GB/T 2039—2012

将试样加热至规定温度，沿试样轴线方向施加恒定拉伸力或恒定拉伸应力（见注）并保持一定时间 以下结果： 规定端变伸长（连续试验）； 通过试验获得适当间隔的残余塑性伸长值（不连续试验）； 螨变断裂时间（连续或不连续试验）。 注：“恒定应力”是指在整个试验过程中任一时刻施加在试样上的试验力与试样横截面积之比保持恒定。通常来 说，恒定应力和恒定试验力的试验所获得的结果不同

试验机应能提供施加轴向试验力并使试样上产生的弯矩和扭矩最小。试验前应对试验机进行外观 检查以确保试验机的加力杆、夹具、万向节和连接装置都处于良好状态。 试验力应均匀平稳无震动地施加在试样上。 试验机应远离外界的震动和冲击。试验机应具有试样断裂时将震动降到最小的缓冲装置。 试验机至少应符合GB/T16825.2中1级试验机的要求。 为了保证试验机和夹具能够对试样准确地施加试验力，应定期校准试验机的力值和加载同轴度，试 验机的加载同轴度应不超过10%。试验设备两次校准/检定的时间间隔依据设备类型、试验条件、维护 水平和使用频次而定，除非另有规定，校准/检定周期不超过12个月，试验机的校准/检定参考JJG276。 如果能够证明试验设备在更长的时间内能够满足相关规定的要求，那么可以延长两次校准/检定之间的 时间。 注：可参考ASTME1012进行加载同轴度的校准

对于连续试验，应使用引伸计测量试样的伸长，引伸计系统应满足GB/T12160中1级或优于1级 准确度的要求或者能够满足相同准确度要求的其他设备。可以采用直接安装在试样上的引伸计，也可 以采用非接触式的引伸计（例如：光学或激光引伸计）。 建议引伸计校准的范围应包含预期的蠕变应变量。 引伸计应每年校准一次，除非试验时间超过1年。如果预期试验时间超过校准周期，应在蟋变试验 开始前对引伸计重新校准。 引伸计的标距不应小于10mm。 引伸计应该可以测量试样单侧或双侧的伸长，双侧引伸计作为优先选择。 在报告中应注明所使用的引伸计类型（例如：单侧、双侧、轴向、径向）。当使用双侧引伸计测量试样 伸长时抽样标准，应报告平均伸长。 注1：对于连续端变试验，引伸计直接安装在试样的平行部分，依据引伸计标距L。测量嫣变伸长率。 当引伸计安装在试样的夹持末端来测量蠕变伸长时，末端的外形和尺寸应保证能够在试样的参考 长度内完全准确的测定伸长。依据参考长度L，测量龋变伸长率。 通常，引伸计的标距应尽可能地接近参考长度。为了提高测量准确度，标距应尽可能的大。 注2：如果仅仅测量变断裂后的残余伸长或规定时间的残余伸长，则不必使用引伸计。 对于不连续试验，试样卸载后冷却到室温，采用合适的工具测量标距长度的残余伸长。测量工具的 精度应达到0.01△L，或0.01mm，取其大者。完成测量后，试样可以再次升温和加载。 注3：对于采用短标距试样的小应变试验，例如应变小于等于1%，需要仔细选用足够分辨力的测量装置。 当使用镍基合金材料的引伸计时应注意避免虚假的负螺变

6.3.1加热装置温度的允许偏差

采用加热装置加热试样至规定温度（T）。规定温度（T）和显示温度（T）之间的允许偏差 方向上允许的最大偏差见表2

GB/T20392012

表2T，与T的允许偏差和试样长度方向上允许的最大偏差

对于规定温度超过1100℃的试验，应由双方协商确定温度的允许偏差。 显示温度（T)是在试样的平行段表面测得，应考虑所有来源的误差并对系统误差进行修正。 注：允许采用加热炉各个加热区间温度的间接测量方式来代替直接测量试样表面温度，这种方式必须证实能满足 上述偏差的要求。 如果使用引伸计，则应考虑某种方法保护炉外的引伸计部分不会由于炉外空气温度的波动而对长 度测量产生太大影响。 读取引伸计测量数值时，试验机环境温度波动不应超过土3℃。 对于不连续试验，标距测量时的环境温度波动不应超过土2℃。如果超过这个范围，应考虑环境温 变变化带来的影响

