铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法国家标准讨论稿编制说明
astm e328-2021 材料和结构件应力松弛试验方法

ASTM E328-2021 材料和结构件应力松弛试验方法引言:应力松弛是材料和结构件在受到持续应力作用后产生的非弹性变形和应力减小现象。
它对于材料和结构的可靠性和寿命具有重要影响。
为了准确评估材料和结构件的应力松弛性能,ASTM E328-2021标准提供了一种标准化的试验方法。
本文将介绍ASTM E328-2021标准的主要内容和试验流程。
一、试验目的ASTM E328-2021标准的主要目的是测定金属材料和结构件在一定应力水平下的应力松弛特性。
通过该试验,可以评估材料和结构件在长期应力作用下的变形性能和稳定性,为工程设计和材料选择提供依据。
二、试验装置根据ASTM E328-2021标准,试验装置应包括以下主要组成部分:1. 轴向加载系统:用于施加一定的轴向拉伸或压缩应力。
该系统应能提供稳定的加载速率,并能记录加载过程中的应力变化。
2. 温度控制系统:用于控制试验环境的温度。
温度的稳定性对于准确评估应力松弛特性非常重要。
3. 变形测量系统:用于测量试样的变形情况,可以使用应变计、位移传感器等设备。
三、试验步骤ASTM E328-2021标准规定了以下试验步骤:1. 样品准备:按照标准要求,制备符合尺寸和几何要求的试样。
注意,试样的制备应避免引入额外的应力或损伤。
2. 试验条件设定:根据需求设置试验温度和加载速率。
试验温度应能覆盖实际工作条件下的温度范围,并且应保持稳定。
3. 载荷施加:将试样放置在试验装置中,并施加一定的轴向拉伸或压缩载荷。
加载速率应符合标准要求,并记录加载过程中的应力变化。
4. 变形测量:使用合适的测量设备,测量试样在加载过程中的变形情况。
可以通过应变计或位移传感器来获取准确的变形数据。
5. 数据记录与分析:将试验期间获取的应力和变形数据记录下来,并进行必要的数据分析。
根据试验结果,评估材料和结构件的应力松弛性能。
四、试验结果与报告根据ASTM E328-2021标准,试验结果应包括以下内容:1. 应力-时间曲线:绘制应力-时间曲线,以反映材料或结构件在应力作用下的变化规律。
行业标准《铜及铜合金力学性能试样的制备》编制说明

《铜及铜合金力学性能试样的制备》编制说明一任务来源根据有色标委[2010] 21号《关于转发工信部《关于印发2010年第一批行业标准制修订计划的通知》的函》,《铜及铜合金力学性能试验试样加工方法》标准列入附件1“2010年第一批有色金属行业标准计划项目表”第99号(计划编号为2010-0475T-YS)。
该标准由全国有色金属标准化技术委员会提出,主要起草单位为浙江方圆检测集团股份有限公司和中铝沈阳有色金属加工有限公司。
在标准起草过程中,原标准名称中的“加工方法”的提法不科学,建议将本项目名称由“铜及铜合金力学性能试验试样加工方法”改为“铜及铜合金力学性能试样的制备”二起草过程标准起草单位首先查阅了国内外有关铜及铜合金产品力学性能试验试样加工方法的有关资料和标准。
目前,我国铜及铜合金产品的拉伸试样加工尺寸大多按照GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》标准进行,由于GB/T228标准主要侧重的是钢产品的试验方法,对试样的规定较为原则,而铜及铜合金相对于钢产品来说,普遍存在强度低、规格较小,部分产品在拉伸过程中容易打滑,不利于夹持等,同时硬度试验、反复弯曲等试验用试样尺寸在相关标准中都未明确。
2008年,有色金属行业标准YS/T668-2008《铜及铜合金理化检测取样方法》实施,对铜及铜合金力学性能取样位置和样坯尺寸作出了规定,但对试样的加工尺寸仍未作详细描述,这就使得铜及铜合金生产企业和使用方在试样尺寸的选择上有较大的随意性,尤其在异议处理时,可能带来试验结果上的差异。
该标准的制定,在某种程度上可以统一和规范铜及铜合金力学性能试验用试样,并初步建立铜及铜合金力学性能试样的加工体系,在起草过程中,充分考虑到目前行业在试样加工方面的习惯,力求标准的实用性和可操作性。
