ASTM E8/E8M – 09(中文版）金属材料拉伸试验方法（四）

时间：2013-06-05 22:32:02 来源：作者：

X1.5.4 如果任何断裂部分发生在标距中间以外，或出现在标距打点或划线标记上，伸长率和面

积收缩值可能不代表材料性能。断在夹具处或夹具内的线材试样不能得出代表材料性能的试验结果。

X1.5.5 使用台肩端头的(“圆头的” 拉伸)得到的偏置屈服强度值比螺纹试样低0.02 %。

X1.6 因为不能得到具有符合规定拉伸性能值的标准材料，则不能精确地规定拉伸试验的偏差。

然而，通过用精心地设计和控制实验室之间的分析，可以获得一个合理的拉伸试验结果的精密度定义。

X1.6.1 实验室之间试验的试验步骤(见脚注7)是在六种不同材料的每个试样上进行，这六种试样每一个都在六个不同实验室制备和试验。表X1.1～X1.5为精确的统计表，就像E 691中规定的定义，

如：抗拉强度、0.02 % 屈服强度、0.2 % 屈服强度，5D时伸长率和面积收缩率。每个表中第一列为进行试验的六种材料，第二列为实验室获得的平均结果的平均值，第三列和第五列为重复性和复验性标准偏差，第四列和第六列为这些标准偏差的偏差系数，第七列和第八列为95 % 重复性和复验性极限值。

X1.6.2 偏差系数的平均值(下面每个表中的第四和第六列)允许对拉伸试验参数的重复性(实验室内的精密度)和复验性(实验室间的精密度)进行相关的比较。这表明韧性测量值显示出重复性和复验性比强度测量值要少。把可重复的和可复验的从小到大总排序是：5D内伸长率，面积收缩率，0.02%屈服强度偏移，0.2 %屈服强度偏移和抗拉强度。注意排序是在对重复性和复验性偏差系数平均值具有同样要求下进行，并且期望复验性 (实验室之间精密度) 比重复性(实验室内精密度)要少。

X1.6.3 没有能在实验室之间研究做出的关于偏差的解释，因为没有对这些试样做出符合标准的试验结果。然而，试验结果研究显示一个实验室对于大多数试样持续显示出高于强度平均值和低于延性平均值。另一个试验室对于所有试样始终低于抗拉强度结果平均值。

表X1.1 精确的统计表－－抗拉强度，MPa

注 1－－ X 为每组平均数的平均值，它是试验参数重要平均值。

sr 为重复性标准偏差(实验室内的精密度)，

sr/X 为偏差系数，以百分数表示，

sR 为复验性标准偏差(实验室之间的精密度)，

sR/X 为偏差系数，以百分数表示，

r 为95 %重复性极限值，

R 为95 %复验性极限值。

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 176.9 4.3 2.45 4.3 2.45 12.1 12.1

2024-T351 491.3 6.1 1.24 6.6 1.34 17.0 18.5

ASTM A105 596.9 4.1 0.69 8.7 1.47 11.6 24.5

AISI 316 694.6 2.7 0.39 8.4 1.21 7.5 23.4

Inconel 600 685.9 2.9 0.43 5.0 0.72 8.2 13.9

SAE 51410 1253.0 3.2 0.25 7.9 0.63 8.9 22.1

平均值： 0.91 1.30

表 X1.2精确的统计表－－0.02 % 屈服强度，MPa

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 111.4 4.5 4.00 8.2 7.37 12.5 23.0

2024-T351 354.2 5.8 1.64 6.1 1.73 16.3 17.2

ASTM A105 411.4 8.3 2.02 13.1 3.18 23.2 36.6

AISI 316 336.1 16.7 4.97 31.9 9.49 46.1 89.0

Inconel 600 267.1 3.2 1.18 5.2 1.96 8.8 14.7

SAE 51410 723.2 16.6 2.29 21.9 3.02 46.4 61.2

平均值： 2.68 4.46

表 X1.3 精确的统计表－－0.2 % 屈服强度, MPa

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 158.4 3.3 2.06 3.3 2.07 9.2 9.2

2024-T351 362.9 5.1 1.41 5.4 1.49 14.3 15.2

ASTM A105 402.4 5.7 1.42 9.9 2.47 15.9 27.8

AISI 316 481.1 6.6 1.36 19.5 4.06 18.1 54.7

Inconel 600 268.3 2.5 0.93 5.8 2.17 7.0 16.3

SAE 51410 967.5 8.9 0.92 15.9 1.64 24.8 44.5

平均值: 1.35 2.32

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表 X1.4 精确的统计表－－5D伸长率，%

注 1－－缩减部分长度 = 6D.

