GBT228实施要点.docx

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GBT228实施要点

GB/T228-2002实施要点

1引言国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》已于2002年颁布实施。

这一新国家标准是合并修订国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》三个标准为一个标准,它等效采用了国际标准ISO6892∶1998《金属材料室温拉伸试验》,也是GB/T228的第三次修订。

GB/T228-2002包括的技术内容和要求与原三个标准有较大的不同,尤其在性能名称和符号、抗拉强度定义、试验速率、性能结果数值的修约方面变动较大。

而且,新标准中增加了引用标准和关于试验方法准确度方面阐述的内容。

为了更好地贯彻实施GB/T228-2002,将该标准的要点和实施中需注意之点说明如下。

2　GB/T228-2002标准的适用范围标准适用于金属材料（包括黑色和有色金属材料,但不包括金属构件和零件）室温拉伸性能的测定,试样或产品的横截面尺寸≮0.1mm。

对于小横截面尺寸的金属产品,例如金属箔、超细丝和毛细管等的拉伸试验需要双方协议。

其原因在于:

①横截面小的产品,按照标准中建议的量具分辨力要求不能满足附录A和附录C规定横截面测定准确度在±1%和±2%以内的要求。

②试样标距采用常规的划细线、打小冲点等方法进行标记不可行。

③常用的引伸计不适用于此类型产品试样的试验。

试样的夹持方法需要特殊夹头等。

3室温的温度范围标准中规定室温的温度范围为10～35℃,超出这一范围不属于室温。

对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而采用更严格的温度范围试验时,应采用23±5℃的控制温度。

上述10～35℃的温度·54·2004年1月PTCA（PARTA:

PHYSICALTESTING）Jan.2004范围实质是指容许的试样温度范围,只要试样的温度是在这规定的室温范围内便符合标准要求。

4　标准中的引用标准标准中的第二章引用了6个国家标准,即:

GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备（eqvISO377∶1997）GB/T8170-1987数值修约规则GB/T12160-2002单轴试验用引伸计的标定（idtISO9513∶1999）GB/T16825-1997拉力试验机的检验（idtISO7500-1∶1986）GB/T17600.1-1998钢的伸长率换算第1部分:

碳素钢和低合金钢（eqvISO2566-1∶1984）GB/T17600.2-1998钢的伸长率换算第2部分:

奥氏体钢（eqvISO2566-2∶1984）标准中通过注日期引用的这6个国家标准是构成GB/T228-2002标准本身不可缺少的部分,应遵照被引用的6个标准中的相关规定和要求,其中被引用的5个标准分别等同和等效相应的国际标准。

目前,GB/T8170-1987《数值修约规则》还没有相对应的国际标准。

5性能和术语定义

5.1　性能定义为了与国际接轨,性能的定义按照国际标准的规定。

与原GB/T228-1987相比较,屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异,其他性能的定义无实质性差异。

新标准将抗拉强度定义为相应最大力（Fm）的应力,而最大力（Fm）定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力;对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料,为试验期间的最大力。

按照这一定义,如图1所示的拉伸曲线情况,最大力应为曲线上的B点,而不是旧标准中的取其A点的力（上屈服力）计算抗拉强度。

新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同,前者是泛指上、下屈服强度性能;而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能,也特指单一屈服状态的屈服点性能（σs）。

因为新标准已将旧标准中的屈服点性能σs归入为下屈服强度ReL（见标准中的图2d）。

所以,新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能（σs）相对应的性能定义。

也图1B点对应的力为最大力FmFig.1　TheforcewhichthepointBcorrespondingisthemaximumforceFm就是说新标准定义的下屈服强度ReL包含了原σs和σsL两种性能。

