伸长率的种类(第2版)
金属材料六种伸长率的对比与分析

精心整理金属材料六种伸长率的分析摘要金属材料伸长率分为6种:断后伸长率、断裂总延伸率、最大力总延伸率、最大力非比例延伸率、残余伸长率和屈服点延伸率。
本文介绍国标中各伸长率的测定方法,揭示各种伸长率的含义、用途、区别、影响因素以及换算关系。
关键词伸长率;延伸率;1前言。
、残余伸长率(、断裂总延伸率(、最大力总延伸率(、最大力非比例延伸率()和屈服点延伸率()。
其中42延伸。
拉伸试验期间任一时刻,试样原始标距(定时刻,引伸计上标距()的增量。
试验中用测量延伸的方法测定伸长,两者并无本质区别。
2.1国标中定义断后伸长率:断后标距的残余伸长()与原始标距(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。
计算方法如下:式中:—试样原始标距,mm;—断后试样拼接后的标距,mm。
如规定的最小断后伸长率小于5%,建议采取特殊方法进行测定——试验前在平行长度的两端处做一很小的标记,使用调节到标距的分规,分别以标记为圆心画一圆弧。
拉断后,将断裂的试样置于一装置上,最好借助螺丝施加轴向力,以使其在测量时牢固地对接在一起。
以最接近断裂的原圆心为圆心,以相同的半径划第二个圆弧。
用工具显微镜或其他合适的仪器测量两个圆弧之间的距离即为断后伸长。
如断裂处与最接近的标距标记的距离小于原始标距的三分之一时,可采用移位法测定断后伸长率——试验前将试样原始标距细分为5mm到10mm的N等份,试验后,以符号X表示断裂后试样短段的标距标记,以符号Y表示试样长段的等分标记。
如X与Y之间的分格数为n,按如下测定断后伸长率:图中实际上代表塑性伸长与局部缩颈伸长,2.2国标定义:断裂时刻原始标距的总延伸(弹性延伸加塑性延伸)与引伸计标距之比的百分率。
(2.3国标定义:最大原始标距的塑性延伸与引伸计上标距之比的百分率。
应变曲线图上,从最大总延伸式中,—引伸计标距;—应力-应变曲线上弹性变形部分的斜率;—抗拉强度;—最大力下总延伸。
伸长率的种类

L g Le
× 100%
公式 4
残余延伸率(Percentage permanent extension) :残余延伸率是在引伸计上测定的伸长率,指试
样施加并卸除应力后,引伸计标距的残余延伸与引伸计标距(Le)的百分比,曾称为永久伸长率。
图 4 屈服点延伸率的测定
图 5 屈服阶段均匀硬化开始点位置的测定
So Lo
公式 11
上式又称为包氏关系式,式中 和 是与材料特性相关的常数。从关系式中可以看出: 随原始标距增加,断后伸长率减小;同一材料,试样截面积不同,即使采用同一标距测得的断后伸长 率也不同;只有采用同一比例系数的试样,检测结果才有可比性。国内外许多人研究过包氏关系式, 认为该公式反映的断后伸长率与试样尺寸的关系不那么准确,需要修正,其中典型的修正公式为: A=
图 6 拉伸速率对不锈钢断后伸长率的影响 拉伸试验时的拉伸速率对金属材料的伸长率有明显的影响,伸长率值一般随拉伸速率增加而降 低。拉伸速率对不锈钢断后伸长率的影响如图 6。从图 6 可以看出:随着拉伸速度的增加,不锈钢的断 后伸长率急剧下降,拉伸速度提高到一定限度,断后伸长率趋于平稳,但不同钢种对速率变化的敏感 程度各异,到目前为止尚未找到一个公式或一个固定的数值来表示拉伸速率对伸长率的影响。因此
So Lo
-
So Lo
S So
公式 12
式中 S 为缩颈处最小截面积,说明断后伸长率与断面收缩率之间存在一定的正关联。
S =So(1-Z) So
公式 8
由干塑性变形过程中体积不变,Lt St=Lo So,两式联立得到: (1+A) (1-Z)=1 从上式可推导出: A