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 14.60 0.59 4.07 0.66 4.54 1.65 1.85

2024-T351 17.99 0.63 3.48 1.71 9.51 1.81 4.81

ASTM A105 25.63 0.77 2.99 1.30 5.06 2.15 3.63

AISI 316 35.93 0.71 1.98 2.68 7.45 2.00 7.49

Inconel 600 41.58 0.67 1.61 1.60 3.86 1.88 4.49

SAE 51410 12.39 0.45 3.61 0.96 7.75 1.25 2.69

平均值： 2.96 6.36

表 X1.5 精确的统计表－－断面收缩率，%

材料 X sr sr/X,% sR sR/X, % r R

EC-H19 79.15 1.93 2.43 2.01 2.54 5.44 5.67

2024-T351 30.41 2.09 6.87 3.59 11.79 5.79 10.01

ASTM A105 65.59 0.84 1.28 1.26 1.92 2.35 3.53

AISI 316 71.49 0.99 1.39 1.60 2.25 2.78 4.50

Inconel 600 59.34 0.67 1.14 0.70 1.18 1.89 1.97

SAE 51410 50.49 1.86 3.69 3.95 7.81 5.21 11.05

平均值 2.80 4.58

X2. 试样尺寸的测量

X2.1 试样尺寸的测量是拉伸试验的关键，并且随着试样尺寸的减小变得越来越重要，因为一个已知确定的误差会变为更大的相应（成比率的）误差。应慎重选择测量装置和步骤，以便使测量误差最小化并提供好的重复性和复验性。

X2.2 如有可能，相关测量误差应保持或低于1 %。理论上，这1 %误差应不仅包括测量装置的分辨率，而且包括一般被看作是重复性和复验性的可变性。(重复性是指在重复性的试验中获得相似测量结果的操作能力。复现性是多次操作获得测量结果的能力。)

X2.3 通过GR和R研究的方法有效地评价标准的重复性和复现性(GR和R)是非常可取的。一项GR和R的研究包括让多个操作者同时对一个部件－－－－这里是试样－－－－进行二到三次测量，通常用计算机来分析包括把观测的测量偏差与允许偏差相比较就是确定一致性。高的GR和 R百分率(大于20 %)说明相对于允许偏差有更大的变异性，反之，低的百分率(10 % 或以下)说明相反。这个分析也独立地用来预测重复性和复现性。

X2.4 在GR和R研究中非技术人员用不同种类和不同型号的手动千分尺给出了从大约10 % (优秀的) 到将近100 % (基本上无效)的多种结果，以0.075 mm尺寸允许偏差为基准。因此，建议使用者要非常小心地去选择装置、制定测量程序、培训操作人员。

X2.5 用一个0.075 mm允许偏差，一个10 % GR和R结果(特别的好，甚至对于数字的手动千分尺读到0.001 mm) 表明由于重复性和复现性总偏差修约为0.0075 mm。只有当测量的所有尺寸大于或等于0.75 mm时，它才小于或等于1 %。用这种装置测量0.25 mm厚的平板拉伸试样的相应误差可为3 %，这比力和应变的测量值大得多。

X2.6 尺寸的测量误差可视为用来监视拉伸试验步骤的统计过程控制(SPC)图表出现不可控征兆的原因。这已成为经验：造成实验室使用SPC操作法和在试验0.45 mm到6.35 mm扁平轧材料时用最好的手动千分尺是适用的(从GR和R观点看)。

X2.7 在选择和评定测量装置和步骤时应考虑影响（有时是显著地）GR和R的因素，包括：

X2.7.1 分辨率，

X2.7.2 偏差，

X2.7.3 调零，

X2.7.4 测量头种类(平的、圆的还是尖的)，

X2.7.5 部件和测量头表面清洁度，

X2.7.6 使用者对测量装置的维修和保养，

X2.7.7 温度的稳定性，

X2.7.8 涂层的清除，

X2.7.9 操作者的试验技术，

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X2.7.10 用于校准夹持力的棘轮或其它装置。

X2.8 平的测量头通常适用于测量平板或圆柱试样尺寸，它有相当光滑的表面。一个例外就是必须用圆的或尖的测量头测量取自大直径管(见图13)的曲面试样的厚度，避免厚度过大的误差。(另一个涉及到这种曲面的试样是可通过使用等式A=W × T 而采用的误差，见 7.2.3.)