三制定原则1 标准依据:JIS Z 2201:1998 《Test pieces for tensile test for metallic materials》.ASTM标准:ASTM E8/E8M-09 《Standard test methods for tension testing of metallic materials》.ISO标准:ISO6892.1-2009《metallic materials –tensile testing-part 1: method of test at room temperature》;ISO 4739-1985《Wrought copper and copper alloy products. Selection and preparation of specimens》;GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》YS/T668-2008《铜及铜合金理化检测取样方法》2 编制要求本标准根据《中华人民共和国标准化法》要求,在编写方式上执行GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》和GB/T20001.4《标准编写规则第4部分:化学分析方法》的规定,并按《有色金属冶炼产品、加工产品、化学分析方法国家标准、行业标准编写示例》的要求进行编制。
铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法

《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准送审稿编制说明一、任务来源根据国标委综合[2017]128号及全国有色金属标准化技术委员会下发的有色标委[2018]2号《关于转发2018年第一批有色金属国家标准制(修)订项目计划》文件,《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准(计划号:20173798-T-610),由宁波兴业盛泰集团有限公司、宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司、安徽鑫科铜业有限公司、凯美龙精密铜板带(河南)有限公司、山西春雷铜材有限责任公司、江西金品铜业科技有限公司、中色(宁夏)东方集团有限公司、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心(山东)负责起草,项目于2019年完成。
二、工作简况1立项目的随着电子元器件向着微型化、薄型化、高密度和高度集成化发展,电子元器件在长时间使用中产生的热效应不断增加,部分元器件还可能在更高的温度下长时间使用,为了保持端子连接器弹片的嵌合力,这就要求材料具有优良的抗应力松弛性能。
国内接插件市场占有率比较高,但均以中低端市场为主,而高端的汽车连接器、精密接插件及大规模集成电路等产品则长期依赖进口。
造成这种现象的原因主要有两个方面,一方面是我国对于高弹铜基合金的基础研究起步较晚,且我国铜合金制备加工能力与发达国家相比还有一定差距,工艺条件、装备水平等方面都有待进一步提高;另一方面是随着客户对铜基弹性材料性能的要求不断提高,许多客户对材料提出了具有抗应力松弛特性的隐性需求,而国内应力松弛试验方法标准少,限制了我国对高端连接器及精密接插件等材料进行更深层次的研发工作。
国外对应力松弛试验方法已制定相应的标准,主要有美国ASTM E328“材料和结构的应力松弛试验标准推荐方法”、日本伸铜协会技术标准JCBA-T309-2004 薄板条弯曲应力松弛缓和试验方法等。
报据以上国外标准可以看出,评价材料松弛性能的主要方法两种,一种是拉伸应力松弛,另外是弯曲应力松弛。
而目前国内仅有GB/T 10120-2013“金属材料拉伸应力松弛试验方法”,缺少相应的弯曲应力松弛试验方法,且此标准中对测试样的要求较高、试验周期长、效率低,对设备的要求比较高,且绝大多数铜基弹性材料的下游企业,并未配备检测机器和具有检测能力。
国家标准《铜及铜合金软化温度的测定》编制说明

《铜及铜合金软化温度的测定》(送审稿)编制说明一、任务来源根据有色标委(2014)第29号《关于转发2014年第一批有色金属国家、行业标准制(修)订项目计划的通知》所下达的国家标准制定计划,《铜及铜合金软化温度的测定方法》标准列入2014年第一批有色金属国家标准项目计划表第51号,由中铝洛阳铜业有限公司、菏泽广源铜带股份有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心、铜陵金威铜业有限公司、苏州有色金属研究院有限公司、宁波兴业盛泰有限公司、安徽楚江科技新材料股份有限公司、太原晋西春雷铜业有限公司负责起草。
二、工作简况1 立项目的和意义随着铜及铜合金产品在军工、航天航空、核电、船舶、冶金和高铁工业的广泛应用,特别是许多材料在高温环境下使用,材料在高温下的抗软化性能显得尤为重要。