5.2　术语因为国际标准采用了延伸（extension）和伸长（elongation）两个近义术语,国标中也相应地采用了这两近义术语。

可以理解为拉伸试验时在引伸计标距（Le）上的伸长称为延伸,在试样标距（Lo）上的伸长称为伸长。

它们并无本质区别,而且完全可以通过测定延伸方法来测定伸长。

6　性能名称和符号

6.1　名称新标准中定义了12种可测拉伸性能,其中10种性能的名称与修订前原标准的名称有差异。

表1列出了新旧标准的性能名称及其符号。

表1　新旧标准性能名称对照Tab.1　ThecontrastofthetermsofmechanicalpropertybetweenthenewandoldnationalstandardGB/T228-2002GB/T228-1987性能名称符号性能名称符号　　--屈服点σs上屈服强度ReH上屈服点σsU下屈服强度ReL下屈服点σsL规定非比例延伸强度Rp规定非比例伸长应力σp规定总延伸强度Rt规定总伸长应力σt规定残余延伸强度Rr规定残余伸长应力σr抗拉强度Rm抗拉强度σb屈服点延伸率Ae屈服点伸长率δs最大力总伸长率Agt最大力下的总伸长率δgt最大力非比例伸长率Ag最大力下的非比例伸长率δg断裂总伸长率At--断后伸长率A断后伸长率δ断面收缩率Z断面收缩率ψ·64·新标准没有定义与旧标准相对应的屈服点（σs）这一性能,所以不再有相应的性能名称及其符号相对应。

6.2　符号对于强度性能的主符号,新标准用英文字母R代替旧符号的σ;对于延性性能的主符号,新标准用字母A代替旧符号的δ,用字母Z代替旧符号的ψ,见表1。

应特别注意新、旧标准对于断后伸长率符号表示的差异:

GB/T228-2002GB/T228-1987Aδ5A11.3δ10Axmmδxmm　　符号A（不标注下脚注）表示用比例系数k=565的比例标距测定的断后伸长率;用其他比例系数的比例标距或非比例标距测定的断后伸长率时,符号A应分别标注下脚注说明所使用的比例系数值和非比例标距的长度,例如A11.3和A100mm。

标准中对各强度性能所对应的力的符号未全部具体规定,但规定了力的符号用F表示和规定了最大力符号Fm。

因此,建议在试验报告和试验纪录中采用下列的力符号:

FeH（上屈服力）FeL（下屈服力）Fp（规定非比延伸力,例如Fp0.2）Ft（规定总延伸力,例如Ft0.5）Fr（规定残余延伸力,例如Fr0.2）GB/T228-2002采用了国际标准的性能符号,鉴于目前相关的产品标准还不能同步修订的状况,为了避免出现混乱,建议:

在过渡期内,试验报告可以在新的性能名称及其符号之后的括号内写出旧符号,例如:

上屈服强度ReH（σsU）,下屈服强度ReL（σsL）,抗拉强度Rm（σb）,规定非比例延伸强度RP0.2（σp0.2）,断后伸长率A（δ5）,断面收缩率Z（Ψ）,等。

7　单位标准中规定采用的单位是国际单位制单位（SI单位）。

应力单位N/mm2和MPa,都是国际单位制的倍数单位,两者都是我国规定的法定计量单位。

标准中,应力单位采用了N/mm2,而1N/mm2=1MPa,如果报告中使用了应力单位MPa,不认为是错误。

但从标准的归一化意义上来说,应力单位应采用N/mm2。

8　试样

8.1　取样的部位、方向和数量样坯的切取部位、方向和数量应按照相关产品标准或GB/T2975-1998或协议的规定。

对于钢产品,应在外观及尺寸合格的钢产品上切取样坯,取样时,应对抽样产品、试料、样坯及试样作出标记,以保证始终能识别取样的位置和方向。

切取样坯时应防止过热、加工硬化而影响拉伸力学性能,应留有足够的机加工余量。

取样方法参见GB/T2975-1998。

8.2　机加工试样和不经机加工试样应按照相关产品和协议的规定,采用机加工试样或采用不经机加工的试样。

如果未作具体规定,一般在材料尺寸足够时机加工成带头试样。

机加工试样的尺寸公差和形状公差应分别按照标准中附录A的表A3和附录B的表B4要求;机加工表面粗糙度按照标准中图10、图11或图13规定的要求。

8.3　试样的横截面形状和尺寸相关产品标准或协议根据产品的形状和尺寸,可按标准中附录A～D所规定试样的形状和尺寸,特殊产品可以规定其它不同的试样。

试样横截面的形状一般可为圆形、矩形、弧形和环形,特殊情况可以为其它形状。

标准中的附录A～D按照产品的形状规定了主要的试样类型:

