3. 试样65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
3.1 试样尺寸65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
图 1 和图2分别是矩形拉伸试样和圆柱形拉伸试样的示意图，图上标注的G 就是下文中的L0。除了E 8/E 8M-08中的变体薄板试样的厚度T是机加工至10±0.5mm的，在三个国家的拉伸试验标准中，矩形试样应为全厚度试样。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
虽然均源自ISO 6892：1998， IS Z 2241-1998 与GB/T228-2002 在试样方面的规定存在较大的差异。由于同一种材料测定的断后伸长率A值与与的比值有关，所以K值相同的试样称为比例试样。GB/T228-2002一般使用K＝5.65 的短比例试样或者K＝11.3 的长比例试样；而JIS Z 2241-1998和E 8/E 8M-08类似，主要使用非比例试样（定标距试样）。标距同样是50mm，JIS的产品标准对圆柱形的4号试样和矩形的5 号试样规定了不同的延伸率要求；而ASTM 的产品标准对于薄板试样和圆柱形试样的延伸率要求一致。准确的说，JIS Z2241-1998 应该是ISO 6892：1998 和E 8/E 8M-08 的综合，因为它对试验机、试验程序和试验结果处理与修约等方面的规定源自ISO 6892：1998，而对试样方面的要求类似E8/E8M-08。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
GB/T228-2002规定：对于矩形试样，应优先选用K＝5.65的短比例试样，如果L0小于15mm，则选应选用K＝11.3 的长比例试样或标距为50mm或80mm的定标距试样。对于薄板矩形试样，R≥20mm，试样宽度W 为10、12.5、15 或20mm；对于板材矩形试样，R≥12mm，试样宽度W 为12.5、15、20、25 或30mm。对于圆柱形试样，应优先选用L0＝5D 的短比例试样，如果L0 小于15mm，则选应选用L0＝10D 的长比例试样或定标距试样。R≥0.75D，D 为3、5、6、8、10、15、20 或25mm。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
表 3. E 8/E 8M、A370-07和JIS Z 2241-1998 的矩形和圆柱形拉伸试样尺寸与适用产品厚度标准名称试样形式L0（mm） W/D（mm） Rmin（mm） 平行部分宽度差（mm） 适用产品厚度T （mm）65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
E 8/E 8M-08 矩形试样板材试样200±0.2 40±2.0 25 0.10 T≥565k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
薄板试样50±0.1 12.5±0.2 12.5 0.05 0.13≤T≤1965k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
小尺寸薄板试样25±0.1 6±0.1 6 0.025 0.13≤T≤665k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
圆柱形试样标准圆柱形试样50±0.1 12.5±0.2 10 0.0125 T≥12.565k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
小尺寸圆柱形试样36±0.1 9±0.1 8 0.00965k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
25±0.1 6±0.1 6 0.00665k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
16±0.1 4±0.1 4 0.00465k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
11±0.1 2.5±0.1 2 0.002565k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
A 370-07 矩形试样板材试样200±0.25 40+3 -6 13 0.10 T≥565k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
薄板试样50±0.10 12.5±0.25 13 0.05 0.13≤T≤1965k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
小尺寸薄板试样25±0.08 6.25±0.05 6 0.025 0.13≤T≤665k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
圆柱形试样标准圆柱形试样50.0±0.10 12.5±0.25 10 0.0125 无相应规定65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
小尺寸圆柱形试样35.0±0.10 8.75±0.18 6 0.00965k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
25.0±0.10 6.25±0.12 5 0.00665k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
16.0±0.10 4.00±0.08 4 0.00465k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