软化温度是指铜及铜合金产品保温一小时后的硬度下降至原始硬度的80%时所对应的加热温度。
软化温度的高低是评价铜及铜合金产品材料抗高温软化性能的量化指标,目前国内外还没有测定铜及铜合金材料软化温度的方法,在高温下使用铜材的软化温度都是未知数,因此有必要起草铜及铜合金软化温度的测定的国家标准。
2项目编制组成员本标准的编制组由中铝洛阳铜业有限公司、菏泽广源铜带股份有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心、铜陵金威铜业有限公司、苏州有色金属研究院有限公司、宁波兴业盛泰有限公司、安徽楚江科技新材料股份有限公司、太原晋西春雷铜业有限公司等单位组成。
3 标准起草过程首先查阅、分析了国内外相关检测软化温度的标准和资料,国外没有相关标准,而目前国内只有YS/T466-2003《铜板带箔材耐热试验方法硬度法》,该标准仅适用于厚度为0.005 mm~0.5 mm的板带材耐热试验,且保温时间没有统一的规定,也没有规定软化温度的定义。
针对铜及铜合金软化温度的测定没有统一的检测标准,而随着微电子和通讯工业、高铁、军工的高速发展,对所需铜材(如框架材料、射频电缆带、铜镍硅、铜铬锆等)的抗软化性能提出了更高的要求,为了满足生产迅速提高的要求,寻找一种准确的软化温度检测方法已迫在眉睫。
铜及铜合金材料室温拉伸试验方法送审稿.doc

《铜及铜合金材料室温拉伸试验方法》(送审稿)编制说明一、任务来源根据国标委综合[2013]90号文件下达了《铜及铜合金材料室温拉伸试验方法》国家标准的制订任务,其项目编号为20132124-T-610。
本标准由中铝洛阳铜业有限公司负责起草,广州有色金属研究院、绍兴市质量技术监督检测院、菏泽广源铜带股份有限公司、宁波兴业盛泰集团有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、浙江冶金研究院有限公司、太原晋西春雷铜业有限公司、安徽楚江科技新材料股份有限公司、山东天圆铜业有限公司、浙江耐乐铜业有限公司、北京有色金属研究总院、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心、苏州有色金属研究院有限公司相关单位参与起草及验证,完成年限2016年。
二、工作简况1.立项目的和意义针对铜及铜合金材料室温拉伸性能检测指标的要求,对试验控制速率以定量化,便于具体实施操作;对铜及铜合金拉伸试样的种类进行了扩展,以规范检测工作;规定了拉伸试样的取样方向和部位;采用本标准规定的试验方法,可在一定程度上提高检测效率,规范拉伸试验,增加试验结果的可比性,减少质量异议的发生。
2.项目编制组成员包含了国内部分主要铜合金加工企业及有色金属检测机构,具有较强的代表性。
由于本标准难度大、任务重,标准制订计划任务正式下达后,立即成立了标准编制组,并落实起草任务,确定标准的主要起草人,拟定该标准的工作计划。
具体分工为:中铝洛阳铜业有限公司总负责标准的主体架构、市场和同行业信息收集、资料汇总及标准执笔;广州有色金属研究院、绍兴市质量技术监督检测院、菏泽广源铜带股份有限公司、宁波兴业盛泰集团有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、浙江冶金研究院有限公司、太原晋西春雷铜业有限公司、安徽楚江科技新材料股份有限公司、山东天圆铜业有限公司、浙江耐乐铜业有限公司、北京有色金属研究总院、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心、苏州有色金属研究院有限公司负责补充市场信息、试样制备及试验数据的验证。
铜及铜合金加工制品残余应力的测定方法

综 述铜及铜合金加工制品残余 应力的测定方法路俊攀(洛阳铜加工集团有限责任公司,河南洛阳 471039)摘 要:介绍了残余应力的常见测定方法,重点讨论了适合于铜及铜合金制品残余应力测定的化学和机械方法。
其中适用于管棒材的化学方法已形成系列国标,但仍需增补;适用于板带材的化学方法仅限于试验研究之用。
机械方法中,Crampton法被广泛应用于管材应力测定,而分条变形方法是近几年才开始研究和应用的新方法,该方法适用于所有加工制品。