Z A 或 Z 1 Z 1 A
规定负荷伸长率测定

规定负荷伸长率测定一、测定的意义和目的将皮革制成皮鞋、皮服装等制品及在使用过程中,都要受到不同程度的拉伸作用而变形,了解这种性质和变形的大小在很大意义上可以了解革的品质,以确定制品的种类。
1. 表征革的弹塑性从力学性质上看,革的变形有两种情况,一种是弹性变形,一种是永久变形(塑变形)。
革是一种弹塑性物料,当试样受到轴向拉伸时,长度有所增加,这是由于试样内的纤维在作用力的方向上发生了变形而被拉伸的缘故,纤维束因变形而产生了内力,这种内力力图使纤维束恢复其原来的位置和形状,所以当外力除去后,纤维束的延长部份在很大程度上恢复了原状,革的这种变形叫弹性变形;还有一部分纤维当受外力拉伸时,因纤维与作用力的方向不同,改变了原来的位置,并且超过了它的弹性极限,在外力除去后,不能恢复到原来的位置。
这一部分不可逆变形就称为永久变形,即塑性变形,对于皮革来说,不管所加外力多大,弹性变形和永久变形都是同时发生的。
革的弹性变形和永久变形都是很珍贵的性质,因为在制造皮鞋等制品以及在使用它们的时候,要求它有一定程度的永久变形,即有一定的成形性,不然皮鞋、皮服装等就无一固定形状。
例如:制鞋在绷植时受力而被拉伸,取下植后,则要求它保持已赋予的形状和尺寸。
另外,在皮鞋穿用初期,需要一定的最低限度的永久变形,因为,不管开始时穿着是怎样的合脚,但鞋的个别部位总要按照脚的形状改变它的形式而使鞋子合脚。
在这种情况下,如果是绝对弹性的革,则由于需要经常地把力消耗于使革变形,因而就会引起脚的过早疲劳<另一方面,如果用来制鞋、服装的皮革没有弹性变形,它在外力消除后,就不能恢复原来的形状,使鞋、服装等制品变形。
因此这两种形变都是必须的,靠塑性来成型,靠弹性来保型,而革的弹塑性则可通过测定其伸长率来表征。
2. 判断革的柔软度、品质柔软的革延伸性比较大,而板硬的革则不易拉伸,故此可以根据革试样受到外力作用所表现的变形情况和受力大小判断革的柔软性。
革的伸长率对于轻革尤为重要,影响穿着时的舒适性、弹塑性,与制鞋关系密切,伸长率过小的面革在制鞋过程中容易出现裂纹,在穿用中不能经受反复多次弯曲,而容易出现裂纹,伸长率太大的面革,制成鞋后容易变形;故伸长率即不能太大,又不能太小,则为一个比较合适的范围,如部颁标准规定,服装用皮革规定负荷伸长率为25~60%鞋面用皮革规定负荷伸长率为55%革的伸长率是指革试样在受到轴向拉伸后,其伸长的长度与原长度的比,在实际测定中有:规定负荷伸长率;粒面层伸长率,断裂伸长率和永久伸长率。
钢丝伸长率的种类、定义和换算

徐效谦,等:钢丝伸长率的种类、定义和换算·61·钢丝伸长率的种类、定义和换算徐效谦,徐海成,咸永拉(东北特殊钢集团大连钢丝制品公司,辽宁大连116031)摘要钢丝伸长率分为6种:断后伸长率、断裂总伸长率、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率、残余延伸率和屈服点延伸率。
介绍影响伸长率的因素,从分析钢铁材料拉伸时应力一应变特性着手,揭示各种伸长率的含义、用途、区别及换算关系。
同时根据大量试验数据,探索钢丝组织结构和冷加工工艺对伸长率的影响。
关键词伸长率;延伸率;换算钢丝伸长率是衡量钢丝塑性的一项参数,GB/Tk228--2002{金属材料室温拉伸试验方法》等效采用ISO6892:1998,将伸长率分为6种:断后伸长率(A)、断裂总伸长率(A。
)、最大力总伸长率(A醇)、最大力非比例伸长率(A。
)、残余延伸率(A,)和屈服点延伸率(A。
)。
断后伸长率是卸除应力后测定的伸长率,其余5项均为在应力下测定的伸长率…。