10.0±0.10 2.50±0.05 2 0.002565k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
JIS Z 2241-1998 5 号试样（矩形） 50 25 T≤565k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
1A号试样（矩形） 200 40 5＜T≤5065k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
4 号试样（圆柱形） 50 14 T＞4065k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
表3. E 8/E 8M、A370-07和JIS Z 2241-1998 的矩形和圆柱形拉伸试样尺寸与适用产品厚度，JIS Z 2241-1998 主要使用的三种试样的尺寸以及对于多数钢铁产品适用的产品厚度范围见表3。对于某些高强度材料（例如JIS G3106中的SM570），无论厚度T为何值，均可选用5 号试样；厚度T＞20mm时，可以选用4 号试样。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
E 8/E 8M-08 和A370-07 主要使用3 种矩形试样和5种圆柱形试样，试样的尺寸以及适用的产品厚度范围见表3，圆柱形试样的标距只列出L0=4D 的英制版本。对于矩形试样的尺寸规定，公制单位版本和英制单位版本是一致的；但是对于圆柱形试样，公制版本的L0=5D而英制版本的L0=4D。但是即使按照公制单位版本选择圆柱形试样进行测试，也只能使用英制版本的L0=4D 试样，因为所有的ASTM产品标准中，无论是公制单位版本还是英制单位版本对圆柱形试样延伸率的要求是针对L0=4D 试样。小尺寸薄板试样和小尺寸圆柱形试样是非标准试样，只是在受样品尺寸限制无法制备标准试样时才能使用。厚度T≥19mm，如果产品标准允许，还可用选用变体薄板试样。E 8/E 8 M-08 和A370-07 没有规定板材试样适用产品厚度的上限，对于轧制钢产品，ASTM A 6/A 6M-07 规定型钢为125mm钢板为100mm并且产品厚度小于等于20mm应加工全厚度试样。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
对于全截面试样，如果产品标准没有另行规定，A370-07 规定标距长度为200mm。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
由表3 可见，ASTM不同的标准中，相同拉伸试样的尺寸和公差范围不尽相同，拉伸试验时不仅要满足E 8/E 8M-08 这个通用标准的要求，更不能违背专门的材料标准的规定。同一项目不同标准中的规定不尽相同以及同一测试的各项规定分别出自不同的标准是ASTM标准的特点，产品测试时应注意不同参考标准的适用范围。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
3.2 试样取样位置及方向65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
E 8/E 8M-08 关于取样位置的规定如下：产品厚度T≤40mm，试样中心线位于产品厚度方向的中心；产品厚度T＞40mm，试样中心线位于产品厚度方向的1/4处。关于试样的方向，E8/E8 M-08并没有相应的规定，只有A 370-07 规定了钢产品试样方向的定义：试样长轴方向和产品轧制或锻造时的最大变形方向平行的称为纵向试样，试样长轴方向和产品轧制或锻造时的最大变形方向垂直的称为横向试样。拉伸试样在产品上的位置，E 8/E 8M-08也没有相应的规定，A 6/A 6M-07 给出了针对轧制钢产品的规定：宽度大于600mm的钢板，取横向拉伸试样；对于其它轧制钢产品，取纵向拉伸试样。对于钢板产品，拉伸试样应位于钢板的一个角上。对于型钢，翼板宽度大于150mm的H 型钢，试样中心线应位于翼板端部或腿部边缘到型材中心线距离的1/3 处；对于其它型钢，拉伸试样可以在翼板/腿部以及腹板切取。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
ISO 系标准关于试样方向的定义与ASTM标准的规定相同。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
GB/T228-2002 没有取样位置的规定，GB/T2975-1998《钢及钢产品力学性能试样取样位置及试样制备》规定钢产品拉伸试样取样位置。对于型钢，应在腿长的1/3 处取样，但是对于腿部有斜度的型钢，应在腰部的1/4 处取样。型钢中切取拉伸试样时，应尽可能取全厚度试样。如果试验机能力不够时，则在厚度1/4 处或者距底部12.5mm处取样，取两者数字较大者。对于条钢，应尽可能取全截面试样。如果试验机能力不够，厚度不大于25mm的条钢，拉伸试样应位于条钢中心；厚度大于25mm的条钢，拉伸试样应位于条钢厚度的1/4 处或者距底部12.5mm处，取两者数字较大者。对于钢板，应在宽度的1/4处取样，尽可能取全截面试样。如果试验机能力不够时，则在厚度1/4 处或者距底部12.5mm处取样，取两者数字较大者。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
JIS标准中，强调尽可能取全厚度试样。对于型钢，应在腿长的1/3 处取样，但是对于腿部有斜度的型钢，应在腰部的1/4 处取样。对于大多数钢铁产品而言，由于厚度不大于40mm的产品只能选用5 号和1A号全厚度试样，4 号试样只适用于厚度大于40mm的产品，所以规定拉伸试样应在厚度1/4 处切取。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
