ASTM E8/E8M – 09(中文版）金屬材料拉伸試驗方法（四）

時間：2013-06-05 22:32:02 來源：作者：

X1.5.4 如果任何斷裂部分發(fā)生在標距中間以外，或出現(xiàn)在標距打點或劃線標記上，伸長率和面

積收縮值可能不代表材料性能。斷在夾具處或夾具內(nèi)的線材試樣不能得出代表材料性能的試驗結(jié)果。

X1.5.5 使用臺肩端頭的(“圓頭的” 拉伸)得到的偏置屈服強度值比螺紋試樣低0.02 %。

X1.6 因為不能得到具有符合規(guī)定拉伸性能值的標準材料，則不能精確地規(guī)定拉伸試驗的偏差。

然而，通過用精心地設(shè)計和控制實驗室之間的分析，可以獲得一個合理的拉伸試驗結(jié)果的精密度定義。

X1.6.1 實驗室之間試驗的試驗步驟(見腳注7)是在六種不同材料的每個試樣上進行，這六種試樣每一個都在六個不同實驗室制備和試驗。表X1.1～X1.5為精確的統(tǒng)計表，就像E 691中規(guī)定的定義，

如：抗拉強度、0.02 % 屈服強度、0.2 % 屈服強度，5D時伸長率和面積收縮率。每個表中第一列為進行試驗的六種材料，第二列為實驗室獲得的平均結(jié)果的平均值，第三列和第五列為重復性和復驗性標準偏差，第四列和第六列為這些標準偏差的偏差系數(shù)，第七列和第八列為95 % 重復性和復驗性極限值。

X1.6.2 偏差系數(shù)的平均值(下面每個表中的第四和第六列)允許對拉伸試驗參數(shù)的重復性(實驗室內(nèi)的精密度)和復驗性(實驗室間的精密度)進行相關(guān)的比較。這表明韌性測量值顯示出重復性和復驗性比強度測量值要少。把可重復的和可復驗的從小到大總排序是：5D內(nèi)伸長率，面積收縮率，0.02%屈服強度偏移，0.2 %屈服強度偏移和抗拉強度。注意排序是在對重復性和復驗性偏差系數(shù)平均值具有同樣要求下進行，并且期望復驗性 (實驗室之間精密度) 比重復性(實驗室內(nèi)精密度)要少。

X1.6.3 沒有能在實驗室之間研究做出的關(guān)于偏差的解釋，因為沒有對這些試樣做出符合標準的試驗結(jié)果。然而，試驗結(jié)果研究顯示一個實驗室對于大多數(shù)試樣持續(xù)顯示出高于強度平均值和低于延性平均值。另一個試驗室對于所有試樣始終低于抗拉強度結(jié)果平均值。

表X1.1 精確的統(tǒng)計表－－抗拉強度，MPa

注 1－－ X 為每組平均數(shù)的平均值，它是試驗參數(shù)重要平均值。

sr 為重復性標準偏差(實驗室內(nèi)的精密度)，

sr/X 為偏差系數(shù)，以百分數(shù)表示，

sR 為復驗性標準偏差(實驗室之間的精密度)，

sR/X 為偏差系數(shù)，以百分數(shù)表示，

r 為95 %重復性極限值，

R 為95 %復驗性極限值。

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 176.9 4.3 2.45 4.3 2.45 12.1 12.1

2024-T351 491.3 6.1 1.24 6.6 1.34 17.0 18.5

ASTM A105 596.9 4.1 0.69 8.7 1.47 11.6 24.5

AISI 316 694.6 2.7 0.39 8.4 1.21 7.5 23.4

Inconel 600 685.9 2.9 0.43 5.0 0.72 8.2 13.9

SAE 51410 1253.0 3.2 0.25 7.9 0.63 8.9 22.1

平均值： 0.91 1.30

表 X1.2精確的統(tǒng)計表－－0.02 % 屈服強度，MPa

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 111.4 4.5 4.00 8.2 7.37 12.5 23.0