关键词:铜;铜合金;残余应力;测定 中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:100026656(2004)1220633205MEASUREMENTS OF RESID UAL STRESS FOR THE PR OCESSING PR OD UCTSOF COPPER AN D COPPER ALLOYSL U Jun2pan(Luoyang Copper Working(Group)Co.Ltd.,Luoyang Henan471039,China)Abstract:The article introduced some common measuring methods of residual stress and aimed to sim ply classify them.The emphasis of the discussion was laid on chemical method and mechanical method,which were fit for co pper and copper alloys′processing products.The chemical method which is fit for tube and bar products has been the basis for forming a series of G B,but it needs sub joining.The same method fitting in with plate and strip products is just used for study.As for the mechanical method,the“Crampton”is widely used in tube products,and the slitting deformation method is a new method,which is studied and used in recent years.It is fit for all of the processing products.K eyw ords:Copper;Copper alloys;Residual stress;Measuring 铜及铜合金在加工和热处理过程中,必然承受外力的作用以及金属内部金相和组织的转变,在制品内部产生残余应力,影响材料的疲劳强度、抗应力腐蚀性、尺寸稳定性和使用寿命,因此研究和控制加工过程中的应力愈来愈受到重视。
国家标准《铜及铜合金术语》(征求意见稿)编制说明

国家标准《铜及铜合金术语》(征求意见稿)编制说明一、任务来源及计划要求GB11086-89《铜及铜合金术语》是等效采用国际标准ISO 197-1:1983《铜及铜合金术语和定义第1部分:材料》、ISO197-2:1983《铜及铜合金术语和定义第2部分:未加工产品(精炼型材)》、ISO197-3:1983《铜及铜合金术语和定义第3部分:加工产品》、ISO197-4:1983《铜及铜合金术语和定义第4部分:铸件》、ISO197-5:1980《铜及铜合金术语和定义第5部分:加工和处理方法》制定的,至今已实施二十多年。
而随着我国有色金属制造业的快速发展,新产品、新技术及新工艺的不断涌现,其内容的已远远不能满足目前的铜加工行业的要求,为规范并统一对铜及铜合金相关名词术语的理解,对该标准进行修订和完善是事在必行的。
根据中铝洛阳铜业有限公司的立项申请,中国有色金属标准化委员会以有色标委综字[2011]028号文件《关于转发2011年第一批有色金属国家标准制(修)订项目计划的通知》下达了标准修定任务,其中附件1《2009年第二批有色金属国家标准项目计划表》序号第23项(项目序号为20110669-T-610)《铜及铜合金术语》国家标准由中铝洛阳铜业有限公司、江西铜业有限公司负责修定,并要求2012年全面完成标准修订工作。
标准制定计划任务正式下达后,由中铝洛铜相关部门组织成立了标准起草小组,确定了标准的主要起草人,并进行了任务落实,拟定该标准制定的工作计划、进度和要求,开始着手进行标准编制工作。
经过多次讨论和广泛征求意见,形成了标准征求意见稿及编制说明。
二、编制原则(一)、国内外标准情况经查阅,现行的铜及铜合金术语标准主要有ISO国际标准和ASTM美国标准。
国际标准ISO 197-1~5按材料、未加工产品、加工产品、铸件、加工和处理方法分为五部分。
GB11086-89《铜及铜合金术语》就是等效采用该国际标准制定的。
行业标准《铜及铜合金理化检测标准》编制说明(送审稿)