01伸长率的定义和用途图1用图解法测定断后延伸和断裂总延伸GB/T228--2002定义伸长时采用了2个近义断裂总伸长率是断裂的瞬间,试样伸长的增量术语:伸长(elongation)和延伸(extension),可以理解与原始标距的百分比。
钢丝断裂总伸长率是在应力为拉伸试验时,引伸计上标距厶。
的伸长称为“延下测定的伸长率。
弓l伸计的标距应等于试样标距,伸”,试样上标距厶的伸长称为“伸长”,试验中可试验时记录拉伸力一延伸曲线,测得图1中C点,以用测延伸的方法测定伸长,两者无本质区别。
OC为断裂总伸长(△厶),则断裂总伸长率计算方法从金属材料应力一应变曲线上可以看出,钢丝如式(2)。
断裂总伸长(△厶)实际包含了试样弹性拉伸试验时伸长由弹性伸长、塑性均匀变形伸长和伸长、塑性均匀变形伸长和局部缩径伸长全部3项局部缩径伸长3部分组成,不同伸长率实际上是这伸长率。
3种伸长中的全部或部分伸长与原始标距长度的百分比。
金属材料伸长率的影响

金属材料伸长率的影响
金属材料的伸长率(又称延伸率)是指在拉伸试验中,材料试样在断裂前能够承受塑性变形的能力,即材料原始标距长度与断裂后残余长度之差与原始标距长度的比值。
影响金属材料伸长率的因素众多,包括但不限于以下几个方面:
1.材料种类和成分:不同的金属或合金其本身的延展性和韧性差异很大,
如纯金属往往比合金具有更高的伸长率,而某些高强度合金虽然抗拉强度高,但伸长率可能较低。
2.微观结构:晶粒大小、晶界形状、第二相分布等都会显著影响金属材料
的塑性变形能力。
一般来说,细小且均匀的晶粒结构有利于提高伸长
率。
3.加工工艺:热处理状态(如退火、正火、淬火、回火等)、冷加工硬化
程度、锻造或轧制过程中的塑性变形历史等均对材料的伸长率有重要影响。
4.测试条件:试验温度、加载速度、试样的尺寸和形状、取样方向(如沿
着不同晶粒方向取样会导致各向异性现象)等因素也会影响伸长率的结果。
5.缺陷和杂质:材料内部存在的裂纹、夹杂物、气孔等缺陷会降低材料的
塑性,从而影响其伸长率。
6.加载模式:单轴拉伸与多轴加载条件下,材料的伸长率表现也会有所不
同。
7.应变率敏感性:对于某些动态加载环境下的材料,其伸长率会随着加载
速率的改变而变化。
综上所述,金属材料的伸长率是一个综合反映材料塑性的重要指标,通过控制上述因素可以有效调控材料的力学性能,以满足工程应用的实际需求。
机械结构用碳素钢钢管

也可以根据交易当事人间的协定来规定伸长率。
2.D 表示为钢管的外径。
3. 1 N/mm2=1Mpa
5
G 3445:2006
表 4 厚度不满 8mm 钢管的 12 号试验片(纵向方向)及 5 号试验片(横向方向)的伸长率
最小值
单位:%
不同厚度对应的伸长率
类别
类别记号
试验片 类别
小于 1mm
大于 1mm 但 小于
—
STKM12A
0.35 以下
—
STKM12B 0.20 以下
0.60 以下
0.040 以下 0.040 以下
STKM12C
STKM13A
0.35 以下
STKM13B 0.25 以下
0.30~0.09 0.040 以下 0.040 以下
—
STKM13C
STKM14A
0.35 以下
—
STKM14B 0.30 以下
STKM15A 5 号试片
6
A
15 类
12 号试片
12
C STKM15C 5 号试片
-
12 号试片
2
8
10
11
12
14
16
17
13
14
16
18
19
20
22
-
-
1
2
4
6
7
3
4
6
8
9
10
12
A STKM16A 5 号试片
4
12 号试片
10
16 类
C STKM16C 5 号试片
-
12 号试片
2
6
8
钢丝绳的伸长率与预张拉技术
33 钢丝绳预张拉的效果 .