6. 3. 2. 1总则

温度显示装置的分辨力至少应为0.5℃，测温装置的准确度应等于或优于1℃

6.3.2.2单头试验机

对于单头试验机，试样的平行长度小于或等于50mm的应至少使用2支热电偶。对于平行长度超 过50mm的试样，应至少使用3支热电偶。任何情况下应将热电偶固定在试样平行长度的两端，如果 使用3支热电偶，应在试样平行长度的中段固定1支热电偶。 如果证实加热炉能够使试样上的温度波动不超过6.3.1的规定，那么热电偶的数量可以减少为 1支。

6.3.2.3多头试验机

对于多头试验机，建议每个试样上至少固定1支热电偶。如果只用一支热电偶，应固定在试释平行 长度的中间位置。如果仅在炉内安装3支控温热电偶，必须要有充分的数据证明每个试样的温度满足 6.3.1的要求。 对于间接测温装置，要求有规律地测量每个加热区间内热电偶与给定区间内一定数量试样上的温 度差值数据。对于温度差的非系统部分,800℃以下不超过±2℃、800℃以上不超过±3℃。

6.3.2.4缺口试样

热电偶的测量端与试样表面应保持良好的热接触，并应该屏蔽以避免热源的直接辐射。炉内电偶 丝其余部分应该有热防护和电绝缘。 注：此条款不适用于间接测量装置，

注：不同热电偶的相关信息见附录A，

6.3.3.1热电偶的校准/检定

对于试验时间较短（通常不超过500h)的热电偶至少应每12个月校准/检定一次。对于试验时间 超过12个月的贵金属热电偶应按以下要求校准/检定： 一规定温度小于等于600℃的每4年校准/检定一次； 一规定温度大于600℃而小于等于800℃的每2年校准/检定一次； 一规定温度大于800℃的每1年校准/检定一次。 如果试验时间超过校准/检定周期的应在试验完成后立即校准/检定。如果热电偶重新焊接，则应 在使用前再次校准/检定。 应对试验温度或者包含试验温度的典型区间对热电偶的偏差进行标定。 如果能够证明热电偶的偏差不影响6.3.1中规定允许的温度波动的，那么可以延长两次校准/检定 之间的时间。 由于热电偶污染造成化学成分变化导致的温度漂移以及人为处置的物理损伤都会导致热电偶输出 值的变化，这些变化应该被记录并且如果有要求应该是可获得的。 注1：温度波动是由所使用的热电偶类型以及在试验温度下的暴露时间决定的。 如果热电偶的漂移影响超出温度的允许偏差，则应提高校准/检定的频次或者通过热电偶的显示值 对温度进行修正。 注2：热电偶校准的相关信息参见附录B

6.3.3.2温度测量装置的校准

温度测量装置（包括补偿导线、接点、冷端、显示器或记录仪、数据线等）应该按照可以追溯至温度国 际单位的校准方法进行校准。 如果可行，应在相关温度范围内对测温装置仪表按照JJG617每年校准一次，校准结果应在校准报 告中给出。