附录A:

规定厚度0.1mm～<3mm薄板和薄带产品用的矩形横截面试样;附录B:

规定厚度≥3mm板材和扁材以及直径或厚度≥4mm线材、棒材和型材用的圆形和矩形横截面试样;附录C:

规定直径或厚度<4mm线材、棒材和型材用的不经机加工试样;附录D:

规定管材用弧形横截面和环形横截面试样。

试样的横截面形状和试样的尺寸都对性能测定有影响,尤其对断后伸长率和断面收缩率有明显影响。

8.4　厚度减薄试样及机加工圆形横截面试样厚度>25mm的产品,试验机能力不足时,经协议可以机加工成圆形横截面试样,或单边减薄至厚度25mm矩形横截面试样。

·74·8.5　试样原始标距（Lo）试样标距分为比例标距和非比例标距两种,因而有比例试样和非比例试样之分。

凡试样标距与试样原始横截面积有以下关系的,称为比例标距,试样称为比例试样Lo=kSo

（1）式中　k———比例系数So———原始横截面积，非比例标距（也称定标距）与试样原始横截面积不存在式

（1）的关系。

如果采用比例试样,应采用比例系数k=5.65的值,因为此值为国际通用,除非采用此比例系数时不满足最小标距15mm的要求。

在必须采用其他

9　试样原始横截面积的测量

9.1　测量的准确度要求，要求测量出最小原始横截面积（So）。

以实测的横截面尺寸计算试样原始横截面积。

除非相关产品标准或协议另有规定,不采用标称横截面积。

测量准确度要求:

薄板和薄带用矩形试样:

横截面积准确度≤±2%，不经机加工试样:

横截面积准确度≤±1%，机加工圆形和矩形试样:

每个横截面尺寸准确度≤±0.5%，机加工弧形试样和环形试样（圆管段试样）:

横截面积准确度≤±1%

9.2　量具或尺寸测量仪器的选择——试样横截面积测定的准确性受多种因素的影响,而量具的分辨力是主要因素之一。

建议按照标准中表3的要求选择量具或尺寸测量仪器的测量分辨力,以使面积测定准确度有保证。

按照国家计量标准JJG1001-1991的定义,分辨力（resolution）定义为:

“指示装置对紧密相邻量值有效分辨的能力。

注:

一般认为模拟式指示装置的分辨力为标尺分度值的一半,数字式指示装置的分辨力为末位数的一个字码”。

例如,卡尺的游标分度值为0.02mm,则其分辨力为0.01mm。

9.3　测量部位和方法

（1）对于圆形横截面的试样,在其标距的两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径,取其平均直径计算面积,取三处测得的最小值为试样的原始横截面积。

（2）对于矩形和弧形横截面试样,在其标距的两端及中间三处横截面上测量厚度（或壁厚）和宽度,取三处测得的最小横截面积为试样的原始横截面积。

（3）对于环形横截面试样（圆管段试样）,在其一端相互垂直的方向测量外直径和四处的壁厚,以平均外径和平均壁厚计算的横截面积为试样的原始横截面积。

9.4　称重方法测定原始横截面积具有名义上恒定横截面的试样,可以用称重方法测定其横截面积。

但这种方法测定的是平均横截面积,因此建议在报告中注明为称重方法测定。

试样长度测量准确度:

≤±0.5%试样质量测定准确度:

≤±0.5%试样的材料密度:

