上屈服强度检测
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发布时间:2025-05-31 12:17:22 更新时间:2025-05-30 12:17:22
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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在材料力学性能测试中,上屈服强度(Upper Yield Strength, ReH)是一个至关重要的指标,尤其对于金属材料。它表征材料在受到拉伸载荷时,首次发生显著塑性变形(屈服)之前所能承受的最大应力点。准确测定上屈服强度对于评估材料的承载能力、设计工程结构(如桥梁、建筑、压力容器、机械零部件)以及确保产品质量和安全性具有决定性意义。它反映了材料从弹性变形向塑性变形过渡的临界点,是材料进入不可逆变形阶段的起始标志。因此,在材料研发、进货检验、过程控制以及失效分析中,上屈服强度检测都是不可或缺的核心项目。
上屈服强度检测的核心项目就是精确测定材料在拉伸试验过程中,应力首次达到最大值后开始下降(即首次发生屈服)时所对应的应力值。这个点通常出现在应力-应变曲线从弹性段的线性上升转变为出现应力平台或应力下降的拐点处。检测通常需要制备符合标准的试样,并在规定的试验条件下进行拉伸。
进行上屈服强度检测的核心仪器是电子万能材料试验机或液压万能材料试验机。这类设备需具备以下关键功能:
1. 高精度载荷传感器: 用于实时、准确地测量试样所受的拉伸力(载荷)。精度等级通常要求达到0.5级或更高(如1级)。
2. 精密的位移/变形测量系统: 包括用于测量横梁位移的编码器或LVDT(线性可变差动变压器),以及更为关键的高精度电子引伸计。引伸计需直接夹持在试样的平行长度部分,用于精确测量试样标距内的微小变形(应变),这对于准确捕捉上屈服点至关重要。
3. 刚性框架和精密控制系统: 确保试验过程中施加的载荷稳定、准确,并能在设定的速率(应变速率或应力速率)下进行加载。
4. 数据采集与分析系统: 高速采集载荷、位移、变形(应变)数据,并实时绘制应力-应变曲线。现代试验机软件能自动识别曲线上的屈服点(包括上屈服点ReH和下屈服点ReL),计算特征值。
5. 合适的夹持装置: 如楔形夹具、螺纹夹具等,确保试样在拉伸过程中不打滑且受力均匀。
上屈服强度检测的主要方法是单轴拉伸试验,具体步骤如下(需严格遵守相关标准):
1. 试样制备: 根据标准要求(如GB/T 228.1, ISO 6892-1, ASTM E8/E8M等)加工成规定形状和尺寸的试样(通常为圆棒或矩形截面的板状试样),并精确测量其原始横截面积。
2. 安装试样: 将试样正确、同心地安装在试验机的上下夹具中。在试样的平行段安装引伸计,设置好标距。
3. 设置试验参数: 选择试验类型(应变控制或应力控制),设定合适的加载速率(尤其关注标准规定的屈服阶段应变速率或应力速率)。对于金属材料室温试验,屈服阶段的应变速率通常有严格要求(例如在ISO 6892-1:2019中规定为0.00025 ± 0.00005 s⁻¹)。
4. 开始试验: 启动试验机进行拉伸。软件同步实时记录载荷-时间、位移-时间数据,并计算、绘制应力(载荷/原始横截面积)-应变(引伸计测得的变形/标距)曲线。
5. 识别上屈服点: 观察或由软件自动分析实时绘制的应力-应变曲线。上屈服强度(ReH)被定义为在屈服过程中,应力第一次达到最大值(即屈服平台或下降的起点)时的应力值(见图示)。
6. 结束试验与报告: 当试样断裂或达到规定要求后停止试验。软件自动计算并输出上屈服强度ReH的值(单位为MPa或N/mm²),以及其他相关力学性能(如抗拉强度Rm、下屈服强度ReL、断后伸长率A、断面收缩率Z等)。
上屈服强度检测必须严格遵循国际、国家或行业标准,以确保结果的可比性和权威性。常用标准包括:
1. ISO 6892-1: 《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》。这是国际上应用最广泛的标准之一,详细规定了试验方法、试样、试验速率(特别是方法A应变速率控制、方法B应力速率控制和方法C位移速率控制)和结果判定。
2. ASTM E8/E8M: 《金属材料拉伸试验方法》。美国材料与试验协会的标准,在北美等地广泛使用。其要求与ISO标准有细微差异,尤其是在试样尺寸和应变速率方面。
3. GB/T 228.1: 《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》。中国国家标准,基本等效采用ISO 6892-1,是国内的权威标准。
4. JIS Z 2241: 《金属材料拉伸试验方法》。日本工业标准。
5. EN 10002-1: 《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》(已被ISO 6892-1替代或协调)。
这些标准均对如何定义和测定上屈服强度ReH(或屈服点延伸率)、试样形状、尺寸公差、试验设备精度(特别是引伸计的级别要求)、试验速率(尤其是屈服阶段的应变速率/应力速率控制)、数据处理和报告内容等方面做出了明确规定。选择具体标准需根据产品要求、客户协议或实验室认可范围来确定。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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