钢丝绳预张拉处理能够有效消除钢丝绳的结构 伸长以及钢丝绳的捻制应力, 使钢丝绳中股和钢丝 受力均匀, 更主要的是减少用户在使用钢丝绳中的 调绳次数, 缩短钢丝绳能够稳定使用的时间, 大大提 高钢丝绳的使用寿命; 同时, 可以发现钢丝绳中由于 钢丝对焊质量不好造成的断丝。经过预张拉后的钢 丝绳直径略微缩小, 钢芯钢丝绳经张拉后直径减小 02 03 纤维芯钢丝绳经张拉后直径减小05 . 一 . m m, . 一 . m 尼龙芯钢丝绳经张拉后直径减小 03- 15 m, . 05 , . m 而且钢丝绳捻距增大, m 弹性系数增加, 整绳 破断拉力有明显提高。但过大的预张拉载荷使绳股 间产生较大的接触应力, 加载时容易导致钢丝磨损 断丝, 尤其是纤维芯钢丝绳易出现单股凸起现象, 影响钢丝绳的耐疲劳性能和使用寿命。
4 钢丝绳的伸长率对比 不同的钢丝绳结构, 其结构伸长率不同, 经过计
规定负荷伸长率测定
规定负荷伸长率测定一、测定的意义和目的将皮革制成皮鞋、皮服装等制品及在使用过程中,都要受到不同程度的拉伸作用而变形,了解这种性质和变形的大小在很大意义上可以了解革的品质,以确定制品的种类。
1.表征革的弹塑性从力学性质上看,革的变形有两种情况,一种是弹性变形,一种是永久变形(塑变形)。
革是一种弹塑性物料,当试样受到轴向拉伸时,长度有所增加,这是由于试样内的纤维在作用力的方向上发生了变形而被拉伸的缘故,纤维束因变形而产生了内力,这种内力力图使纤维束恢复其原来的位置和形状,所以当外力除去后,纤维束的延长部份在很大程度上恢复了原状,革的这种变形叫弹性变形;还有一部分纤维当受外力拉伸时,因纤维与作用力的方向不同,改变了原来的位置,并且超过了它的弹性极限,在外力除去后,不能恢复到原来的位置。
这一部分不可逆变形就称为永久变形,即塑性变形,对于皮革来说,不管所加外力多大,弹性变形和永久变形都是同时发生的。
革的弹性变形和永久变形都是很珍贵的性质,因为在制造皮鞋等制品以及在使用它们的时候,要求它有一定程度的永久变形,即有一定的成形性,不然皮鞋、皮服装等就无一固定形状。
例如:制鞋在绷楦时受力而被拉伸,取下楦后,则要求它保持已赋予的形状和尺寸。
另外,在皮鞋穿用初期,需要一定的最低限度的永久变形,因为,不管开始时穿着是怎样的合脚,但鞋的个别部位总要按照脚的形状改变它的形式而使鞋子合脚。
在这种情况下,如果是绝对弹性的革,则由于需要经常地把力消耗于使革变形,因而就会引起脚的过早疲劳。
另一方面,如果用来制鞋、服装的皮革没有弹性变形,它在外力消除后,就不能恢复原来的形状,使鞋、服装等制品变形。
因此这两种形变都是必须的,靠塑性来成型,靠弹性来保型,而革的弹塑性则可通过测定其伸长率来表征。
2.判断革的柔软度、品质柔软的革延伸性比较大,而板硬的革则不易拉伸,故此可以根据革试样受到外力作用所表现的变形情况和受力大小判断革的柔软性。
革的伸长率对于轻革尤为重要,影响穿着时的舒适性、弹塑性,与制鞋关系密切,伸长率过小的面革在制鞋过程中容易出现裂纹,在穿用中不能经受反复多次弯曲,而容易出现裂纹,伸长率太大的面革,制成鞋后容易变形;故伸长率即不能太大,又不能太小,则为一个比较合适的范围,如部颁标准规定,服装用皮革规定负荷伸长率为25~60%。
抗张强度及伸长率参数
抗张强度及伸长率参数抗张强度和伸长率是衡量材料抗拉性能的两个主要参数。
抗张强度指材料在拉力作用下能够承受的最大应力,是材料抗拉能力的重要指标。
伸长率是材料在拉伸过程中能够发生塑性变形的程度,反映了材料的延展性。
抗张强度和伸长率的数值和材料的种类、成分、热处理方式、制备工艺等因素有关。
