3. 試樣GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

3.1 試樣尺寸GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

圖 1 和圖2分別是矩形拉伸試樣和圓柱形拉伸試樣的示意圖，圖上標注的G 就是下文中的L0。除了E 8/E 8M-08中的變體薄板試樣的厚度T是機加工至10±0.5mm的，在三個國家的拉伸試驗標準中，矩形試樣應為全厚度試樣。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

雖然均源自ISO 6892：1998， IS Z 2241-1998 與GB/T228-2002 在試樣方面的規定存在較大的差異。由于同一種材料測定的斷后伸長率A值與與的比值有關，所以K值相同的試樣稱為比例試樣。GB/T228-2002一般使用K＝5.65 的短比例試樣或者K＝11.3 的長比例試樣；而JIS Z 2241-1998和E 8/E 8M-08類似，主要使用非比例試樣（定標距試樣）。標距同樣是50mm，JIS的產品標準對圓柱形的4號試樣和矩形的5 號試樣規定了不同的延伸率要求；而ASTM 的產品標準對于薄板試樣和圓柱形試樣的延伸率要求一致。準確的說，JIS Z2241-1998 應該是ISO 6892：1998 和E 8/E 8M-08 的綜合，因為它對試驗機、試驗程序和試驗結果處理與修約等方面的規定源自ISO 6892：1998，而對試樣方面的要求類似E8/E8M-08。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

GB/T228-2002規定：對于矩形試樣，應優先選用K＝5.65的短比例試樣，如果L0小于15mm，則選應選用K＝11.3 的長比例試樣或標距為50mm或80mm的定標距試樣。對于薄板矩形試樣，R≥20mm，試樣寬度W 為10、12.5、15 或20mm；對于板材矩形試樣，R≥12mm，試樣寬度W 為12.5、15、20、25 或30mm。對于圓柱形試樣，應優先選用L0＝5D 的短比例試樣，如果L0 小于15mm，則選應選用L0＝10D 的長比例試樣或定標距試樣。R≥0.75D，D 為3、5、6、8、10、15、20 或25mm。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

表 3. E 8/E 8M、A370-07和JIS Z 2241-1998 的矩形和圓柱形拉伸試樣尺寸與適用產品厚度標準名稱試樣形式L0（mm） W/D（mm） Rmin（mm） 平行部分寬度差（mm） 適用產品厚度T （mm）GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

E 8/E 8M-08 矩形試樣板材試樣200±0.2 40±2.0 25 0.10 T≥5GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

薄板試樣50±0.1 12.5±0.2 12.5 0.05 0.13≤T≤19GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

小尺寸薄板試樣25±0.1 6±0.1 6 0.025 0.13≤T≤6GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

圓柱形試樣標準圓柱形試樣50±0.1 12.5±0.2 10 0.0125 T≥12.5GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

小尺寸圓柱形試樣36±0.1 9±0.1 8 0.009GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

25±0.1 6±0.1 6 0.006GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

16±0.1 4±0.1 4 0.004GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

11±0.1 2.5±0.1 2 0.0025GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

A 370-07 矩形試樣板材試樣200±0.25 40+3 -6 13 0.10 T≥5GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

薄板試樣50±0.10 12.5±0.25 13 0.05 0.13≤T≤19GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

小尺寸薄板試樣25±0.08 6.25±0.05 6 0.025 0.13≤T≤6GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

圓柱形試樣標準圓柱形試樣50.0±0.10 12.5±0.25 10 0.0125 無相應規定GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

小尺寸圓柱形試樣35.0±0.10 8.75±0.18 6 0.009GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

25.0±0.10 6.25±0.12 5 0.006GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

16.0±0.10 4.00±0.08 4 0.004GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

10.0±0.10 2.50±0.05 2 0.0025GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

JIS Z 2241-1998 5 號試樣（矩形） 50 25 T≤5GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

1A號試樣（矩形） 200 40 5＜T≤50GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

4 號試樣（圓柱形） 50 14 T＞40GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

表3. E 8/E 8M、A370-07和JIS Z 2241-1998 的矩形和圓柱形拉伸試樣尺寸與適用產品厚度，JIS Z 2241-1998 主要使用的三種試樣的尺寸以及對于多數鋼鐵產品適用的產品厚度范圍見表3。對于某些高強度材料（例如JIS G3106中的SM570），無論厚度T為何值，均可選用5 號試樣；厚度T＞20mm時，可以選用4 號試樣。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