X2.9 通常应将复层产品制备的扁平试样夹持端的复层清除，以保证精确的测量基体金属厚度，假设 (a) 所要求的是基体金属性能，(b) 复层对产品的强度没有明显影响，并且(c) 复层的清除很容易完成(有些复层可通过化学溶除法容易地清除)。另外，可用其它的方法保留复层和测定基体金属厚度。在可能出现这个问题的地方，比较试验或性能试验的所有各方应在测量之前就是否清除复层方面的意见达成一致。

X2.10 如何考虑确定以上影响尺寸测量过程作为一个示例，应考虑到有0.40 mm厚的漆的平轧钢试样测量情况,。如可能，测量之前应除去涂料。使用的测量装置应有平的测量头，应能读出0.001 mm或更好的精度，应具有很好的重复性和复现性。因为GR和R有很重要的关系，它可能对具可校准使用的夹持力特点的装置的使用有好处，应避免没有数字显示装置以防止读数错误。使用装置之前和定期在使用过程中，应清洗测量头，并应校准或调零（如使用电子装置）或两者。最后，应定期培训和审查操作人员，使测量装置能够正确地和持续地使用。

X3. 建议选定实验室进行拉伸试验的依据

X3.1 范围

X3.1.1如果试验室按试验方法E 8和/或E 8M进行试验，以下规定了鉴定者可比较检验设备去鉴定实验室的技术能力的特点。

X3.2 准备

X3.2.1 实验室应按照确认了的步骤使机器或其它制备的试样能符合试验方法E 8 或 E 8M相应的允许偏差和要求。特别重要的是关于尺寸和缩减部分表面质量的要求，在标准正文和图中可找到相关要求。

X3.2.2 使用标记的地方，试验室应使用有证明文件的作标记步骤，使标记和标距能遵照试验方法E 8 或 E 8M 规定的允许偏差和指标。

X3.2.2.1 使用作标记步骤不应对试验结果产生有害影响。

注 X3.1－－断裂频繁发生在标记处可能是标记划痕刻得过深或太尖锐也会影响试验结果。

X3.3 试验设备

X3.3.1 如试验方法E8和E8M附录部分规定，为了使影响试验结果的弯曲应力减至最小，试样的轴线应与试验机头部的中心线相重合。

X3.3.2 应满足标准E4和E83设备检验要求。资料表明检验工作是严密的而且技术正确才是适用的。

X3.3.2.1 检验报告应说明力和伸长读数是在规定时间进行的，完全按规定操作进行的。

X3.3.3 使用的引伸计应符合试验方法E8或E8M所有关于用于结果测量装置分级的所有要求。例如，引伸计不符合E83规定的B2级要求不能用于偏置屈服强度的确定。

X3.3.4 在用计算机处理或自动化试验设备投入常规运行之前，或程序软件的修改之后，建议核实适当的操作和结果处理方式后进行测量。可从E 1856查到相关资料。

X3.3.5 应选择千分尺及其他装置测量试样尺寸，按照并使用试验方法E8和E8M关于测量的附录的要求的方法。对于这些装置应溯源国际标准，并采取适当的措施以防止由于测量误差、分辨率和修约的结果产生的误差大于1 %。

X3.4 方法

X3.4.1试验机零负荷示数表明试样上力的状态为零，与试验方法E 8和E 8M的试验机部分“调零”

一章所述的方法相同。

注X3.2－－各试验之间均应保持零读数。这可能包括预定试验数之后或每次试验之后在零负荷条件下，指示值超出预期值时进行调零。

X3.4.2 当有要求时，试验室应能证明（也许通过时间、负荷、偏置测量或引伸计测量，或两者都有）所用试验速度符合试验方法E 8或E 8M的要求，或其他更高要求的标准。

X3.4.3 当有要求时，试验室应能证明用来测定屈服强度的偏置和伸长符合试验方法E 8或E 8M

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的要求，并能作图以说明负荷与期望的偏置应变或总应变相符。

注 X3.3－－用引伸计放大倍数进行计算时要小心，因为制造者可能报告应变放大率，即与应力应变曲线上X轴不是伸长的应变偏移有关。对引伸计放大率感兴趣的使用者或鉴定者可用校准设备测定伸长率与曲线比例之间的比例关系，或者可检验用已知公称模量的试样的试验计算杨氏模量报告出。

X3.4.4 伸长率的测定应符合试验方法E 8 或 E 8M的要求。

注 X3.4－－试验方法E 8和E 8M允许测量和报告断裂时的伸长代替断后伸长率，通常自动化装置这样做。

X3.4.5 当有要求时，面积收缩应按试验方法E 8 或 E 8M要求测定。

X3.4.6 记录、计算和报告数值及试验结果的方法应符合试验方法E8或E8M所有适当的要求。此外，这个方法无论应用在何处也应按照已被广泛接受的好的实验室操作规程的规定。如以下详细说明的：