6.3.4加热炉均温带的校准

加热装置的均温带应按照JJG276进行校准。

一般情况下，试样加工成圆形比例试样（Lro=k/S。）（见图2）。k值应大于或等于5.65并在试验 报告中记录K的取值，例如：L≥5D。

注：L，应根据公式（6)计算得出

重在平行长度以外的台肩试

D）标距在平行长度以内的台肩试样

说明： V形缺口（角度55°~90，缺口深度0.15mm）。 注：L.由公式(6)计算得出。

）试样标距在平行长度以外的台肩试样

特殊情况下，还有矩形、方形或其他形状横截面的试样。对于圆形试样的要求不适用于特殊试样。 通常情况下，对于圆形试样L应不大于1.1倍的L。，对于方形或矩形横截面试样Lr应不大于 .15倍的Lc。 平行段应用过渡弧与试样夹持端连接，夹持端的形状应和试验机的夹持端相适应。对于圆柱形试 样过渡弧半径R应在0.25D～1D之间，对于方形或矩形截面试样，过渡弧半径R应在0.25b~ 16之间。 除非试样尺寸不够，原始横截面积（S。）应大于等于7mm。 注：在特殊情况尤其是对于脆性材料，过渡弧半径可以大于1D。 当采用在平行段的凸台上安装引伸计时，凸台的过渡弧半径可以小于0.25d；凸台过渡弧的选择 必须尽量减小应力集中并且应检验确保圆弧没有过切。对于有凸台试样，凸台和夹持端之间的试样直 径可能比原始标距内直径大10%。这是为了确保试样断裂发生在试样标距之内。 试样夹持端与试样平行段的同轴度误差为： 对于圆形试样，0.005D或者0.03mm，取二者中较大者； 一对于方形或矩形试样，0.0056或者0.03mm，取二者中较大者。 当氧化成为重要影响因素时，可以选择较大原始横截面积（S。）的试样。 原始参考长度的测量应准确至士1%。断后参考长度与原始参考长度的差值应准确至0.25mm。 对于缺口试样，缺口的位置和几何尺寸应由双方协商确定。

试样应通过机加工的方法使得试样表面缺陷或残余变形降到最低。 圆形截面试样的形状公差见表3，方形或矩形截面试样的形状公差见表4

表3圆形截面试样的形状公差

表4方形或矩形截面试样的形状公差

建议最小原始横截面积处于 以内，取二者较小值， 满足相关产品标准中对尺寸偏差的要求

7.3原始横截面积的测定

原始横截面积（S。）是通过测定试样平行长度内的横截面尺寸计算而得到的。每个尺寸的测量应准 确到士0.1%或0.01mm，取二者中的较大值。 应在标距长度方向上的3个位置测定试样的横截面积，取最小横截面积来计算试样上按规定应力 所施加的试验力。

7.4原始标距(L)的标记

使用打点、标线以及其他方法标记原始标距的两端，应注意不能使用导致试样提前断裂的缺口来标 记原始标距。 经标记的原始标距应准确至士1%。 注：有些情况下，为了帮助标记标距，会在试样表面画一条平行于试样纵轴的线，来标记原始标距。当使用带小凸 台的试样时（见图2c）），标距L。可以不做标记

.5参考长度（L.）的测

当引伸计安装在平行段的凸台或试样的肩部时，见图2e），参考长度应按式（6)计算：

L,=L+2Z[(D/d.)",]

L,=L+2[(D/d.)",]

n试验温度下试验材料的应力指数，如果未知的话，通常取n=5； l，一一过渡部分的长度增量。经验表明，l=0.1mm适合计算。 对于设计的每个试样图都应计算。如果提供的试样尺寸在7.1和7.2极限规定的范围内，则不必 对每个试样都重新计算，

试样应加热至规定的试验温度。试样、持装置和引伸计都应达到热平衡。 试样应在试验力施加前至少保温1h，除非产品标准另有规定。对于连续试验保温时间不得超过 24h。对于不连续试验，试样保温时间不得超过3h，卸载后试样保温时间不得超过1h。 升温过程中，任何时间试样温度不得超过规定温度（T)所允许的偏差。如果超出，应在报告中 生明。 对于安装引伸计的蠕变试验，可以在升温过程中施加一定的初负荷（小于试验力的10%）来保持试 样加载链的同轴（例如在t=0之前）