以下是一些常见材料的抗张强度和伸长率参数。
1.钢材:钢是一种常用的结构材料,其抗张强度通常高于其他材料。
一般来说,碳素钢的抗张强度在400-1500MPa之间,伸长率在5-25%之间。
合金钢的抗张强度和伸长率则可能更高,有的合金钢的抗张强度可达2000MPa以上,而伸长率则较低。
2.铝材:铝是一种轻质金属,具有良好的导电、导热性能和抗腐蚀性。
常见的铝合金的抗张强度一般在100-400MPa之间,伸长率在10-30%之间。
硬化处理后的铝合金可以获得更高的抗张强度。
3.铜材:铜是一种导电性能优良的金属,广泛用于电子行业。
纯铜的抗张强度较低,一般在100-300MPa之间,伸长率较高,可达到30-60%。
加入合金元素后,铜的抗张强度可以得到提高。
4.塑料:塑料是一类轻质、可塑性好的材料,广泛应用于各个领域。
不同种类的塑料具有不同的抗张强度和伸长率。
例如,聚乙烯的抗张强度较低,一般在10-40MPa之间,伸长率较高,可达到200-1000%。
而聚酰胺纤维(尼龙)的抗张强度约为50-100MPa,伸长率在5-70%之间。
总体来说,抗张强度和伸长率是材料抗拉性能的两个重要指标,不同种类的材料具有不同的抗张强度和伸长率数值,应根据具体使用要求进行选择。
此外,在实际应用中,还需要考虑其他因素,如刚度、断裂韧性等,综合评估材料的性能。
ASME标准讲解(材料的力学性能和试验)
b k
断裂
s Fs Fb
弹 性 变 形
O
e
L
强度(strength): 材料在力的作用下抵抗 变形和破坏的能力。 (1)种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强 度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。 (2)屈服强度( yield strength): 屈服点 S
Fs σs = —— S0
试样屈服时的载荷( N ) ( M pa ) 试样原始横截面积( mm )
三、材料的力学性能和试验
材料的力学性能 (机械性能)
ASME SA370-2001
• • • • 钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义 (与ASTM标准A370-96完全等同) 1. 材料的强度 取样方向
各种类型锻件的取样部位
抗拉强度
拉伸试验ASTM E8
• (1)屈服点:当试件拉力在 OB 范围内时,如卸去拉力,试件能恢 复原状,应力与应变的比值为常数, 因此,该阶段被称为弹性阶段。当 对试件的拉伸进入塑性变形的屈服 阶段BC时,称屈服下限C下所对应 的应力为屈服强度或屈服点,记做 σs。设计时一般以σs作为强度取值 的依据。对屈服现象不明显的钢材, 规定以0.2%残余变形时的应力σ0.2 作为屈服强度。
3、适用范围:适用于破坏形式为脆断的构件。
(三)最大剪应力(第三强度)理论:认为构件的屈服是由最 大剪应力引起的。当最大剪应力达到单向拉伸试验的极限剪应 力时,构件就破坏了。
max s
max
1 3
2
s
2
s
1、破坏判据: 1 3 s
1 3 2、强度准则:
L 1– L 0 δ = L0
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科 δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料 δ > 10% 属塑性材料
