GB/T 37782-2019 金属材料 压入试验 强度、硬度和应力-应变曲线的测定

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  • 3.1除非另有规定,试验一般在10℃~35℃室温下进行。对于温度要求严格的试验,室温应为 23℃士5℃。试验过程中环境温度应保持稳定。 8.2应避免环境对试验结果造成不利影响的冲击和振动等干扰

    试样应固定在合适的夹具内,应确保试样与夹具接触面之间无杂物。安装好的试样测试面应 试验力的方向

    任一压痕中心与试验区域边缘的间距应不低于压痕直径的4.5倍,相邻压痕中心的间距应不 痕直径的5倍

    9.3.1根据试验材料的种类选择合适的压头直径。对于轻质合金材料,推荐采用直径不低于 1.5875mm的压头;对于普通钢材,推荐采用直径不低于1mm的压头。 9.3.2对试样进行单次加载、卸载试验,加载阶段以位移控制,位移速率应为1um/s~5um/s,卸载阶 段以力控制,力控制速率应为40N/s~100N/s。 9.3.3记录整个试验过程中的试验力F和深度h 电线电缆标准,最大压人深度h与压头直径D之间的关系应满足 式(2)要求:

    9.3.4每个试样的第一次压人试验为预试验,不计入最终试验结果,应保证至少4个有效压人点。

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    9.4.2弹性模量的确定

    式中,B、m1为拟合参数。拟合范围选为初始卸载点至卸载曲线上部的25%50%,观察拟 曲线和卸载曲线的逼近效果,调整拟合范围,直到确定出最佳的拟合参数。 b)对式(3)进行微分,并在h处取值,可得接触刚度S:

    c)按式(5)计算接触深度h,

    dF dh =Bk(hm—h)"1

    d)按式(7)计算弹性模量压入折合模量E,:

    式中,β为与压头材料、几何形状及压深有关的参数,由附录A确定 )按式(8)计算弹性模量 EL

    注1:如果V未知,可以参照公开发表的数据。如果无参考数据,可以选择>,二0.3 注2:弹性模量测试示例参见C.1

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    A, =元(Dh。h)

    表2参数b.~b.的值

    Qy(i+1) Q y(i) y(i) Oyi+1) Qyi) O(i)

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    9.4.4抗拉强度的确定

    立强度Rm按式(11)计算

    式中,e为自然常数。 注:抗拉强度测试示例参见C.3

    9.4.5洛氏硬度的确定

    洛氏硬度由式(12)计算:

    式中,k=130,F。=98.07N,参数F,见表3 注:洛氏硬度测试示例参见C.4.

    式中,k=130,F。=98.07N,参数F.见表3。 注:洛氏硬度测试示例参见C.4。

    式中,k=130,F。=98.07N,参数F.见表3。 注:洛氏硬度测试示例参见C.4。

    Rml=ENo(N)

    表3不同标尺洛氏硬度相关参数

    9.4.6不同标尺硬度之间的换算

    9.4.6.1布氏硬度HBW与洛氏硬度HR(球形标尺:B、F)之间按式(13)换算:

    9.4.6.1布氏硬度HBW与洛氏硬度HR(球形标尺:B、F)之间按式(13)换算

    α(α/"2—αm2)

    表4不同标尺硬度换算公式中的常数值

    式中,α31,α2,α,α34为常数,见表4。 注:不同标尺硬度换算示例参见C.5

    式中,α31,α2,α,α34为常数,见表4。 主:不同标尺硬度换算示例参见C.5

    9.4.7硬度与抗拉强度的换算

    9.4.7.1布氏硬度与抗拉强度由式(16

    7.1布氏硬度与抗拉强度由式(16)换算:

    式中,n=0.102,e为自然常数,β1=8.142,β12=0.1578。 9.4.7.2洛氏硬度与抗拉强度由式(17)换算:

    式中,n=0.102,e为自然常数,311=8.142,312=0.1578。 9.4.7.2洛氏硬度与抗拉强度由式(17)换算:

    9.4.7.3维氏硬度与抗拉强度由式(18)换算

    式中,β21=1.986,β22=0.05753。 注:硬度与抗拉强度换算示例参见C.6

    式中,β21=1.986,β22=0.05753。 注:硬度与抗拉强度换算示例参见C.6

    2mβ21 (eβ22 /N)NRmsin HV= 1 + N

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    O i.mea Zog.