试验力应以产生最小的弯矩和扭矩的方式在试样的轴向上施加。 试验力至少应准确到士1%。试验力的施加过程应无振动并尽可能地快速。 应特别注意软金属和面心立方材料的加力过程，因为这些材料可能会在非常低的负荷下或室温下 发生螨变。 当初始应力对应的载荷全部施加在试样上时作为螺变试验开始（t三0）并记录变伸长（见图1）

为了获得足够多伸长数据可以多次周期性地中断试验

8.3.2多试样串联试验

一支试样断裂后，允许将其从试样链中取出并更换为新试样后按8.1和8.2规定继续试验

对于每次试验意外中断的原因一 一例如：加热中断或停电，应在试验条件恢复后，记录在试 。应确保不因试样收缩而导致试样上试验力的超载。建议在中断期间保持试样上的初始负荷

在整个试验过程中充分记录试样的温度来证实温度条件满足6.3.1的要求是非常重要的

GB/T 20392012

眼据标准第3章给出的定义处理相关试验结果。

除非试验结果满足产品标准或客户规定，如果试样断裂位置发生在平行长度（L。）或引 （L。）以外则认为断后伸长结果无效。

试验结果的表示应按以下规定和GB/T8170进行修约： 规定温度（T)：1℃； 直径(D)：0.01mm; 长径比(L/D)：1位小数； 原始参考长度（Lr）：0.1mm； 初始应力（c。）：3位有效数字； 时间（tx、tpx）：3位有效数字； 时间（tu、tum）：1%或最接近的整小时（取较小值）； 伸长率（A。A;、A、Ap、Aper、A）：3位有效数字； 蠕变断后伸长率（A.）：2位有效数字； 蠕变断面收缩率（Z.）：2位有效数字； 蟠变速率：3位有效数字。

[11. 2 不确定度

角定度是依据试验材料本身特性以及试验条件得出，所以不可能得出一个准确的结果。 给出了某些材料不确定度的评估范例

由于不确定度是依据试验材料本身特性以及试验条件得出，所以不可能得出一个准确的 附录D给出了某些材料不确定度的评估范例

GB/T 20392012

12.1在12.2或者12.2和12.3中要求报告的信息，即使在产品标准中没有相应的要求，也应该在试 验报告中报告。试验结果的表示和外推图表见附录E。

12.2试验报告应包括以下信息

在JG141和JG351中给出了关于不同类型热电偶的资料，GB/T4989给出了热电偶用补偿导 线的信息。 对于使用的贵金属热电偶，择优使用S或R型热电偶，建议使用温度大于等于400℃。 对于廉价的K型热电偶宜在低于400℃温度下使用，或高温下、时间小于1000h的情况下使用， 并且不宜重复使用。 对于廉价的N型热电偶宜在低于600℃温度下使用，或高温下、时间小于3000h的情况下使用， 并且不宜重复使用。 热电偶在校准周期内的温度漂移不宜超过以下要求： 当温度小于等于600℃时为士1℃； 一当温度小于等于800℃，大于600℃时为士1.5℃； 当温度小于等于1100℃，大于800℃时为士2℃。 对于贵金属热电偶，在以下的校准周期内这些要求通常可以满足： 当温度小于等于600℃时为4年； 一当温度小于等于800℃，大于600℃时为2年； 当温度小于等于1100℃，大于800℃时为1年。

附录B （资料性附录） 热电偶校准方法

对于热电偶的校准，推荐两种方法。两种方法的目的都是为了保证在校准温度下热电偶显示的电 动势尽可能地与GB/T16839.1在该温度下的参考表保持一致（必要时对所有系统误差进行修正）。两 种方法都使用标准热电偶，这可直接溯源到国家标准。新的热电偶应满足GB/T16839.2中的1级要 求或相同级别。测温装置的校准应该分开进行或在热电偶校准期间进行。 第一种方法是基于热电偶的原位校准，即热电偶的校准是在实际使用的炉子或热电偶插入至校准 炉中至相同的深度且沿热电偶丝的温度梯度也相同。原位校准确定的误差用于修正指定热电偶温度， 如果误差超过与插人深度相关的不确定度关联的误差极限，则热电偶废弃。在热电偶校准过程中宜观 察并尽量减小由于不同的埋人深度造成的参考热电偶的漂移。 第二种方法是在校准炉中将热电偶埋入与试验炉相近的深度。在校准时，如果误差超出实验室的 允差（必须包括插人深度的影响）时，应剪去热电偶末端并重新焊接和/或退火后，再重新校准。如果再 次校准后，仍然超出校准允差，则热电偶废弃