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伸长率的种类、定义和換算东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司 徐效谦、牛振伟内容摘要:对广大冷加工工作者来说,伸长率是一个既熟悉又陌生的概念。
本文从分析钢铁材料拉伸时应力-应变特性着手,揭示了各种伸长率的含义、区别及换算关系。
同时根据大量实验数据,努力探索组织结构和冷加工工艺对伸长率的影响,为深入研究伸长率找到突破口。
关键词:伸长率、延伸率、换算。
钢丝伸长率是衡量钢丝塑性的一项参数,其种类、定义和換算执行国标GB/T228的规定。
新国标GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》参照国际标准ISO6892-1:2009进行了修订,整体结构、层次划分、编写方法和技术内容与ISO6892-1:2009基本一致,代替了原国标GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》。
新国标将伸长率分6种:断后伸长率(A )、残余伸长率(A r )、最大力塑性延伸率(A g )、最大力总延伸率(A gt )、断裂总延伸率(A t )和屈服点延伸率(A e )。
其中4项延伸率均为在应力状态下测定的指标,2项伸长率为卸除应力后测定的指标,但对于残余伸长率新国标只给出定义:“卸除指定应力后,伸长相对于原始标距(L o )的百分率”,对其测定方法未作统一规定。
1.伸长率种类、定义和用途GB/T228.1-2010定义伸长时采用了两个近义术语:伸长(elongation )和延伸(extension )。
拉伸试验期间任一时刻,试样原始标距(L o )的增量称为“伸长”;延伸可以理解为拉伸试验期间任一给定时刻,引伸计上标距(L e )的增量。
试验中可以用测延伸的方法测定伸长,两者无本质区别。
1.1 断后伸长率(Percentage elongation after fracture )断后标距的永久伸长(L u -L o )与原始标距(L o )之比的百分率。
断后伸长率是在拉断后的试样上测取的,计算方法如公式1。
A =oou L L L -×100% 公式1 式中:L o —试样原始标距,mm ;L u —断后试样拼接后的标距,mm 。
断后伸长率也可以通过引伸计测得,图2中ΔL r 实际上代表塑性伸长+局部缩颈伸长,计算方法如公式2。
A =erL ΔL ×100% 公式2图2 用图解法测定断后伸长率和断裂总延伸率1.2 断裂总延伸率(Percentage total extension at fracture )断裂时刻标距的总延伸ΔL f (弹性延伸+塑性延伸+缩颈延伸)与引伸计标距L e 之比的百分率,断裂总延伸率是在应力下测定的伸长率,如图1。
试验时纪录应力-延伸曲线,引伸计的标距为L e ,确定图中C 点,OC 为断裂总伸长(ΔL f ),则断裂总延伸率计算方法如公式3。
A t =ef L ΔL ×100% 公式31.3 最大力塑性延伸率(Percentage plastic extension at maximum force )最大力原始标距的塑性延伸ΔL g 与引伸计上标距L e 之比的百分率,见图1。
在用引伸计测得的应力-应变曲线图上,从最大力总延伸ΔL m 中扣除弹性延伸部分即为塑性延伸ΔL g ,将其除以引伸计标矩L e ,即为最大力塑性延伸率,见公式4。
最大力塑性延伸率实际反映了试样塑性变形伸长率。
