【航空工业行业标准(HB)】 金属室温拉伸试验方法

中华人民共和国航空工业标准
HB5143--96
金属室温拉伸试验方法
1996-09-13发布
1996—10－01实施
中华人民共和国航空工业标准國金属室温拉伸试验方法
1主题内容与适用范围
HB 5143 -- 96
代替HB5143-80
1.1本标准规定了金属室温拉伸试验的试样、试验设备、性能测定和试验结果处理。1.2本标准适用于室温（20+10℃）拉伸下，测定金属及合金（丝材、管材、箱材除外）的弹性模量、规定非比例伸长应力、规定总伸长应力、规定残余伸长应力、屈服点、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。
2引用标准
GB 8170
GB 10623
GB 12160
JJG139
JJG475
数值修约规则
金属力学性能试验术语
引伸计标定与分级方法
拉力、压力和万能材料试验机检定规程电子式万能材料试验机检定规程符号、名称和单位
符号、名称和单位符合GB10623，并列于表1。表1
试样标距部分原始直径
试样拉断后的最小直径
试样原始厚度
试样拉断后缩颈处的最小厚度
试样原始宽度
试样拉断后缩颈处的最大宽度
试样总长度
试样平行长度
试样原始标距
引伸计标距
中国航空工业总公司199609-13发布单位
1996－10－01实施
符　号
4定义
HB 5143 -96
续表1
试样拉断后的标距
弹性伸长量
试样原始横截面积
试样断口处的最小横截面积
规定非比例伸长力
规定总伸长力
规定残余伸长力
屈服点力
上屈服点力
下屈服点力
最大力
预拉伸力
力的增量
规定非比例伸长应力
规定总伸长应力
规定残余伸长应力
屈服点
上屈服点
下屈服点
抗拉强度
试样质量
试样密度
弹性模量
断后伸长率
断面收缩率
规定非比例仲长率
规定残余伸长率
规定总伸长率
伸长或位移放大倍数
4.1应力：单位面积上所承受的力。2
4.2应变：单位长度上的伸长量。HB 5143-96
4.3弹性模量：试样承受拉伸时，在弹性范围内，应力与应变之比值。4.4规定非比例伸长应力：试样在拉伸过程中，标距部分的非比例伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
4.5规定总伸长应力：试样在拉伸过程中，标距部分的总伸长（弹性伸长加塑性伸长)达到规定的原始标距百分比时的应力。4.6规定残余伸长应力：试样在卸除拉力时，标距部分的残余仲长达到规定的原始标距百分比时的应力。
4.7屈服点：试样在拉伸过程中，力不增加或保持恒定仍能继续伸长时的应力。4.7.1上服点：在拉伸过程中，试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。4.7.2下屈服点：在拉伸过程中，试样发生届服面力下降（初始瞬时效应除外)的最小应力。4.8抗拉强度：试样在拉断前承受的最大力除以原始横截面积所得的应力。4.9断后伸长率：试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。4.10断面收缩率：试样拉断后断口处横截面积最大缩减量与原始横截面积的百分比。5试样
5.1试样形状、尺寸
5.1.1试验时，应采用圆形比例试样，标距可按下式计算：L=11.3/S（长试样）或L=5.65/S.（短试样）。平行长度：圆形试样L.=L+d;板形试样L.=L.+b/2。注：若有关材料标准有特殊规定，充许采用其他形状和尺寸的试样。5.1.2圆形试样的形状、尺寸见图1～图3、表2～表4。注：若材料的尺寸所限取不出c=5mm以上的试样时，可采用ds=3mm的试样.并在试验报告中注明试样尺寸。FOH. 02H
Ob.o3ja-B
Oo.031A-BH
GB145-59
图1台肩圆形试样
1×459
HB 5143-96
长试样
图2螺纹圆形试样
M16×2
M14×2
M12×1.75
M6 ×1
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长试样
HB5143-96
图3圆形试样
5.1.3板形试样形状、尺寸见图4、图5、表5、表6。d.
