸由相关产品标准(或试验委托方)来规定。例如：报告“Rr0.5=750 MPa 通过”意思是对试样施加750 MPa的应力，产生的残余延伸小于或等于0.5%。
如为了得到规定残余延伸强度的具体数值，应进行测定，附录 K提供了测定规定残余延伸强度的例子。
16 屈服点延伸率的测定
对于不连续屈服的材料，从力-延伸曲线图上均匀加工硬化开始点的延伸减去上屈服强度(ReH)对应的延伸得到屈服点延伸率(Ae)。 均匀加工硬化开始点的延伸通过在曲线图上，经过不连续屈服阶段 最后的最小值点划一条水平线或经过均匀加工硬化前屈服范围的回归线，与均匀加工硬化开始处曲线 的斜率线相交点确定。屈服点延伸除以引伸计标距(Le)得到屈服点延伸率(见图7)。
试验报告宜注明确定均匀加工硬化开始点的方法(见图7a)或 b]。
标引符号说明：
Ae——屈服点延伸率；
e——延伸率
R——应力
ReH ——上屈服强度。
a经过均匀加工硬化前最后最小值点的水平线
b经过均匀加工硬化前屈服范围的回归线
c均匀加工硬化开始处曲线的最高斜率线。
图7 屈服点延伸率(Ae)的不同评估方法
17 力塑性延伸率的测定
在用引伸计得到的力延伸曲线图上从力时的总延伸中扣除弹性延伸部务即得到力时的塑性延伸，将其除以引伸计标距得到力塑性延伸率。
力塑性延伸率(Ag)按照公式(3)进行计算：
…………………… (3)
注：有些材料在力时呈现一平台。当现这种情况，取力平台中点对应的塑性延伸率(见图1)。
有些材料其力塑性延伸率不等于无缩颈塑性延伸率，对于棒材、线材和条材等长产品，可采用附录 L的中方法测定无缩颈塑性延伸率(Awn)。
18 力总延伸率的测定
在用引伸计得到的力-延伸曲线图上测定力总延伸。力总延伸率(Agt) 按照公式(4)计算：
(4)
注：有些材料在力时呈现一平台。当出现这种情况，取力平台中点对应的总延伸率(见图1)。
19 断裂总延伸率的测定
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(At) 按照公式(5)计算：
(5)
20 断后伸长率的测定
20.1 应按照3.4.2的定义测定断后伸长率。
为了测定断后伸长率，应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特 别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。这对小横截面试样和低伸长率试样尤为 重要。
按公式(6)计算断后伸长率(A):
………………… (6)
应使用分辨书足够的量具或测量装置测定断后伸长量(Lu-Lo),并准确到±25mm。
如规定的填小断后伸长率小于5%,建议采取特殊方法进行测定(见附录M)。原则只有断裂处与的标距标记的距离不小于原始标距的三分之一情况方为有效。但断后伸长率大于或等于规定值，不管断裂位置处于何处测量均为有效，如断裂处与的标距标记的距离小于原始标距的三分 之一时，可采用附录 N 规定的移位法测定断后伸长率。
20.2 能用引伸计测定断裂延伸的试验机，引伸计标距应等于试样原始标距。无需标出试样原始标距的标记。以断裂时的总延伸作为伸长测量时，为了得到断后伸长率，应从总延伸中扣除弹性延伸部分。为了得到与手工方法可比的结果，有一些额外的要求（例如：引伸计高的动态响应和频带宽度，见C.2.2)。
原则上，断裂发生在引伸计标距(Le)以内方为有效，但断后伸长率等于或天于规定值，不管断裂位置处于何处测量均为有效。如产品标准规定用一固定标距测定断后伸长率，引伸计标距应等于这一标距。
20.3 试验前通过协议，可以在一固定标距上测定断后伸长率，然后使用换算式或换算表将其换算成比例标距的断后伸长率(例如可以使用GB/T 17600.1和 GB/T 17600.2的换算方法）。
注：仅当标距或引伸计标距、横截面的形状和面积均为相同时，或当比例系数(k)相同时，断后伸长率才具有可比性。
21 断面收缩率的测定
应根据3.8“断面收缩率”术语的定义测定断面收缩率。
如必要，应将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。
对于圆形试样，测量相互垂直两个方向上的直径取其平均值计算最小横截面积(Su)。 在进行读数时，应注意确保断裂面没有移位。
按照公式(7)计算断面收缩率：
…………………… (7)
建议断裂后最小横截面积的测定准确到±2%(见图13)。
对于小直径的圆试样或其他横截面形状的试样，断后横截面积的测量准确度达到±2%很困难。
22 试验结果数值的修约
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，应根据 GB/T 8170按如下要求进行修约：