《铜及铜合金理化检测取样标准》送审稿编制说明中铝洛阳铜加工有限公司2019年6月14日《铜及铜合金理化检测取样方法》送审稿编制说明一、任务来源根据工信厅科[2017]40号所下达的标准制修定计划,《铜及铜合金理化检测取样方法》(计划编号2017-0186T-YS)标准列入2017年第二批有色金属国家标准项目计划表第58号,由中铝洛阳铜加工有限公司、聊城市产品质量监督检验所、铜陵金威铜业有限公司、佛山市华鸿铜管有限公司、凯美龙精密铜带(河南)有限公司、浙江耐乐铜业有限公司、江西耐乐铜业有限公司、山西春雷铜材有限责任公司、中铝沈阳有色金属加工有限公司、国家再生有色金属橡塑材料质量监督检验中心、西北有色金属研究院、北京有研亿金新材料有限公司、绍兴市质量技术监督局负责修订,项目2019年完成。
二、编制原则1、本标准依照GB/T1.1-2009、标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写要求进行编写。
2、结合国内铸造及加工铜及铜合金的生产和使用状况,做到检测取样的合理性与实用性。
3、查阅相关标准和国内外铜及铜合金理化检测取样的标准和技术要求。
三、工作简况《铜及铜合金理化检测取样方法》YS/T668-2008制定于2008年,随年限变迁,技术进步,标准的部分条款内容、引用的标准,以及标准的适用范围不适用现产品检测的需要,尤其伴随着《铜及铜合金材料室温拉伸试验方法》GB/T34505-2017的发布实施,拉伸试样的取样要求有了较大变化,试样类型也更加丰富,新的拉伸试验方法针对性更强,适用范围更广,原有的取样方法已不满足当前市场及客户越来越多的需求,建议该方法进行修订。
标准修订任务落实后,我们立即成立了《铜及铜合金理化检测取样方法》起草小组,并落实起草任务,确定标准的主要起草人,拟定该标准的工作计划。
具体分工为:中铝洛阳铜加工有限公司总负责、市场和同行业信息收集、资料汇总及执笔;聊城市产品质量监督检验所、铜陵金威铜业有限公司、佛山市华鸿铜管有限公司、凯美龙精密铜带(河南)有限公司、浙江耐乐铜业有限公司、江西耐乐铜业有限公司、山西春雷铜材有限责任公司、中铝沈阳有色金属加工有限公司、国家再生有色金属橡塑材料质量监督检验中心、西北有色金属研究院、北京有研亿金新材料有限公司、绍兴市质量技术监督局负责补充市场信息和标准数据的验证。
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《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准讨论稿编制说明一、工作简况1立项目的随着电子元器件向着微型化、薄型化、高密度和高度集成化发展,电子元器件在长时间使用中产生的热效应不断增加,部分元器件还可能在更高的温度下长时间使用,为了保持端子连接器弹片的嵌合力,这就要求材料具有优良的抗应力松弛性能。
国内接插件市场占有率比较高,但均以中低端市场为主,而高端的汽车连接器、精密接插件及大规模集成电路等产品则长期依赖进口。
造成这种现象的原因主要有两个方面,一方面是我国对于高弹铜基合金的基础研究起步较晚,且我国铜合金制备加工能力与发达国家相比还有一定差距,工艺条件、装备水平等方面都有待进一步提高;另一方面是随着客户对铜基弹性材料性能的要求不断提高,许多客户对材料提出了具有抗应力松弛特性的隐性需求,而国内应力松弛试验方法标准少,限制了我国对高端连接器及精密接插件等材料进行更深层次的研发工作。
国外对应力松弛试验方法已制定相应的标准,主要有美国ASTM E328“材料和结构的应力松弛试验标准推荐方法”、日本伸铜协会技术标准JCBA-T309-2004 薄板条弯曲应力松弛缓和试验方法等。
报据以上国外标准可以看出,评价材料松弛性能的主要方法两种,一种是拉伸应力松弛,另外是弯曲应力松弛。
而目前国内仅有GB/T 10120-2013“金属材料拉伸应力松弛试验方法”,缺少相应的弯曲应力松弛试验方法,且此标准中对测试样的要求较高、试验周期长、效率低,对设备的要求比较高,且绝大多数铜基弹性材料的下游企业,并未配备检测机器和具有检测能力。
目前各种弹性接插件的工作环境,更与弯曲应力松弛试验条件相接近,采用弯曲应力松弛试验方法,更能代表实际材料的工作条件,更可满足多元条件下的应力松弛试验要求;另外,由于各企业也只是独立地进行应力松弛试相关的简单的试验性工作,试验方法五花八门,但由于缺乏统一评价标准,致使更多企业未对其进行展开系统地、深层次的研究,限制着其高端方面的使用。
因此,制定铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法就显得十分重要,对规范弯曲应力松弛试验,统一数据评价标准,有利于我国中高端连接器、集成电路用材料的研发,具有良好的现实意义。