至少取3位有效数字

9.5　原始横截面积的计算值因为原始横截面积数值是中间数据,不是试验结果数据,所以,如果必须要计算出原始横截面积的值时,其值至少保留4位有效数字。

计算时,常数π应至少取4位有效数字。

对于圆管的弧形试样,b/D≥0.25时用标准中的式（D1）计算;b/D<0.25时用标准中的式（D2）计算;式（D1）严格准确,式（D2）为近似准确的公式,但与式（D1）的误差不大,可以忽略。

建议,b/D<0.17时也可采用式（D2）计算,以保证计算误差在可忽略的范围内。

10　原始标距的标记试样比例标距的计算值应修约到最接近5mm的倍数,中间数值向较大一方修约。

标记原始标距·39·2004年2月Feb.2004的准确度应在±1%以内。

由于标记试样标距装置的检验尚无相应标准,因此,建议试验室应自行检查其准确度。

可以用小冲点、细划线或细墨线做标记,标记应清晰,试验后能分辨,不影响性能的测定。

对于带头试样,原始标距应在平行长度的居中位置上标出。

11平行长度的测量一般不测试样的平行长度,但如采用力夹头位移方法测定规定非比例延伸强度时,必须在试验前测出平行长度,准确度在±1%以内。

不应采用平行长度的标称值,除非实际值能保证准确到±1%以内。

12　试验设备准确度级

12.1　引伸计引伸计是测延伸用的仪器。

应把引伸计看成是一个测量系统（包括位移传感器、记录器和显示器）。

引伸计应符合GB/T12160-2002规定的准确度级,并按照该标准要求定期进行检验。

引伸计的分级见表3。

表3　引伸计的分级Tab.3　Classificationoftheextensometer引伸计级别引伸计（最大值）标距相对误差qL（%）分辨力1）系统误差1）读数的百分数r/li（%）绝对值r/μm相对误差q（%）绝对误差（li-lt）/μm0.2±0.20.100.2±0.2±0.60.5±0.50.250.5±0.5±1.51±1.00.501.0±1.0±3.02±2.01.02.0±2.0±6.0　　注:

1）取其中较大者。

每一引伸计级别包含3项内容,即标距误差、系统误差和分辨力。

引伸计的检验应包括这3项内容。

标准中规定,测定不同性能时,使用不同级别的引伸计,测定上屈服强度、下屈服强度、屈服点延伸率、规定总延伸强度、规定非比例延伸强度、规定残余延伸强度和规定残余延伸强度的验证试验使用不劣于1级准确度的引伸计;测定其它具有较大延伸率的性能,例如抗拉强度、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率、断裂总伸长率和断后伸长率等,应使用不劣于2级准确度的引伸计。

在这里顺便说明,在使用引伸计系统测定性能时,标准中没有规定放大倍数的下限,是因为引伸计级别里规定了分辨力的要求,这就间接地起到了对最小放大倍数的限定。

12.2　试验机试验机应符合GB/T16825-1997规定的准确度级,并按照该标准要求检验。

测定各强度性能均应采用1级或优于1级准确度的试验机。

试验机的分级见表4。

表4　试验机的分级（最大允许值）Tab.4　Classificationofthetestingmachine%试验机级别示值相对误差q示值重复性相对误差b示值进回程相对误差u零点相对误差f0相对分辨力a0.5±0.50.50.75±0.050.251±1.01.01.5±0.10.52±2.02.03.0±0.21.03±3.03.04.5±0.31.5　　注:

示值进回程（可逆性）相对误差仅应在要求时进行检验。

试验机的每一准确度级都包含5项内容,应按照GB/T16825-1997的要求进行检验。

其中示值进回程相对误差在有要求时才进行检验,其他4项应进行定期检验,经检验合格后的试验机方能使用。

应以拉力方式检验,对于大吨位试验机,若采用压力方式检验,应在检验报告中注明。

13　试验速率试验速率对性能的测定有明显影响。

新、旧标准对试验速率的规定主要不同之处有两方面,新标准规定的弹性应力速率允许范围比旧标准的宽和高,见表5。

对于测定规定强度（Rp,Rt,Rr）,增加了在塑性范围的应变速率不超过0.0025/s的要求。

对于抗拉强度的试验速率,规定应变速率不超过0008/s（相当夹头分离速率0.48Lc/min）,与旧标准规定夹头分离速率不超过05Lc/min的要求有所不同。

表5　新、旧标准规定的应力速率对照Tab.5　Thecontrastofthestressratebetweenthenewandoldnationalstandardmm2·s-1材料弹性模量E/N·mm-2GB/T228-2002GB/T228-1987最小最大最小最大<150********0≥150********0

