金属材料Rp0.2的检验及异常曲线的处理

1 Rp0.2 的检验分析
1.1 三种类型拉伸曲线 GB/T228.1- 2010“ 金 属 材 料 室 温 拉 伸 试 验 方
法”规定了采用“常规平行线法”“滞后环法”“逐步 逼近法”等试验方法来检测规定塑性延伸强度 Rp0.2 值，试验人员可根据金属材料的拉伸曲线特点进 行选择。图 1 所示是三种典型的拉伸试验曲线，1# 拉伸曲线有明显上、下屈服强度，可直接测得上、 下屈服强度值；2#拉伸曲线是最为常见的弹性段平 直具有连续屈服型曲线，这种类型的曲线在实验 室中往往需要对 Rp0.2 值进行准确检验，作为条件 屈服强度；3#拉伸曲线弹性段呈弧线形，在钢铁材 料的检测中并不常见，需采用“滞后环法”“逐步逼 近法”测定 Rp0.2 值，相关文献［2］有过详细的介绍。 本文重点阐述采用常规平行线法测金属材料 Rp0.2 值的检测方法及异常曲线的处理方法。
伸率达到规定引伸计标距 0.2%时对应的应力。常 规平行线法测定规定塑性延伸强度 Rp0.2 的方法 是：通过拉伸试验获得“应力-应变”曲线，如图 2 所 示，在应力-应变曲线上确定弹性直线段 OG ，从弹 性直线段与应变 X 轴的交点 O 向应变增加方向偏 移 0.2%，做一条弹性直线段的平行线 EF ，EF 和 应力应变曲线交点 E 的应力值就是 Rp0.2 值［3］。
在拉伸性能检验中，要准确测得材料的 Rp0.2 值，除了保证试验机的精度与可靠性外，还必须采 用正确、合理的检验方法，排除各种干扰因素。目 前，一些企业、研究所拉伸设备还是老式拉伸试验 机，Rp0.2 值需要划线计算处理，即便是自动采集数 据曲线的新式拉伸试验机，对于初学者也无法正 确处理弹性段异常的 Rp0.2 值，这些都给 Rp0.2 值的 测试带来较大的不确定性。本文针对金属材料拉 伸曲线，探讨了影响 Rp0.2 数据的因素，找到了 Rp0.2 性能检验数据产生偏离的原因，可有效降低生产 检验成本和减少质量异议的发生。
对于仲裁试样或 Rp0.2 值在产品验收标准值上 下浮动的试样，检验的过程中要尽可能减少试样 加工样式、试验设备（有无引伸计控制）和拉伸速 率控制模式、拉伸速率的差异影响，使试验结果的 准确性和重复性较高，避免出现质量异议。如表 1 所示，是在无特殊要求下，实验室采用标准推荐的 试验速率。 1.3.2 试验机柔度对 Rp0.2 值的影响 试验机的 柔度是指拉伸试验中除试样外，试验装置（包括机 架、力传感器、夹具等）在载荷作用下抵抗弹性变 形的能力。拉伸试验机系统产生的变形不仅包括 试验机机架的变形，而且包括加载机构、载荷测量
收稿日期：2016-08-28。 作者简介：王有欣（1977—），男，辽宁鞍山人，讲师。
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辽宁科技大学学报
第 39 卷
图 1 三种典型拉伸曲线 Fig.1 Three typical tensile test curve
1.2 常规平行线法测试 Rp0.2 的方法 规定塑性延伸强度 Rp0.2 定义为试样的塑性延
第 39 卷 第 5 期 2016 年 10 月
辽宁科技大学学报 Journal of Uห้องสมุดไป่ตู้iversity of Science and Technology Liaoning
Vol. 39 No. 5 Oct. 2016
金属材料 Rp0.2 的检验及异常曲线的处理
王有欣 1，孙绍广 2
（1.辽宁科技大学 工程训练中心，辽宁 鞍山 114051；2.鞍钢集团钢铁研究院，辽宁 鞍山 114009）
图 2 常规平行线法测定规定塑性延伸强度 Rp0.2 Fig.2 Measuring proof strength of plastic extension using
conventional parallel line method Rp0.2
Rp0.2 值测试结果的准确性与弹性直线段的选 择密切相关，明显屈服型和弹性段平直型拉伸曲 线起始点和结束点的选择对规定塑性延伸强度 Rp0.2 影响很小，这是因为这种类型的曲线弹性段有 明显的直线段，直线的斜率即弹性模量基本保持 不变，但弹性段异常的曲线对 Rp0.2 结果影响很大。 1.3 影响 Rp0.2 值检验的因素 1.3.1 试验速率及控制模式对 Rp0.2 值测试的影 响 影响拉伸试验结果的因素很多，拉伸速度 对屈服强度的试验结果影响最大，不仅体现在测 试 Rp0.2 时拉伸速率大小的选择，更重要的是体现 在试验过程中拉伸速度的控制模式上［4］。在实际 检验过程中，尤其是拉伸速率范围较宽时，设置的 拉伸速率控制模式及拉伸速率受材料本身差异、 产品验收标准及检验者速率选择习惯因素影响， 直接导致 Rp0.2 值的检验结果存在一定偏差。
关键词：拉伸试验；无明显屈服强度；规定塑性延伸强度 Rp0.2 ；异常曲线 中图分类号：TG115.5 文献标识码：A 文章编号：1674-1048（2016）05-0353-05 DOI：10.13988/tl.2016.05.007
金属产品的研制、生产和检验往往把屈服强 度作为材料检验的重要力学性能指标，是一些零 部 件 设 计 的 力 学 依 据 。 但 有 些 钢 材（如 中 、高 碳 钢）无明显的屈服现象，通常以规定塑性延伸强度 Rp0.2 值作为评判金属材料屈服性能的一个重要性 能指标［1］。
试验方法 方法 A
方法 B
表 1 方法 A 和方法 B 各阶段控制模式及速率 Tab.1 Control modes and rate of method A and method B
摘 要：通过金属材料拉伸检验中采集的试验曲线对无明显屈服强度材料规定塑性延伸强度 Rp0.2 值的检验方
法及影响因素进行分析和探讨，并对检验过程中出现异常曲线时 Rp0.2 值的处理提供正确、合理的修正方法。结 果表明：拉伸速率和控制模式、试验机柔度、弹性段起点和结束点的正确选取是影响 Rp0.2 值检验结果的主要因 素；对于弹性段较低的材料选取正确的弹性段起点和结束点是获得准确 Rp0.2 值检验结果的关键，一般情况下取 在弹性段的 1/4 和 1/2 处，可以获得准确的 Rp0.2 值检验结果。