2024-T351 354.2 5.8 1.64 6.1 1.73 16.3 17.2

ASTM A105 411.4 8.3 2.02 13.1 3.18 23.2 36.6

AISI 316 336.1 16.7 4.97 31.9 9.49 46.1 89.0

Inconel 600 267.1 3.2 1.18 5.2 1.96 8.8 14.7

SAE 51410 723.2 16.6 2.29 21.9 3.02 46.4 61.2

平均值： 2.68 4.46

表 X1.3 精確的統(tǒng)計表－－0.2 % 屈服強度, MPa

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 158.4 3.3 2.06 3.3 2.07 9.2 9.2

2024-T351 362.9 5.1 1.41 5.4 1.49 14.3 15.2

ASTM A105 402.4 5.7 1.42 9.9 2.47 15.9 27.8

AISI 316 481.1 6.6 1.36 19.5 4.06 18.1 54.7

Inconel 600 268.3 2.5 0.93 5.8 2.17 7.0 16.3

SAE 51410 967.5 8.9 0.92 15.9 1.64 24.8 44.5

平均值: 1.35 2.32

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表 X1.4 精確的統(tǒng)計表－－5D伸長率，%

注 1－－縮減部分長度 = 6D.

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 14.60 0.59 4.07 0.66 4.54 1.65 1.85

2024-T351 17.99 0.63 3.48 1.71 9.51 1.81 4.81

ASTM A105 25.63 0.77 2.99 1.30 5.06 2.15 3.63

AISI 316 35.93 0.71 1.98 2.68 7.45 2.00 7.49

Inconel 600 41.58 0.67 1.61 1.60 3.86 1.88 4.49

SAE 51410 12.39 0.45 3.61 0.96 7.75 1.25 2.69

平均值： 2.96 6.36

表 X1.5 精確的統(tǒng)計表－－斷面收縮率，%

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 79.15 1.93 2.43 2.01 2.54 5.44 5.67

2024-T351 30.41 2.09 6.87 3.59 11.79 5.79 10.01

ASTM A105 65.59 0.84 1.28 1.26 1.92 2.35 3.53

AISI 316 71.49 0.99 1.39 1.60 2.25 2.78 4.50

Inconel 600 59.34 0.67 1.14 0.70 1.18 1.89 1.97

SAE 51410 50.49 1.86 3.69 3.95 7.81 5.21 11.05

平均值 2.80 4.58

X2. 試樣尺寸的測量

X2.1 試樣尺寸的測量是拉伸試驗的關(guān)鍵，并且隨著試樣尺寸的減小變得越來越重要，因為一個已知確定的誤差會變?yōu)楦蟮南鄳ǔ杀嚷实模┱`差。應慎重選擇測量裝置和步驟，以便使測量誤差最小化并提供好的重復性和復驗性。

X2.2 如有可能，相關(guān)測量誤差應保持或低于1 %。理論上，這1 %誤差應不僅包括測量裝置的分辨率，而且包括一般被看作是重復性和復驗性的可變性。(重復性是指在重復性的試驗中獲得相似測量結(jié)果的操作能力。復現(xiàn)性是多次操作獲得測量結(jié)果的能力。)

X2.3 通過GR和R研究的方法有效地評價標準的重復性和復現(xiàn)性(GR和R)是非常可取的。一項GR和R的研究包括讓多個操作者同時對一個部件－－－－這里是試樣－－－－進行二到三次測量，通常用計算機來分析包括把觀測的測量偏差與允許偏差相比較就是確定一致性。高的GR和 R百分率(大于20 %)說明相對于允許偏差有更大的變異性，反之，低的百分率(10 % 或以下)說明相反。這個分析也獨立地用來預測重復性和復現(xiàn)性。

X2.4 在GR和R研究中非技術(shù)人員用不同種類和不同型號的手動千分尺給出了從大約10 % (優(yōu)秀的) 到將近100 % (基本上無效)的多種結(jié)果，以0.075 mm尺寸允許偏差為基準。因此，建議使用者要非常小心地去選擇裝置、制定測量程序、培訓操作人員。

X2.5 用一個0.075 mm允許偏差，一個10 % GR和R結(jié)果(特別的好，甚至對于數(shù)字的手動千分尺讀到0.001 mm) 表明由于重復性和復現(xiàn)性總偏差修約為0.0075 mm。只有當測量的所有尺寸大于或等于0.75 mm時，它才小于或等于1 %。用這種裝置測量0.25 mm厚的平板拉伸試樣的相應誤差可為3 %，這比力和應變的測量值大得多。