    试验报告至少应包括如下信息: a)本标准编号; b)试验条件; c)材料名称、牌号; d)试样标识; e)试验过程中的异常情况; f)试验结果

    附录A (规范性附录) 试验设备的目常核查

    ,!1目常核查应定期进行,但在试验之前应进行检验。 1.1.2日常核查宜在23℃士5℃的温度下,使用按附录B规定的参考试样进行日常核查。若在此温 变范围以外进行检验,则应在检验报告中注明,

    应首先对9.4.2所述弹性模量的确定过程中所需的参数β进行标定,接以下步骤进行: a)对参考试样的单个压入点进行多级加卸载试验,根据9.4.2所述方法调整β值使由式(8)计算 的压入弹性模量与参考试样的弹性模量的定值结果一致,从而得到βB与h。/D的关系。 D 拟合β与h/D的关系曲线,并用式(A.1)描述

    β=k。+k (鲁)+k (会)

    合要求,则日常核查失败

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    制作参考试样的材料应具有如下的特性:均匀的成分 和性能,表面化学性质稳定,无明显时间相 式(1)所述的Hollomon模型应能严 应变曲线

    B.3.1参考试样的厚度应不小于2mm,或者是最大压入深度的20倍,两者当中取较大者。 B.3.2参考试样的上下表面的平行度应不低于0.02mm/50mm。 B.3.3参考试样的试验面不应有影响压人深度测量的凹痕、划伤、氧化皮等缺陷。试验面应尽可能光 骨,其表面粗糙度应优于Ra0.8。 B.3.4参考试样的加工应采用对其表面性能影响最小的方式来进行,从而保证利用压人试验方法获得 的试样的表面性能与试样整体性能尽可能接近 B.3.5应在合适的位置对参考试样作标记

    B.3.1参考试样的厚度应不小于2mm,或者是最大压入深度的20倍,两者当中取较大者。 B.3.2参考试样的上下表面的平行度应不低于0.02mm/50mm。 B.3.3参考试样的试验面不应有影响压人深度测量的凹痕、划伤、氧化皮等缺陷。试验面应尽可能光 骨,其表面粗糙度应优于Ra0.8。 B.3.4参考试样的加工应采用对其表面性能影响最小的方式来进行,从而保证利用压人试验方法获得 的试样的表面性能与试样整体性能尽可能接近 B.3.5应在合适的位置对参考试样作标记

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    C.2弹性模量测试示例

    .1介绍了多种金属材料压入试验测定的弹性模与

    表C.1压入试验测得弹性模量示例

    C.3抗拉强度测试示依

    表C.2压入试验测定抗拉强度示例

    C.4洛氏硬度测试示例

    表C.3介绍了多种金属材料压人试验测定的洛氏硬度

    表C.3压入试验测定洛氏硬度HRB示例

    图C.4~图C.11介绍了多种金属材料不同标尺硬度换算结果

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    图C.4钢材HBW10/3000与HRB的换算示例

    C.5锻铝和黄铜HBW10/500与HRB的换算示

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    图C.7非奥氏体钢HBW10/3000与HV的换算示例

    图C.8锻铝HB10/500与HV的换算示例

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    C.6抗拉强度与不同标尺硬度换算示例

    图C.12~图C.14介绍了多种金属材料不同标尺硬度换算结果

    图C.10钢材HV与HRB的换算示例

    项目管理、论文图C.11黄铜HV与HRB的换算示例

    图C.12抗拉强度与HBW的换算示例

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    岩土工程图C.13抗拉强度与HRB的换算示例

    图C.14抗拉强度与HV的换算示例

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