为满足国内外市场对铜及铜合金应力松弛性能的需求,更有效的确保产品质量,因此制定本标准。
2任务来源全国有色金属标准化技术委员会在广泛征求意见的基础上下发了有色标委[2018]2号《关于转发2018年第一批有色金属国家标准制(修)订项目计划》文件,正式下达了《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准(计划号:20173798-T-610)的起草任务。
宁波兴业盛泰集团有限公司为负责起草单位。
3项目编制组单位简况3.1编制组成员单位本标准由宁波兴业盛泰集团有限公司、宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司、安徽鑫科铜业有限公司、北京有色金属研究总院、中铝华中铜业有限公司、山西春雷铜材有限责任公司、江西金品铜业科技有限公司、中色(宁夏)东方集团有限公司、国家铜冶炼及加工产品质量监督检验中心(山东)、凯美龙精密铜带(河南)有限公司、西北有色金属研究院等共同起草,以上编制组成员单位均是《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》的应用单位。
3.2主编单位简介本标准的主编单位是宁波兴业盛泰集团有限公司。
宁波兴业盛泰集团有限公司(以下简称盛泰公司)是在宁波慈溪地区发展起来的现代化企业集团,为中国高精度铜板带行业的领先制造商,母公司欢悦互娱控股有限公司于2007年成功在香港联交所主板上市。
公司一直致力于铜板带的专业化研究、生产、销售,其“三环”产品于2007年9月被国家质检总局评为“中国名牌产品”称号,是中国铜板带领域仅有的三大“中国名牌产品”之一。
“三环”商标被认定为中国驰名商标和浙江省著名商标。
盛泰公司的主要产品有:高精度引线框架用铜板带、高精度锡磷青铜板带、高精度锌白铜板带、高精度紫铜板带、高精度黄铜板带、高精度多元合金、铜锡锌合金及高铜合金等八大系列,其中以电子、汽车行业用的接插件铜带和引线框架用铜带为主导产品,是目前国内铜板带品种系列最全的生产企业之一。
4主要工作过程2018年3月14日,由全国有色金属标准化技术委员会召集在云南省曲靖市召开了《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准第一次工作会议,与会专家对标准进行了认真、热烈的讨论,成立了标准编制组,并进行了相应的任务落实,确定了由宁波兴业盛泰集团有限公司为负责起草单位,若干相关单位参与标准起草及验证。
编制小组根据云南曲靖任务落实会确定的起草原则,首先整理收集本企业前期所积累的试验数据,为本标准全面、系统、有效的制定奠定了良好的基础,并通过查阅国内外有关的技术资料,结合主要用户的技术要求,经过多次讨论和广泛征求意见,形成了标准征求意见稿及编制说明。
二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据(一)编制原则标准编制原则本标准起草单位自接受起草任务后,成立了本标准编制工作组。
初步确定了《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》标准起草所遵循的基本原则和编制依据:1按照《中华人民共和国标准化法》要求,依据GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。
2.查阅国内外有关弯曲应力松弛试验方法的技术要求。
(二)确定标准主要内容1 题目标准名称《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》。
2 范围本标准规定了铜及铜合金材料弯曲应力松弛试验方法的术语和定义、方法原理、试验设备、试样、环境、试验方法、测试报告。
本标准适用于厚度为0.1~1.0mm的铜及铜合金板带材在恒定应变条件下弯曲应力松弛性能测试。
本标准不适合用特殊铜合金材料,如热镀、电镀、超薄、超厚等铜及铜合金材料弯曲应力松弛的测试。
3规范性引用文件本标准规定的试验方法需要使用试样的屈服强度、弹性模量等力学性能,因此引用标准GB/T 34505-2017。
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T 34505-2017 铜及铜合金材料室温拉伸试验方法。
4 原理铜及铜合金在长期应力及高温的作用下,若其总变形(总应变或总位移)保持不变,随着时间的延长,其内部弹性应变会逐渐转变为塑性应变,从而引起应力松弛现象,是金属构件失效的一种重要形式。