E 8/E 8M-08 和A370-07 主要使用3 種矩形試樣和5種圓柱形試樣，試樣的尺寸以及適用的產品厚度范圍見表3，圓柱形試樣的標距只列出L0=4D 的英制版本。對于矩形試樣的尺寸規定，公制單位版本和英制單位版本是一致的；但是對于圓柱形試樣，公制版本的L0=5D而英制版本的L0=4D。但是即使按照公制單位版本選擇圓柱形試樣進行測試，也只能使用英制版本的L0=4D 試樣，因為所有的ASTM產品標準中，無論是公制單位版本還是英制單位版本對圓柱形試樣延伸率的要求是針對L0=4D 試樣。小尺寸薄板試樣和小尺寸圓柱形試樣是非標準試樣，只是在受樣品尺寸限制無法制備標準試樣時才能使用。厚度T≥19mm，如果產品標準允許，還可用選用變體薄板試樣。E 8/E 8 M-08 和A370-07 沒有規定板材試樣適用產品厚度的上限，對于軋制鋼產品，ASTM A 6/A 6M-07 規定型鋼為125mm鋼板為100mm并且產品厚度小于等于20mm應加工全厚度試樣。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

對于全截面試樣，如果產品標準沒有另行規定，A370-07 規定標距長度為200mm。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

由表3 可見，ASTM不同的標準中，相同拉伸試樣的尺寸和公差范圍不盡相同，拉伸試驗時不僅要滿足E 8/E 8M-08 這個通用標準的要求，更不能違背專門的材料標準的規定。同一項目不同標準中的規定不盡相同以及同一測試的各項規定分別出自不同的標準是ASTM標準的特點，產品測試時應注意不同參考標準的適用范圍。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

3.2 試樣取樣位置及方向GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

E 8/E 8M-08 關于取樣位置的規定如下：產品厚度T≤40mm，試樣中心線位于產品厚度方向的中心；產品厚度T＞40mm，試樣中心線位于產品厚度方向的1/4處。關于試樣的方向，E8/E8 M-08并沒有相應的規定，只有A 370-07 規定了鋼產品試樣方向的定義：試樣長軸方向和產品軋制或鍛造時的最大變形方向平行的稱為縱向試樣，試樣長軸方向和產品軋制或鍛造時的最大變形方向垂直的稱為橫向試樣。拉伸試樣在產品上的位置，E 8/E 8M-08也沒有相應的規定，A 6/A 6M-07 給出了針對軋制鋼產品的規定：寬度大于600mm的鋼板，取橫向拉伸試樣；對于其它軋制鋼產品，取縱向拉伸試樣。對于鋼板產品，拉伸試樣應位于鋼板的一個角上。對于型鋼，翼板寬度大于150mm的H 型鋼，試樣中心線應位于翼板端部或腿部邊緣到型材中心線距離的1/3 處；對于其它型鋼，拉伸試樣可以在翼板/腿部以及腹板切取。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

ISO 系標準關于試樣方向的定義與ASTM標準的規定相同。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

GB/T228-2002 沒有取樣位置的規定，GB/T2975-1998《鋼及鋼產品力學性能試樣取樣位置及試樣制備》規定鋼產品拉伸試樣取樣位置。對于型鋼，應在腿長的1/3 處取樣，但是對于腿部有斜度的型鋼，應在腰部的1/4 處取樣。型鋼中切取拉伸試樣時，應盡可能取全厚度試樣。如果試驗機能力不夠時，則在厚度1/4 處或者距底部12.5mm處取樣，取兩者數字較大者。對于條鋼，應盡可能取全截面試樣。如果試驗機能力不夠，厚度不大于25mm的條鋼，拉伸試樣應位于條鋼中心；厚度大于25mm的條鋼，拉伸試樣應位于條鋼厚度的1/4 處或者距底部12.5mm處，取兩者數字較大者。對于鋼板，應在寬度的1/4處取樣，盡可能取全截面試樣。如果試驗機能力不夠時，則在厚度1/4 處或者距底部12.5mm處取樣，取兩者數字較大者。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

JIS標準中，強調盡可能取全厚度試樣。對于型鋼，應在腿長的1/3 處取樣，但是對于腿部有斜度的型鋼，應在腰部的1/4 處取樣。對于大多數鋼鐵產品而言，由于厚度不大于40mm的產品只能選用5 號和1A號全厚度試樣，4 號試樣只適用于厚度大于40mm的產品，所以規定拉伸試樣應在厚度1/4 處切取。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

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4. 試驗程序GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

4.1 室溫拉伸試驗的溫度范圍GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

E 8/E 8M-08 對于室溫的定義：除非另有規定，室溫范圍10～38℃。A 370-07沒有另行規定室溫的定義，所以應沿用E 8/E 8M-08 的規定。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