13.1　测定ReH的试验速率在弹性范围和直至上屈服强度,弹性应力速率·49·应符合表5（即标准中的表4）规定的要求,并尽可能保持恒定。

13.2　测定ReL的试验速率试样平行长度的应变速率应在0.00025/s～00025/s之间。

平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。

如不能直接调节这一应变速率,应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整,在屈服完成之前不再调节试验机的控制。

任何情况下,弹性范围内的应力速率不得超过表5规定的最大速率。

13.3　测定规定强度Rp,Rt和Rr的试验速率屈服前的弹性应力速率应符合表5规定的要求,并尽可能保持恒定,进入塑性范围和直至规定强度应变速率不应超过0.0025/s。

如果不能调节这一应变速率,应调节屈服前弹性应力速率不超过表5规定的最大速率,直至规定强度测定,不再调节试验机的控制。

13.4　测定Rm的试验速率在塑性范围,平行长度的应变速率应不超过0008/s（相当于夹头分离速率0.48Lc/min）。

如果在同一试验中不测定屈服性能,允许在弹性范围达到塑性范围的最大应变速率（虽然,此种情况下弹性阶段的应力速率可能超过表5规定的最大值）。

13.5　测定Ae的试验速率按照测定ReL的试验速率。

13.6　测定Agt,Ag,At,A和Z的试验速率按照测定Rm的速率要求。

13.7　弹性范围内应力速率与应变速率的等效换算在假定金属材料的弹性阶段应力与应变符合虎克定律的前提下,可以利用虎克定律关系进行应力速率与应变速率的等效换算,以便用位移速率控制型的试验机做应力速率控制试验,用加力速率控制型的试验机做应变速率控制试验σ=（ELc）V1

（2）ε=（1ESo）V2（3）式中　σ———应力速率ε———应变速率E———弹性模量Lc———试样平行长度So———试样原始横截面积V1———位移速率（等于εLc）,mm/sV2———加力速率（等于F）,N/s应注意,由于试验机的柔度和间隙存在,致使按理论计算得到的应力速率和应变速率比试验机上的实测值低。

14　性能的测定标准中共定义了12种可测的拉伸性能,即六种延性性能A,Ae,Agt,Ag,At和Z,六种强度性能ReH,ReL,RP,Rt,Rr和Rm。

14.1　断后伸长率A的测定

（1）人工方法　试验前在试样平行长度上标记出原始标距（误差≤±1%）和标距内等分格标记（一般标记10个等分格）。

试验拉断后,将试样的断裂处对接在一起,使其轴线处于同一直线上,通过施加适当的压力以使对接严密。

用分辨力不劣于0.1mm的量具测量断后标距,准确到±0.25mm以内。

建议:

断后标距的测量应读到所用量具的分辨力,数据不进行修约,然后计算断后伸长率。

如果试样断在标距中间1/3Lo范围内,则直接测量两标点间的长度;如果断在标距内,但超出中间1/3Lo范围,可以采用移位方法（见标准中附录F）测定断后标距。

如果试样断在标距中间1/3Lo范围以外,而其断后伸长率符合规定最小值要求,则可以直接测量两标点间的距离,测量数据有效而不管断裂位置处于何处。

如果断在标距外,而且断后伸长率未达到规定最小

中华人民共和国国家标准金属材料室温拉伸试验方法

1范围本标准规定了金属材料拉伸试验方法的原理、定义、符合和说明、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。