X3.4.6.1 当记录数据时，操作人员应记录下所有测定的数值，加上对无法确定的最初数值的最好估算。(如果已知结果大约为26和27中间，结果应记录为26.5 (不是26、27或26.475)。

X3.4.6.2 当进行计算时，有关人员应避免修约错误。这可能要通过进行一次大的计算来完成，

而不是用各个独立的结果进行多次计算。换言之，如果做多步计算，中间的结果在用于后来的计算之前不能被修约。

X3.4.6.3 修约中，无需保留用比最小有效数字测量或用于计算的数字点更精确的有效数字。

X3.5 试验材料及结果的保留

X3.5.1 应根据实验室试验的特征和频率保留试验材料及结果。可保证确定时间周期的保留条款包括：

X3.5.1.1 原始数据和类型，

X3.5.1.2 力-伸长或应力-应变曲线，

X3.5.1.3 计算机输出曲线和试验结果，

X3.5.1.4 保存在计算机磁盘或硬盘驱动器上的数据和结果，

X3.5.1.5 已断试样，

X3.5.1.6 剩余材料,

X3.5.1.7 试验报告

X3.5.1.8 鉴定报告和鉴定证明。

X3.6 环境

X3.6.1 所有试验设备的安装与连接都应对采集原始数据、应力－－应变曲线和仪器操作振动影响和电子干扰减至最小。

X3.7 控制

X3.7.1 控制过程和操作规程应包括所有试样制备、拉伸试验和结果报告的方式。涉及到试验资料的文件应易于使用。

X3.7.2 应保存用于试样制备和拉伸试验的设备的清楚的、简单的操作规程。这些规程应适用于所有有资格的操作者阅读。

X3.7.3 所有适用的检验设备应满足如X3.3.2中详述的要求。

X3.7.4 建议用专门的研究和程序监视控制拉伸试验，因为拉伸试验结果容易受操作者、测量装置和试验设备的影响，这种程序的例子至少包括：

X3.7.4.1 循环研究、熟练试验或交叉检验，

X3.7.4.2 重复性和复现性(R和R)研究，

X3.7.4.3 控制图，

X3.7.4.4 对于每个结果典型报告中典型试验不确定性的确定

注 X3.5－－对于非破坏性试验，重复性和复现性通常通过实施标准的R和R研究来测量，如试验方法E8和E8M附录X2所述。这些研究包括用独立的部件或试样对试验结果的重复测定，所以标准的R和Rs不直接反映机器的性能，这些性能是通过破坏性试验获得的。（甚至两件最好的试样间的准确差异也会以与获得的优异两个相比要差的R和R结果显现出）然而，考虑到这些局限性进行准R和R研究，可能对分析误差的根源和改善试验结果的可靠性有帮助。

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版本变化概述

E28委员会确定由于上一版(E 8M – 03)对本标准的使用有影响而选择修改本标准。(2003年7月10日批准)

(1) 7.9.3.2条已修订。伴随这一部分修改，增加注36和详述。

E28委员会确定由于上一版(E 8M – 01)对本标准的使用有影响而选择修改本标准。(2001年10月10日批准)

(1) 6.5条和其细部条款已修订。

(2) 删除注10，其余的注重新编号。

(3) 增加附录X3。

美国材料试验学会就本标准中的条文而言，其与公开的、有效的专利权没有关系。在此特劝告本标准的使用者对专利权的确定和违反专利权的风险其后果自负。

技术委员会负责对标准进行适时修订，且每五年需进行复审。如不修订，或对标准重新确认，或将标准废止。无论是有关本标准的修订或是增加标准的建议，你都可向ASTM总部提出。你的建议将由对口的技术委员会召开会议，认真探讨，届时你可参会。如果你对会议结果不满意，可按下列地址报知ASTM标准委员会。

本标准的版权属ASTM 标准委员会。地址：100 Barr Harbor Drive ,PO Box C700，West Conshohocken ,PA 19428-2959 , United States。若需本标准的单行本（一份或多份复印件）可与上述地址联系，亦可通过电话610-832-9585 或传真610-832-9555 或e-mail: service@astm.org 与ASTM 联系获得，或登录ASTM网站（http：//www.astm.org）。

1、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金属材料拉伸试验方法（一）

2、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金属材料拉伸试验方法（二）

3、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金属材料拉伸试验方法（三）

4、ASTM E8/E8M – 09(中文版）金属材料拉伸试验方法（四）

【注：本信息除来源为“中国*热处理技术网”外，均来自互联网,由“中国*热处理技术网网友”提供,仅供读者参考。如果有涉及到版权问题,请发邮件到 admin@chte.org ,我们会及时删除或处理。】

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