— — 强度性能值修约至1MPa;
— 一屈服点延伸率修约至0.1%,其他延伸率和断后伸长率修约至0.5%;
—— 断面收缩率修约至1%。
23 试验报告
试验报告应至少包括以下信息，除非双方另有约定：
a) 本文件编号；
b) 试验条件信息(如10.3.4的要求);
c) 试样标识；
d) 材料名称、牌号(如已知);
e) 试样类型；
f) 试样的取样方向和位置(如已知);
g) 试验控制模式和试验速率或试验速率范围(见10.3.1),如果与10.3.2和10.3.3推荐的方法 不同；
h) 试验结果。
24 测量不确定度
24.1 总则
测量不确定度分析对于辨识测量结果不一致性的主要来源是很有用的。
基于本文件得到的产品标准和材料性能的数据库以及较早版本的GB/T 228对测量不确定度都有 内在的贡献。因此根据测量不确定度做进一步的调整是不恰当的，为了顺从失效产品而冒险也是不恰 当的。正因为此，按照附录 O和附录P步骤推导出来的不确定度的估计值也仅仅是个参考值，除非客户特别指明。
24.2 试验条件
本文件规定的试验条件和极限不应根据考虑测量不确定度而调整，除非客户特别指明。
24.3 试验结果
估计的测量不确定度不应与测量结果组合来评判是否满足产品标准要求，除非客户特别指明。
有关不确定度见附录 O和附录 P, 附 录 O提供了与溯源参数相关的不确定度的评定指南，附录 P 提供了一组钢和铝合金实验室间的比对结果来测定不确定度的指南。
标引符号说明：
e ——延伸率；
R ——应力；
ReH ——上屈服强度；
Rm—— 抗拉强度。
a呈现图8 c)应力-延伸率状态的材料，按照本文件无确定的抗拉强度。双方可以另做协议。
图 8 从应力-延伸率曲线测定抗拉强度(Rm) 的几种不同类型
标引符号与序号说明：
——应变速率；
——应力速率；
t——拉伸试验时间进程；
1——范围1：
=0.00007s-1，相对误差±20%;
2——范围2：
=0.00025s-1，相对误差±20%;
3——范围3：
=0.002s-1，相对误差±20%;
4——范围4：
=0.0067s-1，相对误差±20%(0.4min-1,相对误差±20%);
5—— 引伸计控制（方法A1闭环）或横梁控制（方法A2开环）；
6——横梁控制（方法A2开环）；
7——试验的弹性范围；
8——测定ReL、Rp、Rt、Ae的塑性范围；
9——测定 Rm、Ag、Agt、A、At和Z的应变速率。
注1：符号参照表1
注2：方法B弹性范围的应变速率，根据应力速率和使用210 GPa弹性模量计算的.
a推荐的.
b如果试验机不能测量或控制应变速率，可扩展至较低速率的范围（见10.3.3.2.5）.
图9拉伸试验中测定ReH、ReL、Rp、Rt、Rr、 Rm、Ae、Ag、Agt、A、At和Z时应选用的应变速率范围
标引符号说明：
e—延伸率；
R—应力。
注：参数定义见表1。
a非真实值，产生了突然的应变速率增加.
b应变速率突然増加的应力—应变行为.
图10 在 应力-应变曲线上不应存在的不连续性示例
标引符号与序号说明：
a。——矩形横截面试样原始厚度或原始管壁厚度；
b。——矩形横截面试样平行长度的原始宽度；
L。——原始标距；
Le——平行长度；
Lt——试样总长度；
Lu——断后标距；
S。——平行长度的原始横截面积；
1 ——夹持头部。
注：试样头部形状仅为示意图例。
图 1 1 机加工的矩形横截面试样(见附录 E和附录G)
标引符号说明：
L。——原始标距；
S。——平行长度的原始横截面积。
图 1 2 为产品一部分的不经机加工试样(见附录F)
b) 试验后
标引符号说明：
d。——圆试样平行长度的原始直径；
L。——原始标距；
Le——平行长度；
Lt—— 试样总长度；
Lu——断后标距；
S。——平行长度的原始横截面积；
Su——断后最小横截面积；
注：试样头部形状仅为示意图例。
图 1 3 圆形横截面机加工试样(见附录G)
标引符号与序号说明：
a。 ——原始管壁厚度；
D。 —— 管原始外径；
L。 ——原始标距；
Lt——试样总长度；
Lu ——断后标距；
S。 ——平行长度的原始横截面积；
Su—— 断后最小横截面积；
1 — — 夹持头部
图 1 4 圆管管段试样(见附录 H)
标引符号与序号说明：
a。——原始管壁厚度；
b。——圆管纵向弧形试样原始宽度；
L。——原始标距；
Le——平行长度；
Lt——试样总长度；
Lu——断后标距；
S。——平行长度的原始横截面积；
1 ——夹持头部。
注：试样头部形状仅为示意图例。
图15 圆管的纵向弧形试样（见附录H）