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4. 试验程序65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
4.1 室温拉伸试验的温度范围65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
E 8/E 8M-08 对于室温的定义：除非另有规定，室温范围10～38℃。A 370-07没有另行规定室温的定义，所以应沿用E 8/E 8M-08 的规定。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
4.2 试验速率65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
E 8/E 8M-08 规定5种表示试验速率的方法：1. 试样的应变速率，单位mm/mm/S；2. 试样的应力速率，单位MPa/S；3. 拉伸试验时试验机夹头分离速率，对于带肩试样单位为试样平行部分长度的m/m/S，对于不带肩试样单位为试验机夹头间距离的m/m/S；4. 完成部分或者全部拉伸试验所需时间，单位S或min；5. 试验机空载时夹头分离速率，对于带肩试样单位为试样平行部分长度的m/m/S，对于不带肩试样单位为试验机夹头间距离的m/m/S。A 370-07 规定了4 种表示试验速率的方法，没有E 8/E 8M-08规定的第4 种方法。对于应力速率法，A 370-07 规定不适用于闭环控制的试验机（速率反馈控制）。因为在这类试验机选用应力速率法控制拉伸速率，在试样屈服阶段试验机夹头运动速率加大导致测得的屈服指标偏高。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
表 4. E 8/E 8M-08、A 370-07 和ISO 系标准对试验速率的规定65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
试验阶段 E 8/E 8M-08 A 370-07 ISO 系标准65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
强度大于规定的屈服强度的1/2前或规定抗拉强度的1/4（取两值间较小者）前除非另有规定，可以选用任何合适的速率除非另有规定，可以选用任何合适的速率没有相应的规定测定屈服性能指标如果产品标准没有规定，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 测定Rm 延伸率大于5%的材料，试验机速率0.0008～0.008S-1 或者应变速率0.0008～0.008S-1 0.0008～0.008S-1 ≤0.008S-165k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
表4 是E 8/E 8M-08、A 370-07和ISO 系标准对试验速率的规定，由表3可以看出，测定屈服性能指标时，无论是应力速率还是应变速率/夹头位移速率，ASTM标准规定的要比ISO系标准的低；测定Rm时，ASTM标准规定的和ISO 系标准的速率上限一致。对于不同的材料，试验速率对性能测定的影响不同。试验速度增加，强度性能指标升高，延性性能指标降低；反之，强度性能指标降低，延性性能指标升高。测定屈服性能指标时，ASTM标准规定试验速率是ISO 系标准的2.5 倍，试验速率的差别是否足以影响被测产品强度性能指标合格与否值得关注。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
4.3 屈服指标65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
E 8/E 8M-08 规定4种测量屈服指标的方法：1. 规定非比例延伸法，2. 规定总延伸法，3. 自动记录做图法（针对有屈服现象的材料），可以获得上屈服强度ReH 和下屈服强度ReL；4. 载荷停顿法（针对有屈服现象的材料），只能获得上屈服强度ReH。对屈服强度存在争议时，推荐规定非比例延伸法作为仲裁试验方法。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
A 370-07 将屈服指标分为屈服点强度和屈服强度。屈服点强度是指应力不增加而应变增加现象发生时的第1 个应力值，并且这个值应小于抗拉强度；对应ISO 系标准中的上屈服强度ReH。屈服点强度可以使用E 8/E 8M-08规定的2、3 和4 方法获得。按照方法2 测定屈服现象不明显的材料时，使用精度不低于±1％的引伸计（C 级及以上），当载荷产生的标距部分延伸达到规定值时记录与载荷相对应的应力值作为屈服点强度；对于规定屈服点强度不大于550MPa的材料，合适的规定总延伸为0.5％，对于屈服点强度大于550MPa 的材料，除非增加规定总延伸否则不能使用这个方法。屈服强度是指材料偏离应力应变比例关系达到规定值时的应力值，这种偏离可以用应变、非比例延伸或总延伸来表示。屈服强度可以使用E 8/E 8M-08 规定的1 和2 方法获得。对于轧制钢产品，ASTM A 6/A 6M-07规定如果产品标准没有特别规定，屈服指标应为非比例延伸强度Rp0.2或规定总延伸强度Rt0.5。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
ISO 系标准规定：材料有屈服现象时报告屈服强度，如果产品标准没有特别说明，屈服强度一般认为是下屈服强度ReL。关于上屈服强度REh、下屈服强度ReL、非比例延伸强度Rp和规定总延伸强度Rt的定义，ISO 系和ASTM标准一致。65k中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
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