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对于金属材料室温拉伸试验方法标准GB/T 228.1—2010的修订建议

发布日期:2021-12-22 15:35  作者:admin  来源:未知 浏览量:
对拉伸试验方法标准涉及的一系列争议问题进行了分析论证后对GB/T 228.1提出的具体修订建议主要有:(1)把方法B的标题由“应力速率控制的试验速率”改为“传统方法”

拉伸试验方法标准涉及的一系列争议问题进行了分析论证后对GB/T 228.1提出的具体修订建议主要有:(1)把方法B的标题由“应力速率控制的试验速率”改为“传统方法”;(2)删除关于推荐应变控制和方法A的内容;(3)在标准中增加方法C并作为有反馈控制功能拉伸试验机的推荐使用方法。

前文对方法B的标题和应变控制方法的问题已进行了分析,下文对增加并推荐方法C的理由进一步论述。

在GB/T 228.1—2010最后一次审定会之前,其标准草案中有方法C。方法C是采用5%Lc·min-1(Lc为哑铃型试样的平行长度)速率的横梁位移控制方法,对应的名义应变速率为0.00083s-1,该方法采用了方法B速率范围内中间略微偏下的横梁速率,同时可以满足ISO 6892-1和ASTM A370对拉伸速率的要求。方法C是采用一个约定的速率代替方法B规定的很宽的速率范围,发挥了有反馈控制功能的拉伸试验机可以准确控制拉伸速率的优势,既克服了方法B速率范围宽造成选用不同速率的测量结果可能不一致的缺点,保证了其测量结果与传统方法B的基本一致。又因为方法C是不进行刚度修正的横梁位移控制方法,便于操作,也克服了方法A应变控制方法难以实施和测量结果比传统方法B的显著偏低的缺点。

某试验机公司为GB/T 228.1—2010审定会代表进行演示试验时的试验结果显示,采用60MPa·s-1应力速率测量的屈服强度(138.5MPa)低于采用方法C的测量结果(140.9MPa),于是得出方法C的速率超出了标准上限,即不符合标准的结论,因此主要起草人删除了方法C。

拉伸试验

审定会后笔者在参考文献[4]中分析了演示试验的原始数据文件并公开发表了分析结果,发现60MPa·s-1应力速率的拉伸过程不是采用应力反馈控制方法,而是采用横梁位移控制方法,横梁应变速率为0.00062s-1,远远没有达到方法B横梁应变速率的上限0.0025s-1。采用该方法得到的拉伸曲线在弹性段的应力速率约为56MPa·s-1,而在测量屈服段时的应力速率仅有约2MPa·s-1。该方法是刚度修正方法,《理化检验-物理分册》编辑部2012年组织21个试验室验证试验的方法5同样是该种刚度修正方法。指导GB/T 228.1—2010审定会演示试验的专家在参考文献[2]中指出了方法5是完全误导的方法,但演示试验的专家正是用这种完全误导的方法误导了我国标准的审定会代表,删除了方法C。

21个试验室验证试验结果表明,方法C(21个试验室验证试验的方法1)的测量结果恰好在方法B下限速率(验证试验的方法2)和方法B上限速率(验证试验的方法3)的测量结果之间,参考文献[1]中21个试验室验证试验5种方法得到屈服强度测量结果的平均值和标准偏差如图1所示,可知方法C不会超出方法B上限速率的测量结果。图1中M1为方法C的测量结果;M2为方法B下限速率的测量结果;M3为方法B上限速率的测量结果;M4为方法A的测量结果;M5为21台拉伸试验机不分刚度修正系数的测量结果;M5(k<5)是14台刚度修正系数k小于5的拉伸试验机的测量结果;M5(k>5)是7台刚度修正系数大于5的拉伸试验机的测量结果。参考文献[2]指出方法C的测量结果会超出方法B上限速率的测量结果依据的是刚度修正方法,该文献作者也指出该方法是误导性的方法,根据完全误导性的方法得到的结果是不可信的。另外,参考文献[11]也指出方法C的测量结果会超出方法B上限速率的测量结果,判断其依据的除最后一次审定会前演示试验的刚度修正方法的数据之外,可能还有参考文献[8]中图6-8的高刚度夹具屈服强度的测量结果,此测量结果是根据该参考文献解读的方法B测量得到的,而该解读方法在标准中找不到依据,因此同样不可信。根据21个试验室的验证试验结果可知,方法C的测量结果不仅不会超出方法B上限速率的测量结果,而且恰好在方法B下限速率的测量结果和上限速率的测量结果之间。而21个试验室的验证试验是由持不同观点的试验室共同参与的,且每个试验室除提供测量结果之外还提供原始数据文件,各个试验室的测量结果与原始数据文件经分析验证后确认无误。

屈服强度结果的平均值和标准偏差

方法C为横梁位移控制方法,不仅适用于连续屈服材料还适用于不连续屈服材料,不需要在试验之前猜测试样是连续屈服还是不连续屈服,因此是安全可行的试验方法。方法C的速率为方法B的中间偏下的一个推荐值,克服了方法B范围宽造成的测量结果不一致的问题,应推荐该试验方法。

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