[发明专利]一种金属材料规定残余延伸应力的测试方法

说明书

一种金属材料规定残余延伸应力的测试方法，其特征是：施力至F0=ξ×S0×5%引伸计清零，ξ为预期规定残余延伸强度，S0是试样的原始横截面积,再次施力至ξ+10Mpa保持10‑12s降至F0，保存应力‑应变曲线；在上述曲线中采集弹性起点A，终点B，卸载点C和源数据；将AB、BC、C至终点三段拟合为y=a×x+b、y=f（x）、y=c×x+d；基于小变量下卸载线平行可得实际卸载线y=c×（x‑p+（b/a‑d/c））+d，p为规定残余伸长应力规定值；解方程组y=c×（x‑p+（b/a‑d/c）） （1），y=f（x） （2），y值即为所求应力值。本发明所述的方法避免了多次加载、卸载导致材料性能变化，并且在屈服阶段对曲线进行全局最佳拟合，符合材料的拉伸实际，先进于直线内插法，同时该方法过程简单，测量精度高。

技术领域

本发明属于测量金属材料规定残余延伸应力的领域。

背景技术

对结构件而言，金属材料在使用时承受的应力如果超过屈服强度就会产生明显的塑性变形，长时间在超过屈服强度的条件下使用就会导致塑性变形累加，进而导致材料断裂失效；对机加工设备导轨、火炮炮管、钟表发条等精密零件而言，金属材料如果超过屈服强度使用将导致加工尺寸不准确、火炮发射精度降低等。总之，无论是对结构件还是精密部件而言，屈服强度是金属材料在使用中的一个重要参数，一般使用将材料的屈服强度材料除以一个指定系数（安全系数）后，作为材料的使用设计应力，可见材料的屈服强度的准确测试直接影响到材料的设计和使用，乃至材料使用的安全性和使用寿命。屈服现象分为连续屈服和不连续屈服，不连续屈服的测试相对容易，连续屈服一般用规定残余伸长应力和规定非比例伸长应力来表征，不连续屈服以及规定非比例伸长应力均有比较完善的测试技术，而规定残余伸长应力测试技术目前并不完善，但是该参数的测试在有些领域却是必须的，所以研究准确测试规定残余伸长应力的方法具有极大的必要性。

GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验方法 第1部分 室温拉伸试验》附录F中对规定残余伸长应力的测试给出了示范方法，该方法通过反复加载、卸载并测量残余变形，使残余变形不断逼近并略微超过规定的百分比，然后通过线性内插法求出规定残余延伸应力。

现有国标方法GB/T228.1－2010附录F中的方法示例： 试验材料：钢，预期的规定残余延伸强度Rr0.2≈1400Mpa；

试样尺寸：d=10mm，S0=78.54mm2；

引伸计：电子引伸计，0.5级，Le=50mm；

试验机：最大量程200kN；

试验方案按GB/T228.1-2010中10.3.2的规定要求，具体方法步骤如下：

1、按照预期的规定残余延伸强度1400Mpa计算相应于应力值5%的预拉力为:F0= Rr0.2×S0×5%=5497.8,取整为5500N，此时，引伸计为条件零点，清零；

使用的引伸计为50mm标距，测定规定残余延伸应力Rr0.2所要达到的残余延伸为：50mm×0.2%=0.1mm；

2、从F0起第一次施加力直至试样在引伸计标距长度内产生的总延伸为0.13mm将力降至F0，引伸计的读数为0.014；