4.2 試驗速率GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

E 8/E 8M-08 規定5種表示試驗速率的方法：1. 試樣的應變速率，單位mm/mm/S；2. 試樣的應力速率，單位MPa/S；3. 拉伸試驗時試驗機夾頭分離速率，對于帶肩試樣單位為試樣平行部分長度的m/m/S，對于不帶肩試樣單位為試驗機夾頭間距離的m/m/S；4. 完成部分或者全部拉伸試驗所需時間，單位S或min；5. 試驗機空載時夾頭分離速率，對于帶肩試樣單位為試樣平行部分長度的m/m/S，對于不帶肩試樣單位為試驗機夾頭間距離的m/m/S。A 370-07 規定了4 種表示試驗速率的方法，沒有E 8/E 8M-08規定的第4 種方法。對于應力速率法，A 370-07 規定不適用于閉環控制的試驗機（速率反饋控制）。因為在這類試驗機選用應力速率法控制拉伸速率，在試樣屈服階段試驗機夾頭運動速率加大導致測得的屈服指標偏高。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

表 4. E 8/E 8M-08、A 370-07 和ISO 系標準對試驗速率的規定GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

試驗階段 E 8/E 8M-08 A 370-07 ISO 系標準GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

強度大于規定的屈服強度的1/2前或規定抗拉強度的1/4（取兩值間較小者）前除非另有規定，可以選用任何合適的速率除非另有規定，可以選用任何合適的速率沒有相應的規定測定屈服性能指標如果產品標準沒有規定，1.15～11.5MPa/S 0.000104～0.00104S-1  0.00025～0.0025S-1  70～690MPa/min E＜150GPa，2～20MPa/SE≥150GPa，6～60MPa/S  測定Rm 延伸率大于5%的材料，試驗機速率0.0008～0.008S-1 或者應變速率0.0008～0.008S-1 0.0008～0.008S-1 ≤0.008S-1GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

表4 是E 8/E 8M-08、A 370-07和ISO 系標準對試驗速率的規定，由表3可以看出，測定屈服性能指標時，無論是應力速率還是應變速率/夾頭位移速率，ASTM標準規定的要比ISO系標準的低；測定Rm時，ASTM標準規定的和ISO 系標準的速率上限一致。對于不同的材料，試驗速率對性能測定的影響不同。試驗速度增加，強度性能指標升高，延性性能指標降低；反之，強度性能指標降低，延性性能指標升高。測定屈服性能指標時，ASTM標準規定試驗速率是ISO 系標準的2.5 倍，試驗速率的差別是否足以影響被測產品強度性能指標合格與否值得關注。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

4.3 屈服指標GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

E 8/E 8M-08 規定4種測量屈服指標的方法：1. 規定非比例延伸法，2. 規定總延伸法，3. 自動記錄做圖法（針對有屈服現象的材料），可以獲得上屈服強度ReH 和下屈服強度ReL；4. 載荷停頓法（針對有屈服現象的材料），只能獲得上屈服強度ReH。對屈服強度存在爭議時，推薦規定非比例延伸法作為仲裁試驗方法。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

A 370-07 將屈服指標分為屈服點強度和屈服強度。屈服點強度是指應力不增加而應變增加現象發生時的第1 個應力值，并且這個值應小于抗拉強度；對應ISO 系標準中的上屈服強度ReH。屈服點強度可以使用E 8/E 8M-08規定的2、3 和4 方法獲得。按照方法2 測定屈服現象不明顯的材料時，使用精度不低于±1％的引伸計（C 級及以上），當載荷產生的標距部分延伸達到規定值時記錄與載荷相對應的應力值作為屈服點強度；對于規定屈服點強度不大于550MPa的材料，合適的規定總延伸為0.5％，對于屈服點強度大于550MPa 的材料，除非增加規定總延伸否則不能使用這個方法。屈服強度是指材料偏離應力應變比例關系達到規定值時的應力值，這種偏離可以用應變、非比例延伸或總延伸來表示。屈服強度可以使用E 8/E 8M-08 規定的1 和2 方法獲得。對于軋制鋼產品，ASTM A 6/A 6M-07規定如果產品標準沒有特別規定，屈服指標應為非比例延伸強度Rp0.2或規定總延伸強度Rt0.5。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

ISO 系標準規定：材料有屈服現象時報告屈服強度，如果產品標準沒有特別說明，屈服強度一般認為是下屈服強度ReL。關于上屈服強度REh、下屈服強度ReL、非比例延伸強度Rp和規定總延伸強度Rt的定義，ISO 系和ASTM標準一致。GSh熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE

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