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DIN EN ISO 6892-2金属拉伸试验 – 高温试验方法

符合ISO 6892-2标准的拉伸试验旨在用单轴拉伸载荷对加热的试样进行拉伸,以测定规定塑性延伸强度拉伸强度断裂应变等特性值。拉伸试验在高于35°C的温度下进行。

DIN EN ISO 6892-2:2018标准描述了金属材料在高温下的拉伸试验。

试验任务 特性值 试验速度 温度 应变测量 试样要求 新标准 用于高温拉伸试验的相关产品

试验任务详细说明

试验任务是可靠地、可重现地测定高温拉伸试验的特性值,并达到国际可比性。 ISO 6892-2标准中描述了有关试验速度的两种方法。 第一种方法A是基于严格公差(±20 %)的应变速率,第二种方法B是基于常规的应变速率范围和公差。 如果要测定与应变速率相关的特性值,方法A是比较理想的,它可以减少速度的相关性以及试验结果的测量不确定性。

速度对机械性能(可通过拉伸试验测定)的影响在高温下通常比在室温下更大。 ISO 6892-2标准建议在室温下使用较低的应变速率;但如果是特定应用,例如在相等应变速率下与室温拉伸试验特性值进行比较,则允许更高的应变速率。

在有关准备ISO 6892-2标准试验速度的讨论过程中,决定考虑在未来版本的标准中去除应力速度方法。

符合ISO 6892-2标准的拉伸试验的最重要特性

按照DIN EN ISO 6892-2标准,试验速度是拉伸试验的重点

DIN EN ISO 6892-2标准特别关注试验速度。 以前版本的标准允许较大的应变速率范围。 较大的速度范围,可能会导致对不同试验速度敏感的材料在进行其他试验时显示出特性值上的明显偏差(即使是按照标准进行试验)。

为了尽量减少由于试验速度变化而引起的测量结果的不确定性,除了基于位置和力控制以及应力增长率的当前方法(方法B)以外,国际标准化组织ISO还对该标准采用了另一种方法。 另一方法允许对试样本身进行试验速度控制(方法A)。 在测量试样本身的应变并将此应变信号引入移动横梁的控制闭环中时,就会采用此方法。

根据ISO 6892-2标准选择试验速度

除非另有规定,否则应由制造商或其指定的测试实验室负责选择方法(A或B)和试验速度,前提是符合ISO 6892-2标准的要求。

对于拉伸试验的第一个且最敏感的阶段,闭环应变控制是标准化的,因此只设置两个速度范围就能通过明显减少的公差来可靠地检测Rp:应变速率为每秒0.00007或每秒0.00025,公差为± 20%,其中第一速度范围是该标准推荐的,除非另有规定。对于闭环中的应变控制,绝对需要使用引伸计。为了测定材料的拉伸强度断裂应变,建议应变速率为每秒0.0014,同时使用符合标准的位置控制(通过横梁位置的信号)。

严格来讲,必须在概念上区分两种应变速率:第一种是与引伸计标距长度(Le)相关的应变速率(闭环,方法A1);第二种是与试样的试验长度(Lc)相关的整个试验长度内的平均应变速率(开环,方法A2)。 在本标准中,后者也被称为“平行长度内的估计应变速率”。 在应变控制的情况下,应变速率与Le相关,因此基于应变信号;在位置控制的情况下,应变速率与Lc相关,因此基于横梁位置信号。

视频:

符合DIN EN ISO 6892-2方法A1的金属拉伸试验

符合ISO 6892-2标准的温度调节装置和温度控制要求

除了试验速度,温度对材料特性也有很大影响。 因此,DIN EN ISO 6892-2标准也详尽地论述了温度调节装置和温度控制。

用于加热试样的温度调节装置必须能够将试样加热到设定的试验温度T。此外,温度调节装置必须为温度传感器和引伸计传感器臂留有适当的开口。 设定的试验温度T与指示的温度Ti之间的允许偏差,以及在整个试样长度内的最大允许温差请见上表。 1,100°C以上的允许偏差由参与各方来确定。

温度测量系统(测量链的所有零件)分辨率必须至少为1°C,误差范围为±0.004*T或±2°C,取其中较高的值。 为了按照标准进行试验,温度传感器必须与试样表面有良好的热接触,并以适当的方式防止温度传感器受到来自温度调节装置壁的辐射热。

所使用温度传感器的数量取决于试样的大小。 初始标距长度小于50 mm时,在试验长度的两端各用一个温度传感器来测量温度。 比初始标距长度更长时,在试样的中心使用第三个温度传感器。 然而,如果温度调节装置和试样的总体布局(根据经验)能够使试样长度上的温差不超过设定的允许偏差,则可以减少试样热电偶的数量。 在任何情况下,至少要用一个温度传感器直接测量试样的温度。

此外,ISO 6892-2标准还规定,温度测量系统的所有零件都必须在其整个运行范围内进行检查,并在最长不超过一年的时间内进行校准。 如果要将试样最终加热到试验温度T,则在施加载荷之前必须保持至少10分钟的加热时间。

符合ISO 6892-2标准的应变测量要求

ISO 6892-2标准规定,用于测定相关范围内的规定塑性延伸强度的引伸计系统必须至少符合ISO 9513标准的1级。 引伸计标距长度不能小于10 mm,且必须位于试验长度的中心。 在温度调节装置(高温炉、环境试验箱等)外部的所有引伸计零件,都必须设计成不受通风影响,这样就会使室温波动对测量值的影响最小。 该标准未给出有关室温波动允许影响的更多信息。

由于试验是在高温下进行的,所以在实际工况中,设置初始标距长度就会有多种可能性,这取决于在实际试验开始前的加热过程中是否考虑试样的热膨胀。

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符合ISO 6892-2标准的试样要求

试样的制备必须确保材料性能不受影响。 所有在试样制备过程中通过切割或冲压进行应变硬化的区域都必须处理(如果它们影响性能)。

具有恒定横截面的产品(型材、棒材、线材等)和铸造试样(例如铸铁、有色合金)可以不经过加工处理就进行试验。 试样横截面可以是圆形、方形、矩形或环形,在特殊情况下也可以有不同的独特横截面。 理想试样的初始标距长度Lo与初始横截面积So具有特定比例,由方程
Lo =k x √So来表示,其中k为比例系数。 国际公认的k值为5.65。

符合DIN EN ISO 6892-2标准的拉伸试验的典型试样形状为:

  • 带锁销的平板试样
  • 带螺纹端的圆棒试样

新的DIN EN ISO 6892-2:2018标准

  • 建立了全球认可的标准,通过测量试样上的应变(使用引伸计)来进行应变控制,是更好的控制方法。
  • 为更加稳定并可靠地测定应变限值和屈服点铺平了道路。
  • 提高了材料试验机之间、实验室之间、供应商与采购商之间,以及测试机构和认证机构之间合作过程中测试结果的可再现性。
  • 将所有应变速率范围内的应变速率公差限制设置为
    ±20 %(方法A)。

符合DIN EN ISO 6892-2标准的拉伸试验相关产品

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