R24～28
长试样
-0. 1]A-B
图4带孔板形试样
GB145-59
短试样
>1.0～~2.0
>2.0～3.0
>3.0～4.0
>0.2～0.5
>0.5～1.0
>1.0～1.5
>1.5-~2.0
>2.0～2.5
>2.5～3.0
R24 - 26
HB 5143 - 96
=[0.1 A-B
板形试样
>9.0~10.0
>10.0-11.0
16 >11.012.0
HB 5143-96
续表6
般尺寸
长试样
短试样
注：①表中Lo尺寸按同组最大横截面积计算;g为板材名义厚度。在试验中Lo应按5.1.1确定，如尾数小于2.5mm时则舍去；大于或等于2.5mm或小于7.5mm时则取5mmz大于或等于7.5mm时则取10mm②在同批加工厚度（小于2.5mm）不致的板材时，允许按最厚的板材加工成同样尺寸、形状的试样，但试样的标距应按5.1.1确定。
5.1.3.1被试材料厚度大于或等于12mm时，若有关材料标准无特殊规定，可以加工成尽量大的圆形试样。
5.1.3.2若有关材料标准无特殊规定时，当材料尺寸所限，取不出表5和表6中的试样，允许取工作部分宽度b为6、8、10mm的比例试样，并在试验报告中注明。5.2试样的制备
5.2.1试样毛坏截取的部位、数量以及取样方向，按有关材料标准确定。5.2.2板材以冲剪切取毛坏时，切边与试样边缘的距离不小于5mm，氧割切取时不小于20mm
5.2.3试样在整个制造过程中，不应产生冷作硬化或过热作用，以免影响材料性能。5.2.4材料如在热处理后进行试验时，则应先经热处理后再加工成试样，如热处理后使材料加工性能变坏，则可将材料预先制成试样毛坏，热处理后再进行精加工，但毛坏应包括最后加工余量及热处理可能产生挠曲的尺寸。5.2.5除有关材料标准另有规定外，板形试样应保留原始表面。5.2.6试样应乎直，表面不应有锈蚀、机械损伤、裂纹和冶金缺陷。6试样尺寸的测量
6.1试样原始面积的确定
6.1.1圆形试样横截面直径应在标距内两端及中间处，两个相互垂直的方向各测一次，取其算述平均值，选用三处测得横截面积中的最小值，横截面积按公式(1)计算：S = (1/4)d
（1）
6.1.2板形试样横截面积尺寸(宽度和厚度)应在标距的两端及中间处测量，选用三处测得横截面积中最小值，板形横截面积按公式（2)计算：So= aubo
6.1.3等横截面不经机加工的试样，可采取重量法测定平均原始横截面积，按公式(3)计算：7
HB 5143 -- 96
S。 = (m/pL)× 1000 ·
试样质量的测量精度应达土0.5%，密度至少取3位有数字，试样总长度测量精度应达到±0.5%。
6.2试样原始标距的标记和测量
6.2.1可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出原始标距，标记不应影响试样断裂。对于脆性试样和小尺寸试样，建议用快于墨水或带色涂料标出原始标距。6.2.2原始标距应精确到标称标距的土0.5%。6.3试样尺寸公差与测量精度
6.3.1在标距内尺寸公差按表7规定。表7
d =6～10
b≤15
标距内直径(宽度)公差
标距内最大最小直径（宽度）公差≤0.01
6.3.2测量试样的长度和宽度时，应使用精度不低于0.02mm的量具。测量试样直径和厚度时，应使用精度不低于0.0lmm的量真。6.3.3测量试样尺寸的量具，应由计量部门定期检定。7试验设备
7.1试验机必须满足下列基本要求：7.1.1试验机按国家计量局颁布的JG139、JJG475由计量部门定期检定，其示值误差为土1%：示值变动为1%；示值进回程差为2%。7.1.2有良好的读数稳定性，力的示值应能保持在30s以上不变。卸去力后，测力指针动作均匀、稳定并能迅速回至零位。7.1.3加、卸力应平稳，无震动。7.1.4试验机及其夹持装置应保持试样轴向受力，其同轴度为在试样上产生的最大弯曲应变不超过轴向应变的15%。
7.2 引[伸计
测定标距伸长，可以使用各种类型引伸计。必须满足下列要求：7.2.1引伸计(包括记录器或指示器)应进行标定，标定时引伸计的工作状态应尽量与试验时工作状态相同，引伸计的标定与分级方法按GB12160。7.2.2经过标定的引伸计，在日常试验前应注意检查，当引伸计经过检修或发现异常，应按GB12160进行标定。
7.2.3试验时，根据试验项目，按表8选用相应等级的引伸计。8
测试项目
Csosuvo
7.3拉伸速度
HB 5143- 96
规定的伸长率，%
允许使用的最低等级
拉伸速度应根据材料性质和试验目的确定，除有关材料标准另有规定外，一般规定为：7.3.1屈服前，应变速度控制在0.00025~0.0025/s之间，或应力速度控制在1～10MPa/s之间，并尽可能保持恒定。
7.3.2屈服后或只需测定抗拉强度时，试验机两夹头空载移动速率应不大于0.4Lc/min。对抗拉强度大于1100MPa的材料，应在等于或小于0.1Lc/min速率下进行试验。8性能测定
8.1弹性模量的测定
图解法：在拉伸过程中，用自动记录装置绘制力一伸长曲线，在直线部分上取弹性伸长量ALp和对应的力F1，见图6，按公式(4)计算弹性模量。E = a/e = F,L/AL,So
图6图解法确定弹性模量
力一伸长曲线的力轴坐标每毫米所对应的应力不大于10MPa，伸长放大倍数不低于500倍。
8.2规定非比例伸长应力的测定
8.2.1在拉伸过程中，用自动记录装置绘制力一伸长曲线，见图7。作弹性直线段的延长线9
HB 5143-96
OA，取OC=LcEn，再由C点作BC平行于OA，交曲线于D,D点相对应的力F。为所测规定非比例伸长力。规定非比例伸长应力按公式(5)计算：ap = Fp/S,
Cle× e p×
图7图解法确定F。
力-伸长曲线的力轴每毫米所代表的应力不大于10MPa，曲线高度应使所确定F，处于力轴量程的1/2以上。伸长量放大倍数的选择应使图7中OC段的长度不小于5mm。8.2.2如曲线无明显弹性直线段时，可采用滞后环法确定F.。在拉伸过程中，对试样连续施加力，直至预期规定非比例仲长力后，将力卸至约为前施加力的10%，接着再施加力，直至包络线范围，正常情况将绘出一个滞后环。通过滞后环两端点划一直线，从曲线的原点O起，截敢OC=LcEpn。过C点作直线CA平行于滞后环两端点的直线，交曲线于A点所对应的力Fp。即是所确定规定非比例伸长力，见图8a。如果CA线位于滞后环的右侧，则以CA线与包络线的交点所对应的力，作为规定非比例伸长力F，见图8b.图8c。10
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