Page 92 - 理化检验-物理分册2022年第六期

莫明珍, 等: GB / T228.1 — 2010 中最大力塑性延伸率测量新方法及其验证

228.1 — 2010 的有关要 求, 试 样 夹 具 间 的 最 小 自 由
长度如表 1 所示。
表 1 螺纹钢试样夹具间的最小自由长度 mm
螺纹钢公称直径 试样夹具之间的最小自由长度

d≤25 350

25<d≤32 400
32<d≤50 500
图 1 典型的金属材料拉伸曲线

荷逐渐减小至零, 即卸去载荷, 则可以看到, 在卸载 在试样的自由长度范围内, 均匀划分为 10mm

过程中, 应力 - 应变曲线将沿着原路径aO 回到O 点 或 5mm 的 等 距 标 距, 标 距 的 划 分 和 测 量 应 符 合

( 见图 1 ), 变形完全消失; 如果在超过弹性极限后, GB / T228.1 — 2010 的有关规定。
如在硬化阶段, 某一点c 的载荷逐渐减小, 则卸载过 2.2 测量方法

所示, 该直线 按照 GB / T228.1 — 2010 进行螺纹钢的拉伸试
程中的应力 - 应变曲线如图 1 中的cO 1
代表随卸载而消失的 验, 当应力 - 应变曲线达到应力最大值时, 立即停止
与 Oa 几乎平行。线段 O 1 O 2
则代表应力减小 加载并卸载, 然后取下试样并进行测量。
应变, 即弹性应变ε e ; 而线段 OO 1

。由 ,
至零时残留的应变, 即塑性应变或残余应变ε p 以试样自由长度处的 100mm 为初始长度 L 0
此可见, 当应力超过弹性极限后, 材料的应变包括弹 测量试样最大力时的伸长 L p 。按照材料拉伸时的
, 但在卸载过程中, 应力与 即为最大力时
性应变ε e 和塑性应变ε p 卸载定律, 卸载后测量到的伸长 L p
应变之间仍保持线性关系, 即 Δσ=Δε , 这称为卸载 的塑性伸长, 按照式( 2 ) 即可计算出螺纹钢的最大力
定律 [ 1 ] 。 塑性延伸率 A g 。
该方法的基本思路是在金属材料拉伸曲线上达
3 测量结果及验证
到最大应力处立即停止施加外力并卸载, 然后取下
试样, 根据卸载定律, 当卸载后, 弹性变形部分消失, 利 用 上 述 方 法,采 用 电 子 拉 力 试 验 机

只保留了塑性变形部分。这样, 最大力处卸载后测 ( INSTRON5500R ) 和万能材料试验机( INSTRON

量的试样 的 伸 长 即 为 塑 性 伸 长, 按 GB / T228.1 — 5592 ) 以相同的速率对不同牌号螺纹钢的最大力塑
。即 性延伸率进行了测量, 并与引伸计直接读数法的测
2010 给出的定义, 即可计算出 A g
量结果进行比较, 结果如表 2 所示。
ΔL g
A g = ×100% ( 2 )
L e 表 2 螺纹钢最大力塑性延伸率测量值与引伸计
为引伸 直接读数法的测量结果比较
式中: ΔL g 为最大力时的塑性延伸长度; L e
计标距。 最大力塑性延伸率 / % 与引伸计 平均相对
试样牌号
该方法的创新之处为: 科学利用材料变形的物 引伸计法 法测量值的 误差绝对
与规格 / mm 测量值
理原理及卸载定律, 结合最大力塑性延伸率的定义, 的测量值 相对误差 / % 值 / %
建立了一个科学有效、 简便安全的材料最大力塑性 12.0 11.5 4.3
延伸率的直接测量方法。 15.0 14.5 3.4

2 测量方法 11.5 11.5 0
12.0 12.5 -4.0
2.1 试样 14.5 14.5 0
ϕ
HRB400 , 10 2.29
以牌号分别为 HRB400 , HRB400E , HRB600 , 12.5 12.0 3.8
HRB500E , HRBF400 , HRBF500E 的国产热轧螺纹 13.5 14.0 -3.6
钢为试验对象, 每 10 个试样为一组( 具有相同的牌 13.5 13.5 0
号和规格), 试样来自不同的生产厂家和炉批号。测 14.5 14.5 0
量结果与已有足够引伸距离引伸计的直接测量结果 12.5 13.0 -3.8

进 行 比 较。 螺 纹 钢 试 样 表 面 状 态 符 合 GB / T
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