松弛稳定性是用在一定温度和应力作用下经过一定服役时间后剩余应力来表示,即剩余应力是初始应力的百分之几,称为应力松弛率。
5试验设备5.1试验夹具a 单端固定块式夹具b 单端固定螺丝式夹具图1 试样夹具示意图参考国外标准,试验用夹具通常有两种,实际使用时可以灵活选择使用,不同类型装置对试验结果没有明显影响,使用单端固定螺丝式夹具时,加载螺丝顶部可以设计成刀片状,使加载应力均匀。
5.2加热装置加热设备,恒温槽或加热炉,炉膛内保温区温度变化小于5℃,温度准确度小于±0.5℃。
5.3试样制备位移测定装置,试样加热前后,在自由端负载位置测定永久变形,使用分辨率不低于10μm的仪器测量,例如金相显微镜或工具显微镜。
6试样6.1本标准规定的试样为等截面长条形试样,试样宽度为10±0.05mm,试样长度100mm(长度可根据试验片的厚度、初期应力等进行适当的调整)。
图2 试样示意图说明:t :试样厚度b :试样宽度6.2试样的截取和制样,取样过程应尽量避免过热和加工硬化对试验结果产生影响,必要时可以使用砂纸打磨去除加工部位。
6.3试样应该从平整度f≤3mm 的板材上截取,测量平整度时的规定长度为1000mm 。
7 环境试验测试环境温度应维持在23±5℃范围内,且测量高度时试样及夹具的温度需与测试环境温度达到一致。
8试验方法8.1 初始应力,试样的初始应力规定为试样规定塑性延伸强度R p0.2的80%,规定塑性延伸强度R p0.2的测试按GB/T 34505-2017的规定进行。
国外标准规定试样初始应力应小于试样屈服强度或弹性极限,为了便于标准使用,同时参考了国外企业实际试验过程所用的参数,此处规定试样的初始应力规定为试样屈服强度的80%。
8.2 测距长l s ,测距长l s 应当不小于初始弯曲变形ε0的2倍。
测距长过短时,样品弯曲曲率半径变小,不便于实际操作,并且容易由于尺寸效应产生误差,测距长过长时,样品长度增加,制样难度和试验成本增加。
参考国外经验,此处规定测距长l s 应当不小于初始弯曲变形ε0的2倍。
8.3 初始位移,试样的初始位移按公式(1)计算:t E l s ⨯⨯⨯=5.120σε (1)式中,0ε :初始位移(mm );σ :试样表面最大应力(N/mm2);t :试样厚度(mm );E :弹性模量(N/mm2);l s :测距长。
8.4 初始高度的测量将试样夹持在夹具上,在试样自由端规定位置给予一定弯曲变形,在室温下静置30~35s 后,卸下变形装置,测定试样自由端规定位置到基准面的高度,即为初始高度Hi 。
8.5 使用夹具将试样固定,并放入恒温槽或加热炉内。
当温度到达设定温度的95%后开始计时。
到达规定时间后,将夹具从恒温槽或加热炉中取出,放到常温处,并卸下变形装置。
当试样冷却至常温后,测量试样规定位置到基准面的距离,即为Ht。
测量后,再将变形装置装上,使试样弯曲变形。
再反复进行上述测试。
各个时间下的每个永久弯曲变形量εt可根据公式(2)计算:εt=Hi-Ht (2)式中:εt—永久弯曲变形量;Hi—初始高度;Ht—应力松弛后高度;8.6 应力松弛率的计算根据公式(3),在各个加热时间下可算出应力松弛率:应力松弛率=εt/ε0*100% (3)式中,εt:测试过后的试样,在取下装置后,发生的永久弯曲变形(mm);ε0:初始弯曲变形(mm)。
8.7 应力松弛数值按GB/T 8170 的规定修约至1%。
8 测试结果报告除非另有规定,测试报告应至少包含如下内容:a)材料名称;b)抗拉强度;c)规定塑性延伸强度;d)厚度;e)试样取样方向;f)计算弯曲应力时的弹性模量;g)试验时间和温度;h)应力松弛率。
三、标准水平分析1标准水平简析报据国外相关的应力松弛试验方法标准来看,评价金属材料应力松弛性能的主要方法有两种,一种是拉伸应力松弛,另一种是弯曲应力松弛。
对于拉伸应力松弛试验方法,目前国内仅有GB/T 10120-2013“金属材料拉伸应力松弛试验方法”,该标准对测试样的要求较高、试验周期长、效率低,对设备的要求比较高,绝大多数铜基弹性材料的下游企业并未配备检测设备,不具有相关的检测能力;而在弯曲应力松弛试验方法中,较为常用的方法主要有:环状试样弯曲应力松弛实验法、悬臂梁式弯曲应力松弛试验方法等,国内标准GB/T10120-2013“金属材料拉伸应力松弛试验方法”中对环状试样的弯曲应力松弛试验方法中所取样品的形状尺寸轮廓等进行了明确说明,但该方法对试样的加工精度要求高,尤其一些超薄带箔材料,试样加工较为困难,因此目前普遍采用悬臂梁式弯曲应力松弛试验方法评价材料的抗应力松弛特性,即一端自由一端固定的加载方式。