X2.6 尺寸的測量誤差可視為用來監(jiān)視拉伸試驗步驟的統(tǒng)計過程控制(SPC)圖表出現(xiàn)不可控征兆的原因。這已成為經(jīng)驗：造成實驗室使用SPC操作法和在試驗0.45 mm到6.35 mm扁平軋材料時用最好的手動千分尺是適用的(從GR和R觀點看)。

X2.7 在選擇和評定測量裝置和步驟時應考慮影響（有時是顯著地）GR和R的因素，包括：

X2.7.1 分辨率，

X2.7.2 偏差，

X2.7.3 調(diào)零，

X2.7.4 測量頭種類(平的、圓的還是尖的)，

X2.7.5 部件和測量頭表面清潔度，

X2.7.6 使用者對測量裝置的維修和保養(yǎng)，

X2.7.7 溫度的穩(wěn)定性，

X2.7.8 涂層的清除，

X2.7.9 操作者的試驗技術(shù)，

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X2.7.10 用于校準夾持力的棘輪或其它裝置。

X2.8 平的測量頭通常適用于測量平板或圓柱試樣尺寸，它有相當光滑的表面。一個例外就是必須用圓的或尖的測量頭測量取自大直徑管(見圖13)的曲面試樣的厚度，避免厚度過大的誤差。(另一個涉及到這種曲面的試樣是可通過使用等式A=W × T 而采用的誤差，見 7.2.3.)

X2.9 通常應將復層產(chǎn)品制備的扁平試樣夾持端的復層清除，以保證精確的測量基體金屬厚度，假設(shè) (a) 所要求的是基體金屬性能，(b) 復層對產(chǎn)品的強度沒有明顯影響，并且(c) 復層的清除很容易完成(有些復層可通過化學溶除法容易地清除)。另外，可用其它的方法保留復層和測定基體金屬厚度。在可能出現(xiàn)這個問題的地方，比較試驗或性能試驗的所有各方應在測量之前就是否清除復層方面的意見達成一致。

X2.10 如何考慮確定以上影響尺寸測量過程作為一個示例，應考慮到有0.40 mm厚的漆的平軋鋼試樣測量情況,。如可能，測量之前應除去涂料。使用的測量裝置應有平的測量頭，應能讀出0.001 mm或更好的精度，應具有很好的重復性和復現(xiàn)性。因為GR和R有很重要的關(guān)系，它可能對具可校準使用的夾持力特點的裝置的使用有好處，應避免沒有數(shù)字顯示裝置以防止讀數(shù)錯誤。使用裝置之前和定期在使用過程中，應清洗測量頭，并應校準或調(diào)零（如使用電子裝置）或兩者。最后，應定期培訓和審查操作人員，使測量裝置能夠正確地和持續(xù)地使用。

X3. 建議選定實驗室進行拉伸試驗的依據(jù)

X3.1 范圍

X3.1.1如果試驗室按試驗方法E 8和/或E 8M進行試驗，以下規(guī)定了鑒定者可比較檢驗設(shè)備去鑒定實驗室的技術(shù)能力的特點。

X3.2 準備

X3.2.1 實驗室應按照確認了的步驟使機器或其它制備的試樣能符合試驗方法E 8 或 E 8M相應的允許偏差和要求。特別重要的是關(guān)于尺寸和縮減部分表面質(zhì)量的要求，在標準正文和圖中可找到相關(guān)要求。

X3.2.2 使用標記的地方，試驗室應使用有證明文件的作標記步驟，使標記和標距能遵照試驗方法E 8 或 E 8M 規(guī)定的允許偏差和指標。

X3.2.2.1 使用作標記步驟不應對試驗結(jié)果產(chǎn)生有害影響。

注 X3.1－－斷裂頻繁發(fā)生在標記處可能是標記劃痕刻得過深或太尖銳也會影響試驗結(jié)果。

X3.3 試驗設(shè)備

X3.3.1 如試驗方法E8和E8M附錄部分規(guī)定，為了使影響試驗結(jié)果的彎曲應力減至最小，試樣的軸線應與試驗機頭部的中心線相重合。

X3.3.2 應滿足標準E4和E83設(shè)備檢驗要求。資料表明檢驗工作是嚴密的而且技術(shù)正確才是適用的。

X3.3.2.1 檢驗報告應說明力和伸長讀數(shù)是在規(guī)定時間進行的，完全按規(guī)定操作進行的。

X3.3.3 使用的引伸計應符合試驗方法E8或E8M所有關(guān)于用于結(jié)果測量裝置分級的所有要求。例如，引伸計不符合E83規(guī)定的B2級要求不能用于偏置屈服強度的確定。

