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根據 ISO 10113 標準測定r 值

根據 ISO 10113 測定垂直各向異性(r 值)

除了偏位降伏拉伸強度、塑性延伸、斷裂應變硬化指數(n 值)以及r-值,或更準確地說,垂直各向異性是透過拉伸測試測定的典型特徵值之一。 這些所有值都用於金屬的表徵,並在研發領以及品保和驗收測試中被測定。 相關標準包括 ISO 10113、ASTM E517 和 JIS Z2254。

什麼是r值? 涵義 ISO 10113 範例 影片 測試設備 下載

ISO 10113 的 r 值是多少?

r 值是在承受單軸拉伸應力的金屬試片中“真實塑性寬度應變與真實塑性厚度應變之比”(定義來自 DIN EN ISO 10113)。

因此,為了計算 r 值,需要測量均勻伸長率期間的真實塑性寬度和厚度應變。然而,由於測量長度變化比測量厚度變化容易許多,因此標準基於最大力 Ag 範圍內的恆定體積模型(均勻伸長率)。如果我們假設體積在最大力 Ag 下的塑性延伸計 r-應變之前是恆定的,我們可以用長度變化代替厚度變化來測定 r 值。

r 值的含義

如果 r 值為 1,那麼我們正在研究一種各向同性材料,其中寬度和厚度方面的變形程度相同。如果該值大於 1,則寬度變形更大。如果該值小於 1,則厚度變形較大。

符合 ISO 10113 的程序和方法

ISO 10113 標準還定義了測定 r 值的三個程序和兩種方法。

三個程序:在自動程序中,伸長率和寬度變化都使用延伸計測量。此外,還有一種半自動程序,其中僅使用延伸計測量延伸量,而手動程序則測量寬度的變化和延伸。

對於手動和半自動程序,r 值根據單點法測定。此處,r 值是在一定程度的塑性拉伸下測定的(例如,透過在 2% 和 5% 塑性伸長率下測定值)。

自動程序還提供了回歸方法的選項,它涵蓋了一個發展過程,即一個完整的應變範圍。從指定應變範圍內的真實塑性縱向應變和真實塑性寬度應變獲得的數據用於測定斜率。

回歸方法最為推薦,因為它提供更可靠的 r 值,因為它是在整個範圍內平均的,而不僅是快照,就像單點方法的情況一樣(通常基於 2% 或 5% 的塑性伸長率來測定)。

標準 ISO 10113 的變更:評估整個測量長度

直到 2020 年,根據 ISO 10113 測定 r 值僅基於以下假設:金屬材料在平行長度內在均勻延伸 Ag 的範圍內沒有顯示出漸變。在此基礎上,在試片中心部分測定寬度,並假定該值適用於整個標距長度。然而實際上,在均勻延伸過程中已發生漸變,並或多或少取決於材料。對於 r 值大於 1 的材料,漸變行為是可明確測量的。這已被不同的研究證實。

這意味著為了獲得更真實的測量值,應該在整個標距長度上測定 r 值,因為它包括了材料的漸變。

因此,自 2020 年 8 月起,對 ISO 10113 標準進行了修訂。

更新標準 ISO 10113 (2020-08) 以獲得更高的 r 值再現性

自 2020 版以來,ISO 10113 (2020-08) 建議使用“用於測量瞬時寬度縮減的延伸計,以便能在整個標距長度上測量理想均勻分佈的多個位置的寬度變化。”

隨著標準的這種變化,應測定真實的試片結果並提高再現性。此外,該方法更容易理解,因為相同的試片體積用於寬度和延伸的變化。

ZwickRoell 提供 videoXtens T-160 HP 專門針對該標準的理想首選。它測量超過 10 個測量軸,均勻分佈在整個測量範圍內。它不僅能產生滿足 ISO 10113 的真實 r 值,還能產生精確、高度準確的值,因為它是專為這些測試而設計的。

符合 ISO 10113 的各種材料 r 值範例

rm-值

r-value

深拉鋼 DC041.850.70
IF鋼 DC062.150.55
均質鋼 H250G11.050.00
TRIP鋼 TRIP7000.85-0.02
雙相鋼 H300X0.95-0.10
不銹鋼 X5CrNi18-101.00-0.30
鋁 AlMg5Mn(軟質)0.66-0.21
鋁 AlSi1,2Mg0,4 (T4)0.640.20
銅 Cu0.80 - 0.95
青銅 CuSn1.00
黃銅 CuZn37 軟0.91-0.03

用 videoXtens T-160 HP 測定 r 值

用 videoXtens T-160 HP 根據 ISO 10113 標準測定 r 值

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