附录C （规范性附录） V形和钝环形缺口试样的螺变试验

在拉伸螨变试验中采用环形缺口试样可用于： a）在较大应力集中的条件下反映材料性能的特征，例如：螺纹根部、零部件截面的急剧变化； b）多轴应力条件下的材料性能。 在C.2中讨论的采用V形缺口的试样可用于a)，而在C.3中讨论的钝或者半环形缺口试样 用于b）。

在拉伸和端变试验中测定V形缺口试样的试验时间，来反映诸如零件螺纹部分的材料特性。通 常，采用的是同一试样上的较大直径处加工出与试样平行段相同横截面积的缺口的复合试样，见 图C.1。此类试样主要用于测定材料是否“缺口强化”也就是首先断在试样的平行段，或者“缺口弱化” 也就是试样断在缺口部分。显然，使用复合试样不能测定具体的缺口敏感性系数，如果要测定缺口敏感 性系数必须在相同的净截面应力条件下对光滑和缺口试样分别试验

对于表C.1规定以外的试样尺寸应制成D，与d。之比在1.33～1.34之间，d。与r。之比在38～46 之间，缺口半径r。的允许偏差为士12.5%。

机械标准图C.1缺口和无缺口复合试样

原先各国标准对缺口几何尺寸有不同规定，本标准建议使用图C.2中E类型缺口尺寸，以适用于 缺口强化与缺口弱化的性能评定，

图C.2DIN,BS和E类型的试样几何尺寸

钝环形缺口的拉伸蟠变试样是在多轴应力下评价材料行为的简易低成本方法，此外这种应力状态 也与工业制成零部件的服役条件相类似。 工业生产中需要研究材料在三轴拉伸应力条件下材料的螨变性能时，钝环形试样可以提供比V形 缺口试样更宽的范围，并给出在这些情况下变变形是如何累积的。缺口拉伸试验是实现这个目的的 最直接的方法，尤其是通过改变缺口轮廓来获得较宽的应力水平的范围。三种经典的缺口轮廓见 图C.3，

图C.3三种可能的Bridgman缺口

附录D （资料性附录） 依据不确定度评定指南（GUM)来估计不确定度的方法

测量不确定度的分析对于识别测量结果的不一致性的主要来源是有用的，而不恰当地根据 定度进行调整而判断产品不合格是很有风险的。因此，根据下面的步骤推导不确定度仅供参考 户有特别要求。

本附录给出了利用已知变性能的材料根据本标准评估测量不确定度的例子。应该指出利用本方 法是不可能给出标准的不确定度值的同轴电缆标准，因为不确定度的分量既有与材料相关的也有与材料不相关的， 因此，在能够进行测量不确定度的计算之前，有必要对该种材料与温度和应力的关系有一定的了解。 欧洲有证蠕变参考物质CRM425应用于测量不确定度的评定，来评估满足本标准的符合性，

以下分析是基于GUM的概念提出的一种评定端变不确定度的简便方法，如图D.1所示。一次测 量的总的不确定度是用适当方法对所有不确定度分量求和。因此很有必要对所有分量进行量化，在最 初的评估阶段，要决定哪些分量是可以忽略的。对于材料领域的大多数实际测量，可以忽略的分量可以 定义为小于最大不确定度分量五分之一。GUM概括了两种评定不确定度分量的方法：A类和B类。 A类通过重复测量足够多次测得，例如多于9次，传统的数学分析可以用于标准偏差的测定