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根据ISO 10113标准测定r值

根据ISO 10113标准测定垂直各向异性(r值)

规定塑性延伸强度拉伸强度、塑性延伸、断裂应变硬化指数(n值)外,r-值,更准确地说,垂直方向的各向异性也是通过拉伸试验测定的典型特性值之一。 所有这些值都用于金属表征,并在研发领域以及质量和验收试验中测定。 相关标准包括ISO 10113、ASTM E517和JIS Z2254。

什么是r值? 重要性 ISO 10113 示例 视频 试验设备 下载

什么是符合ISO 10113标准的r值?

r值是承受单轴拉伸应力的金属试样中的“真塑性宽度应变与真塑性厚度应变之比”(定义见DIN EN ISO 10113)。

为了计算r值,需要测量均匀伸长期间的真塑性宽度和厚度应变。然而,由于测量长度变化比测量厚度变化容易得多,该标准基于在最大试验力Ag范围内体积恒定的模型(均匀伸长)。如果假设在最大试验力Ag下的塑性引伸计r应变范围内体积不变,则可以用长度变化代替厚度的变化来测定r值。

r值的含义

如果r值为1,则表示我们研究的是各向同性材料,这种材料的宽度和厚度变形程度相同。 如果该值大于1,则表示该材料的宽度变形较大。 如果该值小于1,则表示该材料的厚度变形较大。

符合ISO 10113标准的程序和方法

ISO 10113标准还定义了测定r值的三种测试程序和两种方法。

三种测试程序:第一种为自动程序,使用引伸计测量伸长量和宽度变化;第二种为半自动程序,使用引伸计测量伸长量;第三种为手动程序,手动测量宽度变化和伸长量。

对于手动和半自动程序,根据单点法测定r值,即在一定程度的塑性拉伸下(例如,在2%和5%塑性伸长率下测定值)测定r值。

自动程序还提供了回归方法选项,这种方法有一个发展过程,即全应变范围。使用从指定的应变范围内的真塑性纵向应变和真塑性宽度应变中获得的数据来测定斜率。

推荐使用回归法,因为使用这种方法能够得出更可靠的r值,得出的值是整个范围内的平均值,而非仅仅选取几个点测定,单点法便是如此(通常基于2%或5%的塑性伸长率进行测定)。

ISO 10113标准变更:评估整个标距长度

直到2020年,根据ISO 10113标准进行的r值测定完全基于以下假设:在最大均匀伸长Ag范围内,金属材料在平行长度部分内无任何锥度。基于此假设,部分宽度在试样中心进行测定,并假设该值适用于整个标距长度。然而,实际上,根据材料的不同,在均匀伸长过程中已经或多或少地出现逐渐变细的情况。对于r值大于1的材料,其性能显然可测量。这一点已通过不同的研究得到证实。

这意味着,为了获得更真实的测量值,应在整个标距长度上测定r值,因为它将材料的逐渐变细包含在内。

因此,自2020年8月以来,ISO 10113标准已实施修订。

变更标准ISO 10113 (2020-08)以提高r值的可再现性

自2020版以来,ISO 10113 (2020-08)建议使用“引伸计测量瞬时宽度减小,它能够测量理想地均匀分布在整个标距长度上的多个位置的宽度变化”。

标准进行此变更后,可测定真实的试样结果并提高可再现性。此外,该方法更易于理解,因为宽度变化和伸长量使用相同的试样量。

ZwickRoell专门为推荐该标准提供了videoXtens T-160 HP。该引伸计可对10多个测量轴进行测量,这些轴平均分布在整个测量范围内。它不仅可以生成符合ISO 10113的真实r值,还生成精确、高度准确的值,因为它是专门为这些试验而设计的。

符合ISO 10113标准的各种材料r值的示例

rm

r值

深冲钢DC041.850.70
无间隙原子钢DC062.150.55
各向同性钢H250G11.050.00
相变诱生塑性钢TRIP7000.85-0.02
双相钢H300X0.95-0.10
不锈钢X5CrNi18-101.00-0.30
铝AlMg5Mn(软)0.66-0.21
铝AlSi1,2Mg0,4 (T4)0.640.20
铜Cu0.80 - 0.95
青铜CuSn1.00
黄铜CuZn37(软)0.91-0.03

使用videoXtens T-160 HP测定r值

使用videoXtens T-160 HP根据ISO 10113标准测定r值

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