ICS77.040.99 H22 中华人民共和国国家标准 GB/T32498—2016 金属基复合材料 拉伸试验 室温试验方法 Metalmatrixcomposites—Tensiletesting— Methodoftestatambienttemperature 2016-02-24发布 2017-01-01实施 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发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国工程材料标准化工作组(SAC/SWG3)提出并归口。 本标准起草单位:江苏省产品质量监督检验研究院、上海交通大学、徐州市产品质量监督检验中心。 本标准主要起草人:王燕、欧阳求保、姚强、王鲲、张荻、宋锦柱、路通、王浩。 ⅠGB/T32498—2016 金属基复合材料 拉伸试验 室温试验方法 1 范围 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。 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/T228.1—2010 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法 GB/T2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置和试样制备 GB/T12160 单轴试验用引伸计的标定 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/T22066 静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定 GB/T22315 金属材料 弹性模量和泊松比试验方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 金属基复合材料 metalmatrixcomposites 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 gaugelength 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 originalgaugelength L0 室温下试验前试样的标距。 3.2.2 断后标距 finalgaugelengthafterfracture 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。 1GB/T32498—2016 3.3 平行长度 parallellength Lc 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 percentageelongation 原始标距的伸长与原始标距L0的百分比。 3.4.1 断后伸长率 percentageelongationafterfracture A 试样拉断后标距的伸长(Lu-L0)与原始标距L0的百分比。 3.5 引伸计标距 extensometergaugelength Le 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Le的增量。 3.6.1 最大力塑性延伸率 percentageplasticextensionatmaximumforce Ag 最大力时原始标距的塑性延伸与引伸计标距Le的百分比。 3.6.2 最大力总延伸率 percentagetotalextensionatmaximumforce 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Le的百分比。 3.6.3 断裂总延伸率 percentagetotalextensionatfracture At 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Le的百分比。 3.7 试验速率 testingrate 试验期间单位时间应变的增加值。 3.7.1 应变速率 strainrate eLe 用引伸计标距Le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 estimatedstrainrateovertheparallellength eLc 根据横梁位移速率和试样平行长度Lc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 percentagereductionofarea Z 断裂后试样横截面积的最大缩减量(S0-Su)与原始横截面积S0的百分比。 2GB/T32498—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S0得到的值。 3.9.1 抗拉强度 tensilestrength Rm 最大力Fm对应的应力。 3.9.2 规定塑性延伸强度 proofstrength,plasticextension Rp 塑性延伸率等于规定的引伸计标距Le百分比时对应的应力,见图1。 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1 规定塑性延伸强度Rp 3.9.3 规定总延伸强度 proofstrength,totalextension Rt 总延伸率等于规定的引伸计标距Le百分比时的应力,见图2。 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2 规定总延伸强度Rt 3GB/T32498—2016 4 符号和说明 本标准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 A % 断后伸长率 Ag % 最大力Fm塑性延伸率 Agt % 最大力Fm总延伸率 At % 断裂总延伸率 a0 mm 矩形横截面试样原始厚度 b0 mm 矩形横截面试样平行长度的原始宽度 Cv — 离散系数 d0 mm 圆形横截面试样平行长度的原始直径 du mm 圆形横截面试样断裂后缩颈处最小直径 E MPa 弹性模量 eLe s-1应变速率 eLc s-1平行长度估计的应变速率 Fm N 最大力 L0 mm 原始标距 Lc mm 平行长度 Le mm 引伸计标距 Lt mm 试样总长度 Lu mm 断后标距 Rm MPa 抗拉强度 Rp MPa 规定塑性延伸强度 Rt MPa 规定总延伸强度 r mm 夹持端与平行长度之间的过渡弧半径 s — 标准差 S0 mm2原始横截面积 Su mm2断后最小横截面积 Vc mm·s-1横梁分离速率 Z % 断面收缩率 ΔLm mm 最大力总延伸 ΔLf mm 断裂总延伸 注:1MPa=1N·mm-2。 4GB/T32498—2016 5 原理 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。 6 试验设备 6.1 试验机 试验机应满足GB/T22066,其测力系统应按照GB/T16825.1进行校准,准确度应为0.5级。 6.2 引伸计 引伸计的准确度级别应符合GB/T12160的要求,其准确度应为1级或优于1级。 7 试样 7.1 形状与尺寸 7.1.1 一般要求 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。 7.1.2 试样的形状 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,≥0.75d0; b) 其他试样,≥12mm。 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4mm。 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 试样的尺寸 7.1.3.1 机加工试样的平行长度 平行长度Lc的要求如下: a) 对于圆形截面试样Lc≥L0+d0 2; b) 对于其他形状试样Lc≥L0+1.5S0。 对于仲裁试验,平行长度应为L0+2d0或L0+2S0。 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L0=kS0的关系称为比例试样,比例系数k的值通常为5.65,也可 5GB/T32498—2016 以取11.3。原始标距应不小于20mm。 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 d0/mm r/mmk=5.65 k=11.3 L0/mm Lc/mm 试样编号 L0/mm Lc/mm试样类型编号 25 20 15 10 8 6 5 4≥0.75d0 5d0≥L0+d0/2 仲裁试验: L0+2d0R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R810d0≥L0+d0/2 仲裁试验: L0+2d0R01 R02 R03 R04 R05 R06 R07 R08 注1:如相关产品标准无具体规定,优先采用R2、R4或R7试样。 注2:试样总长度取决于夹持方法,原则上Lt>Lc+4d0。 表3 矩形横截面比例试样 b0/mm r/mmk=5.65 k=11.3 L0/mm Lc/mm 试样编号L0/mm Lc/mm试样类型 编号 12.5 15 20 25 30≥125.65S0≥L0+1.5S0 仲裁试验: L0+2S0P7 P8 P9 P10 P1111.3S0≥L0+1.5S0 仲裁试验: L0+2S0P07 P08 P09 P010 P011 注1:如相关产品标准无具体规定,优先采用比例系数k=5.65的比例试样。 注2:当试样横截面积太