A g =%100)(Em⨯∆m R L L e m - 公式4 式中:L e ——引伸计标距;m E ——应力-应变曲线上弹性变形部分的斜率; R m ——抗拉强度; ΔL m ——最大力下总延伸。
也可用图解法测定最大力延伸率,见图3a ;当最大力出现平台时,取平台中点的最大力对应的塑性延伸为ΔL ξ,见图3b 。
此时,最大力塑性延伸率的计算如公式5。
A g =%100⨯∆eg L L 公式5a.最大力明显时b.最大力出现平台时图3 用图解法测定最大力延伸率方法1.4 最大力总延伸率(Percentage total extension at maximum force )最大力时原始标距的总延伸ΔL m (弹性延伸+塑性延伸)与引伸计标距L e 之比的百分率,最大力总伸长率是在应力下测定的延伸率,见图3,将最大力点的总延伸ΔL m 除以引伸计标矩L e ,即为最大力总延伸率,见公式6。
如拉伸力-延伸曲线在最大点呈现一个平台,则取平台宽度的中点作为最大力总伸长率的最大力点。
最大力总伸长率实际包含了试样弹性伸长和塑性变形伸长两项伸长率。
A gt =eL ΔL m×100% 公式6 1.5 残余伸长率(Percentage permanent elongation )残余伸长率是在引伸计上测定的伸长率,指试样施加并卸除指定应力后,引伸计标距的残余伸长量与引伸计标距(L e )之比的百分率,曾称为永久伸长率。
1.6 屈服点延伸率(Percentage yield point extension )屈服点延伸率是在应力下测定的伸长率,对呈现不连续屈服的材料,指从应力-应变曲线图上,均匀加工硬化开始点的延伸减去上屈服强度对应的延伸得到的延伸ΔA y ,再用ΔA y 除以引伸计延伸L e 即得到屈服点延伸率,见图4和公式7。
均匀加工硬化开始点的确定方法为:根据经过不连续屈服阶段的最后的最小值点(图4a )作一条水平线,或经过均匀加工硬化前屈服范围的回归线(图4b ),与均匀加工硬化开始处曲线的最高斜率线相交点确定。
A e =ey L ΔL ×100% 公式7式中:A e ——屈服点延伸率;ΔA y ——屈服点延伸。
a.水平线法b.回归线法图4 屈服点延伸率A e 的不同评估方法 图中:ΔA y ——屈服点延伸; ΔL ——应变;R ——应力; R eH ——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。
1.7 伸长率应用实例上述6种伸长率中,断后伸长率、断裂总延伸率、最大力总延伸率、最大力塑性延伸率和残余伸长率是成品钢丝选用的检测项目,尚无成品钢丝选用屈服点延伸率的实例2。
目前,绝大多数钢丝标准中要求测定的伸长率均指断后伸长率。
选用其他伸长率的实例有:GB/T11182-2006《橡胶管增强用钢丝》中要求钢丝断裂总延伸率不小于2.0%(L 0=250mm),预应力应小于10%R m ;YB/T123-2005《铝包钢丝》中要求钢丝断裂总延伸率不小于 1.5%(L 0=250mm);GB/T5223-2002《预应力混凝土用钢丝》中要求冷拉钢丝最大力总延伸率不小于1.5%,消除应力光圆及螺旋肋钢丝最大力总延伸率不小于3.5%(L 0=200mm);YB/T156-2005《中强度预应力混凝土用钢丝》中要求成品钢丝最大力总延伸率不小于2.5%;YB/T125-1997《光缆用镀锌碳素钢丝》中要求“钢丝永久伸长率不得大于0.1%”,对永久伸长率的测量方法规定如下:“把钢丝试样夹紧在合适的拉力试验机上,施加最小破断拉力2%的初负荷,标定好250mm 以上的距离L 1为标记长度,然后以不大于50mm/min 的拉伸速度加载到最小破断拉力的60%,(保持此力10~12s 后)再卸载到初负荷,接着测出标记长度L 2,,按公式 计算永久伸长率的值。
