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金属材料高温拉伸试验标准试验方法 ASTM E21-20发布时间:2024-07-25   浏览量:132次

1、范围

1.1 本试验方法规定了在高温下测定金属材料的拉伸强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率的规程和设备。

1.2 本试验方法不包括弹性模量和比例极限的测定。

1.3 本试验方法不包括快速加热或高应变速率条件下的拉伸试验

1.4 以英寸一镑单位表示的数值认为是标准值。括号以SI单位给出的算术转换值仅供信息参考,不认为是标准值。

1.5 本标准并没有完全列举所有的安全声明,如果有必要,根据实际使用情况进行斟酌。使用本标准前,使用者有责任制定符合安全和健康要求的条例和规范,并同时明确该规范的使用范围。

2、意义和应用

2.1 高温拉伸试验可以用来评估金属承受拉伸应力的能力。采用规定的和常规的关系,它可以被用来为在其它单向应力,如压缩、剪切等状态下的行为提供某些指示。塑性值为不同材料无裂纹对局部应变提供了一个可比的度量,以调节和适应局部应力集中或过应力;但是,拉伸塑性和高温下应力集中的影响之间的定量关系尚不能普遍成立。在单向应力状态下的拉伸塑性和应变控制低循环疲劳寿命之间存在着-个相似的相当的关系式。这些拉伸试验的结果只能被看作为数千个小时服役时间强度和塑性的有疑问的比较上的度量。因此,高温拉伸试验的基本用途在于保证当其它量值如化学成分和显微组织显示两种材料也相近时,被试材料和比照材料相近。

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3、取样

3.1 除非另有规定,应遵循以下取样方法:

3.1.1 提供试样的材料的试料,应从能代表它所从取样的那个批次的部位上获取。

3.1.2 试样应在最终状态(热处理状态)的材料上获取。每一批应做一次试验。

3.1.3 一个批次包括同一炉批、名义尺寸、状态(热处理状态)的所有材料。

4、试验步骤

4.1 横截面面积的测量一-按试验方法 E8/E8M中7.2规定测量试样缩颈段的最小横截面积。另外,再测量缩颈段的最大直径(或宽度),并与最小值对比,以确定是否满足7.6的要求。

4.2 原始标距的测量

4.2.1除非另有规定,以标距作为所有延伸率的基准,对于圆形试样,标距应分别为直径的4倍;对于矩形试样,标距为宽度的4倍,标距要打在或划在试样的缩颈段上。

4.3 清洗试样一将试样缩颈段及要与夹头接触的部位应在清洁的酒精、丙酮或其它不会对对被试验材料造成不利影响的合适的溶剂中小心地清洗。

4.4 温度控制:

4.4.1 按照规程E633制作热电偶焊珠。

4.4.2 将热电偶附着到试样上时,与试样的连接必须保持紧密接触并与之辐射隔离。如果对于特殊的炉子和试验温度,不遮断的电偶焊珠给出的温度和插入试样中的一个孔的电偶珠给出的温度之差已表明小于9.4.4中列偏差的一半时,可以不进行遮断。电偶珠应越小越好并不得短路(例如可能在电偶珠后面发生导线缠绕)。在热区的热电偶通常应采用陶瓷绝缘材料。如果在热区使用其它一些电绝缘材料,要仔细检查以确定在高温下是否还具有电绝缘性。

4.5 连接试样与仪器一-注 意在安装试样时不要引入非轴向的力。例如,螺纹联接不应转动螺纹头或“装到底”。如果螺纹安装的较松,轻轻地对试样串上加载,并用手横向移动它,直到试验前载荷降到最小值。如果采用包装来密封炉子,密封不能紧密地使得引伸计的臂或拉杆移位或使它的移动受到限制。

4.6 应变测量和应变速率:

4.6.1 在屈服强度的测定过程中,将试样均匀截面上的应变速率保持在0.005士0.002mm/mm/min。在屈服强度测定后,按照E8/E8M描述的将十字头的每分钟运动速率提高到每分钟为试样缩颈段长度的0.05土0.01 倍。试验速度(应变速率或位移速度)应保留在记录中。

4.7 记录最大载荷一如果使用负荷和伸长的自动绘制记录仪,在引伸计传感元件卸下后,要继续记录载荷。无论何时观察到最大载荷,然后手工记录(见11.2.3)。

4.8 试验后试样的测量:

4.8.1 对延伸率的测量,将断开的试样的两个端口小心地对好,并在室温下测量两个标记之间的距离或总长,精确到0.01英寸(0.2mm)。

4.8.2 如果断口表面的任何部分超出了试样小截面段的中间- -半时,获得的这个伸长率就不能代表该材料。在验收试验碰到这种情况时,如果延伸率符合规定的最小值时,不要求进--步的试验;但是延伸率低于规定的最小时,此试验作废并重做试验。

4.8.3 对圆形横截面试样的断面收缩率的测量,将断裂的试样的两个断口小心地对好,并在室温下测量最小直径,精确到0.01英寸(0.3mm)。 如果断裂横截面不是圆形的,应进行足够的测量以确定断裂处的横截面积。如果断裂发生在圆角或标记处,则此断面收缩率不能代表该材料。验收试验中碰到这种情况时,假如断面收缩率满足规定的最小要求,不要求作进一步 试验;如果断面收缩率低于规定的最小值时,此试验作废并重新进行试验。

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