X3.3.4 在用計算機處理或自動化試驗設(shè)備投入常規(guī)運行之前，或程序軟件的修改之后，建議核實適當?shù)牟僮骱徒Y(jié)果處理方式后進行測量。可從E 1856查到相關(guān)資料。

X3.3.5 應選擇千分尺及其他裝置測量試樣尺寸，按照并使用試驗方法E8和E8M關(guān)于測量的附錄的要求的方法。對于這些裝置應溯源國際標準，并采取適當?shù)拇胧┮苑乐褂捎跍y量誤差、分辨率和修約的結(jié)果產(chǎn)生的誤差大于1 %。

X3.4 方法

X3.4.1試驗機零負荷示數(shù)表明試樣上力的狀態(tài)為零，與試驗方法E 8和E 8M的試驗機部分“調(diào)零”

一章所述的方法相同。

注X3.2－－各試驗之間均應保持零讀數(shù)。這可能包括預定試驗數(shù)之后或每次試驗之后在零負荷條件下，指示值超出預期值時進行調(diào)零。

X3.4.2 當有要求時，試驗室應能證明（也許通過時間、負荷、偏置測量或引伸計測量，或兩者都有）所用試驗速度符合試驗方法E 8或E 8M的要求，或其他更高要求的標準。

X3.4.3 當有要求時，試驗室應能證明用來測定屈服強度的偏置和伸長符合試驗方法E 8或E 8M

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的要求，并能作圖以說明負荷與期望的偏置應變或總應變相符。

注 X3.3－－用引伸計放大倍數(shù)進行計算時要小心，因為制造者可能報告應變放大率，即與應力應變曲線上X軸不是伸長的應變偏移有關(guān)。對引伸計放大率感興趣的使用者或鑒定者可用校準設(shè)備測定伸長率與曲線比例之間的比例關(guān)系，或者可檢驗用已知公稱模量的試樣的試驗計算楊氏模量報告出。

X3.4.4 伸長率的測定應符合試驗方法E 8 或 E 8M的要求。

注 X3.4－－試驗方法E 8和E 8M允許測量和報告斷裂時的伸長代替斷后伸長率，通常自動化裝置這樣做。

X3.4.5 當有要求時，面積收縮應按試驗方法E 8 或 E 8M要求測定。

X3.4.6 記錄、計算和報告數(shù)值及試驗結(jié)果的方法應符合試驗方法E8或E8M所有適當?shù)囊蟆４送猓@個方法無論應用在何處也應按照已被廣泛接受的好的實驗室操作規(guī)程的規(guī)定。如以下詳細說明的：

X3.4.6.1 當記錄數(shù)據(jù)時，操作人員應記錄下所有測定的數(shù)值，加上對無法確定的最初數(shù)值的最好估算。(如果已知結(jié)果大約為26和27中間，結(jié)果應記錄為26.5 (不是26、27或26.475)。

X3.4.6.2 當進行計算時，有關(guān)人員應避免修約錯誤。這可能要通過進行一次大的計算來完成，

而不是用各個獨立的結(jié)果進行多次計算。換言之，如果做多步計算，中間的結(jié)果在用于后來的計算之前不能被修約。

X3.4.6.3 修約中，無需保留用比最小有效數(shù)字測量或用于計算的數(shù)字點更精確的有效數(shù)字。

X3.5 試驗材料及結(jié)果的保留

X3.5.1 應根據(jù)實驗室試驗的特征和頻率保留試驗材料及結(jié)果。可保證確定時間周期的保留條款包括：

X3.5.1.1 原始數(shù)據(jù)和類型，

X3.5.1.2 力-伸長或應力-應變曲線，

X3.5.1.3 計算機輸出曲線和試驗結(jié)果，

X3.5.1.4 保存在計算機磁盤或硬盤驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)和結(jié)果，