本标准适用于金属材料室温拉伸性能的测定。

但对于小横截面尺寸的金属产品,例如金属箔,超细丝和毛细管等的拉伸试验需要协议。

2　引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时,所示版本均为有效。

所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

ＧＢ/Ｔ2975-1998　钢及钢产品　力学性能试验取样位置和试样制备（ｅｑｖＩＳＯ377:

1997）ＧＢ/Ｔ8170-1987　数值修约规则ＧＢ/Ｔ12160-2002　单轴试验用引伸计的标定（ｉｄｔＩＳＯ9513:

1999）ＧＢ/Ｔ16825-1997　拉力试验机的检验（ｉｄｔＩＳＯ7500-1:

1986）ＧＢ/Ｔ17600.1-1998　钢的伸长率换算　第1部分:

碳素钢和低合金钢（ｅｑｖＩＳＯ2566-1:

1984）ＧＢ/Ｔ17600.2-1998　钢的伸长率换算　第2部分:

奥氏体钢（ｅｑｖＩＳＯ2566-2:

1984）

3　原理试验系用拉力拉伸试样,一般拉至断裂,测定第4章定义的一项或几项力学性能。

除非另有规定,试验一般在室温10～35℃范围内进行。

对温度要求严格的试验,试验温度应为23±5℃。

4　定义本标准采用下列定义。

4.1　标距　ｇａｕｇｅｌｅｎｇｔｈ测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。

4.1.1　原始标距（Ｌ0）　ｏｒｉｇｉｎａｌｇａｕｇｅｌｅｎｇｔｈ施力前的试样标距。

4.1.2　断后标距（Ｌｕ）　ｆｉｎａｌｇａｕｇｅｌｅｎｇｔｈ试样断裂后的标距。

4.2　平行长度（Ｌｃ）　ｐａｒａｌｌｅｌｌｅｎｇｔｈ试样两头部或两夹持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。

4.3　伸长　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ试验期间任一时刻原始标距（Ｌ0）的增量。

4.4　伸长率　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ原始标距的伸长与原始标距（Ｌ0）之比的百分率。

4.4.1　断后伸长率（Ａ）　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｆｔｅｒｆｒａｃｔｕｒｅ断后标距的残余伸长（Ｌｕ-Ｌ0）与原始标距（Ｌ0）之比的百分率（见图1）。

对于比例试样,若原始标距不为5.65Ｓ01）（Ｓ0为平行长度的原始横截面积）,符号Ａ应附以下脚注说明所使用的比例系数,例如Ａ11.3表示原始标距（Ｌ0）为11.3Ｓ0的断后伸长率。

对于非比例试样,符号Ａ应附以下脚注说明所使用的原始标距,以毫米（ｍｍ）表示,例如,Ａ80ｍｍ表示原始标距（Ｌ0）为80ｍｍ的断后伸长率。

4.4.2　断裂总伸长率（Ａｔ）　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｔｏｔａｌｅｌｏｎ注:

1）5.65Ｓ0=54Ｓ0πｇａｔｉｏｎａｔｆｒａｃｔｕｒｅ断裂时刻原始标距的总伸长（弹性伸长加塑性伸长）与原始标距（Ｌ0）之比的百分率（见图1）。

4.4.3　最大力伸长率　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｍａｘｉｍｕｍｆｏｒｃｅ最大力时原始标距的伸长与原始标距（Ｌ0）之比的百分率。

应区分最大力总伸长率（Ａｇｔ）和最大力非比例伸长率（Ａｇ）（见图1）。

图1　伸长的定义

4.5　引伸计标距（Ｌｅ）　ｅｘｔｅｎｓｏｍｅｔｅｒｇａｕｇｅｌｅｎｇｔｈ用引伸计测量试样延伸时所使用试样平行长度部分的长度。

测定屈服强度和规定强度性能时推荐Ｌｅ≥Ｌ0/2。

测定屈服点延伸率和最大力时或在最大力之后的性能,推荐Ｌｅ等于Ｌ0或近似等于Ｌ0。

4.6　延伸　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ试验期间任一给定时刻引伸计标距（Ｌｅ）的增量。

4.6.1　残余延