”残余伸长率(永久伸长率)A r =%100112 L L L - 公式8 2. 影响伸长率的因素1、32.1金属材料锭坯内部存在各类冶金缺陷.在压力加工过程中,金属晶粒沿主变形方向拉长,夹杂也沿变形方向排列,形成金属纤维,造成材料各向异性,即使是同一批产品,取样部位和取样方向不同,伸长率往往有一定的差异,因此产品标准应对试样的截取部位和方向有明确的规定。
2.2拉伸试验速率.拉伸试验时的拉伸速率对金属材料的伸长率有明显的影响,伸长率值一般随拉伸速率增加而降低。
拉伸速率对不锈钢断后伸长率的影响如图5。
图5不同钢种对速率变化的敏感程度各异,到目前为止尚未找到一个公式或一个固定的数值来表示拉伸速率对伸长率的影响。
因此GB/T228.1根据钢铁材料的特性,规定测定屈服点延伸率(A e )时,应变速率()应控制在0.00025/s ~0.0025/s 范围内;测定其他伸长率时,应变速率应控制在≤0.008/s范围内,以此来排除速率的影响。
2.3 试样的几何形状、标距、直径同一材料,圆形横截面试样比矩形横截面试样具有更高的断后伸长率和断面收缩率;试样标距分为比例标距和非比例标距两种,凡试样原始标距(L o )与原始横截面积(S o )存在L o =k o S 关系的称为比例试样,不存在上述关系的称为非比例试样。
常用比例系数有k =5.65和k =11.3两种,分别称为短(标距)试样和长(标距)试样。
国际标准ISO 和GB/T228.1均优先推荐k =5.65的短试样,同时规定原始标距不得小于15mm ,当试样原始横截面积太小,短试样标距不足15mm 时,可选用长试样(优先考虑)或非比例试样。
实际上短试样和长试样最初是按照圆形截面试样设定的,相当于L o =5d 和L o =10d 。
因为圆截面积S 0=24d π,则d =o S π4, 短试样L o =5d =5o S π4=5.65o S 。
这就是比例系数k =5.65和k =11.3的来源。
对于同一材料,选用不同标距测得的伸长率数值不一样,用短试样和长试样测得的伸长率分别用A 5.65和A 11.3表示。
仅当标距(引伸计标距)、横截面形状和面积相同、或比例系数相同时,断后伸长率才具有可比性。
对于直径或厚度小于4mm 的钢丝,GB/T228.1推荐采用L o =100mm (R9试样)或200mm 的非比例试样(R10试样),此时测得的伸长率用A 表示,但必须注明原始标准长度L O =100mm 或L O =200mm ,也可以用A 100mm 或A 200mm 来表示。
2.4 试样表面光洁度、拉力试验机的夹具、引伸计精度、试样对中状况和热耗等。
GB/T228.1在试样加工、试验设备的准确度、试验速率、夹持方法等相关条款中均有明确的规定,检测时必须严格按规定操作。
3.伸长率的换算3.1奥氏(Oliver )公式一般认为奥氏公式比包氏关系式更准确、更适用,现行国际标准ISO 2566:1984和国家标准GB/T17600-1998《钢的伸长率換算》均是以奥氏公式为基础演算出来的。
奥氏公式的基本表达式为:A =no o L S R ⎪⎪⎭⎫⎝⎛ 公式9 式中R 和n 是与材料特性相关的常数。
对于某种材料,取不同标距和不同截面积的试样测定断后伸长率,然后对测得数据进行数理分析,求出常教R 和n ,即可得到该材料断后伸长率的计算公式。