X3.5.1.5 已斷試樣，

X3.5.1.6 剩余材料,

X3.5.1.7 試驗報告

X3.5.1.8 鑒定報告和鑒定證明。

X3.6 環(huán)境

X3.6.1 所有試驗設(shè)備的安裝與連接都應對采集原始數(shù)據(jù)、應力－－應變曲線和儀器操作振動影響和電子干擾減至最小。

X3.7 控制

X3.7.1 控制過程和操作規(guī)程應包括所有試樣制備、拉伸試驗和結(jié)果報告的方式。涉及到試驗資料的文件應易于使用。

X3.7.2 應保存用于試樣制備和拉伸試驗的設(shè)備的清楚的、簡單的操作規(guī)程。這些規(guī)程應適用于所有有資格的操作者閱讀。

X3.7.3 所有適用的檢驗設(shè)備應滿足如X3.3.2中詳述的要求。

X3.7.4 建議用專門的研究和程序監(jiān)視控制拉伸試驗，因為拉伸試驗結(jié)果容易受操作者、測量裝置和試驗設(shè)備的影響，這種程序的例子至少包括：

X3.7.4.1 循環(huán)研究、熟練試驗或交叉檢驗，

X3.7.4.2 重復性和復現(xiàn)性(R和R)研究，

X3.7.4.3 控制圖，

X3.7.4.4 對于每個結(jié)果典型報告中典型試驗不確定性的確定

注 X3.5－－對于非破壞性試驗，重復性和復現(xiàn)性通常通過實施標準的R和R研究來測量，如試驗方法E8和E8M附錄X2所述。這些研究包括用獨立的部件或試樣對試驗結(jié)果的重復測定，所以標準的R和Rs不直接反映機器的性能，這些性能是通過破壞性試驗獲得的。（甚至兩件最好的試樣間的準確差異也會以與獲得的優(yōu)異兩個相比要差的R和R結(jié)果顯現(xiàn)出）然而，考慮到這些局限性進行準R和R研究，可能對分析誤差的根源和改善試驗結(jié)果的可靠性有幫助。

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版本變化概述

E28委員會確定由于上一版(E 8M – 03)對本標準的使用有影響而選擇修改本標準。(2003年7月10日批準)

(1) 7.9.3.2條已修訂。伴隨這一部分修改，增加注36和詳述。

E28委員會確定由于上一版(E 8M – 01)對本標準的使用有影響而選擇修改本標準。(2001年10月10日批準)

(1) 6.5條和其細部條款已修訂。

(2) 刪除注10，其余的注重新編號。

(3) 增加附錄X3。

美國材料試驗學會就本標準中的條文而言，其與公開的、有效的專利權(quán)沒有關(guān)系。在此特勸告本標準的使用者對專利權(quán)的確定和違反專利權(quán)的風險其后果自負。

技術(shù)委員會負責對標準進行適時修訂，且每五年需進行復審。如不修訂，或?qū)藴手匦麓_認，或?qū)藴蕪U止。無論是有關(guān)本標準的修訂或是增加標準的建議，你都可向ASTM總部提出。你的建議將由對口的技術(shù)委員會召開會議，認真探討，屆時你可參會。如果你對會議結(jié)果不滿意，可按下列地址報知ASTM標準委員會。

本標準的版權(quán)屬ASTM 標準委員會。地址：100 Barr Harbor Drive ,PO Box C700，West Conshohocken ,PA 19428-2959 , United States。若需本標準的單行本（一份或多份復印件）可與上述地址聯(lián)系，亦可通過電話610-832-9585 或傳真610-832-9555 或e-mail: service@astm.org 與ASTM 聯(lián)系獲得，或登錄ASTM網(wǎng)站（http：//www.astm.org）。

1、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金屬材料拉伸試驗方法（一）

2、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金屬材料拉伸試驗方法（二）

3、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金屬材料拉伸試驗方法（三）

4、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金屬材料拉伸試驗方法（四）

【注：本信息除來源為“中國*熱處理技術(shù)網(wǎng)”外，均來自互聯(lián)網(wǎng),由“中國*熱處理技術(shù)網(wǎng)網(wǎng)友”提供,僅供讀者參考。如果有涉及到版權(quán)問題,請發(fā)郵件到 admin@chte.org ,我們會及時刪除或處理。】

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ASTM E8/E8M – 09(中文版）金屬材料拉伸試驗方法（四）