ICS77.040.10金屬材料高溫壓縮試驗方法國家標準化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標準化管理委員會IGB/T44030—2024 Ⅲ 1 1 1 1 3 3 5 6 7 ⅢGB/T44030—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標準化技術委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：中國科學院上海應用物理研究所、浙江省特種設備科學研究院、德陽市產品質量監(jiān)督檢驗所、中國航發(fā)北京航空材料研究院、深圳萬測試驗設備有限公司、山東駿程金屬科技有限公司、1金屬材料高溫壓縮試驗方法2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T7314金屬材料室溫壓縮試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T10623金屬材料力學性能試驗術語GB/T16825.1金屬材料靜力單軸試驗機的檢驗與校準第1部分：拉力和(或)壓力試驗機GB/T7314和GB/T10623界定的以及下列術語和定義適用于本文件。4符號和說明本文件使用的符號和說明見表1。2GB/T44030—2024表1符號和說明符號單位說明試樣a試樣原始厚度b試樣原始寬度d試樣原始直徑H約束裝置的高度h板材試樣無約束部分的長度L試樣長度試樣原始標距試樣原始橫截面積變形%規(guī)定塑性壓縮應變%規(guī)定總壓縮應變原始標距段受力后的實際變形原始標距段受力后的變形n變形放大倍數(shù)力FN實際壓縮力；無側向約束的試驗，F(xiàn)=F。F?N試樣上端所受的力N屈服時的實際上屈服壓縮力N屈服時的實際下屈服壓縮力FN摩擦力N對于脆性材料，試樣壓至破壞過程中的最大實際壓縮力；或對于塑性材料，指規(guī)定應變條件下的壓縮力FN規(guī)定塑性壓縮變形的實際壓縮力規(guī)定強度-屈服強度-抗壓強度-彈性模量N/mm2壓縮彈性模量N/mm2上壓縮屈服強度N/mm2下壓縮屈服強度N/mm脆性材料的抗壓強度；或者塑性材料的規(guī)定應變條件下的壓縮應力N/mm2規(guī)定塑性壓縮強度RN/mm2規(guī)定總壓縮強度溫度T℃進行試驗時的設定溫度或規(guī)定溫度T℃試驗試樣表面的測量溫度t保溫時間注：1N/mm2=1MPa。3GB/T44030—2024在高溫環(huán)境下通過對試樣軸向施加遞增的單向壓縮力，測定相關壓縮力學性能。6.1試樣形狀與尺寸6.1.1試樣形狀與尺寸的設計應滿足以下要求：——在試驗過程中標距內為均勻單向壓縮；——引伸計所測變形與試樣軸線上標距段變形相等；——端部不應在試驗結束前損壞。推薦使用圓柱體試樣(見圖1)、正四棱柱試樣(見圖2)、板狀試樣(見圖3)和帶凸耳板狀試樣(見單位為毫米標引符號說明：L——試樣長度[L=(2.5～3.5)d或(5～8)d];d——試樣原始直徑[d=(10～20)±0.05]。單位為毫米標引符號說明：b——試樣原始寬度。圖2正四棱柱試樣4/R:0.8其余GB/T44030—2024/R:0.8其余單位為毫米/Ra0.8-一L標引符號說明：L——試樣長度；a——試樣原始厚度；b——試樣原始寬度。單位為毫米Lo——試樣原始標距(L。=50±0.05);b——試樣原始寬度。6.1.2圖1和圖2為側向無約束試樣，L=(2.5～3.5)d和L=(2.5～3.5)b的試樣適用于測定Re、ReReHe、ReLe、Rmc。L=(5～8)d和L=(5～8)b的試樣適用于測定R6.1.3圖3和圖4為板狀試樣，應夾持在約束裝置中進行試驗。6.1.4試樣原始標距兩端距試樣端面的距離不應小于試樣直徑(或寬度)的二分之一。6.1.6板狀試樣無約束部分長度應根據(jù)被測材料的相關力學性能和約束裝置高度進行計算，壓頭在壓5GB/T44030—2024縮過程中不應接觸約束裝置。6.2試樣制備6.2.3板狀試樣厚度為產品厚度時，應保留原表面，表面不應有劃痕等損傷；試樣厚度為機加工厚度時，表面粗糙度應不劣于原表面的粗糙度。厚度(或直徑)在標距內的允許偏差為1%或0.05mm,取較小值。6.2.4圓柱體試樣按圖1加工，矩形截面試樣按表2機加工，棱邊應無毛刺。表2矩形截面試樣尺寸及允許偏差單位為毫米厚度d長度L允許偏差圖號H+h士0.05圖4H+h士0.05圖3(2.5～3.5)b或(5～8)b或(1～2)b士0.05圖27試驗設備7.1.1試驗機準確度應為1級或優(yōu)于1級，應符合GB/T16825.1要求。7.1.2試驗機的上下壓板的工作表面應平行，平行度不低于0.0002:1mm/mm(安裝區(qū)域100mm范圍內),壓板材料應在試驗溫度下有足夠的硬度和抗氧化能力，防止在最大載荷作用下產生塑性壓痕或7.1.3硬度較高的試樣兩端應以合適的硬質材料作墊板，試驗后，板面不應有永久變形。墊板上下兩端面的平行度應不低于0.0002:1mm/mm,表面粗糙度Ra不應大于0.8μm。調平墊塊；進行脆性材料試驗時，應使用可承受試驗溫度且便于觀察的防護罩或鐵紗將試樣罩于其注：約束裝置是指用于側向支撐在板狀試樣上，防止試樣壓縮過程中發(fā)生屈曲，且不影響軸向變形的裝置。7.2.4附加裝置應符合GB/T7314要求，且在高溫下不應有變形。7.3引伸計引伸計應符合GB/T12160的要求，測定壓縮彈性模量時應使用不低于0.5級的引伸計，測試規(guī)定塑性壓縮強度、總壓縮強度、壓縮屈服強度的引伸計應使用不低于1級的引伸計。測定壓縮彈性模量和6GB/T44030—2024規(guī)定塑性壓縮應變小于0.05%的規(guī)定塑性壓縮強度時，建議采用平均引伸計。7.4.1加熱裝置應能使試樣加熱到規(guī)定溫度T,本文件推薦使用輻射加熱爐。7.4.3測量溫度T;和規(guī)定溫度T的允許偏差及溫度梯度見表3。表3溫度的允許偏差及溫度梯度℃℃溫度梯度℃T≤600士33600<T≤800士44800<T≤100051000<T≤110067.5.1溫度測量系統(tǒng)應檢定合格，如根據(jù)經驗得知加熱裝置與試樣的相對位置可確保試樣溫度的變化符合表3的規(guī)定，熱電偶的數(shù)目可減少，但應至少確保一支測溫熱電偶與試樣表面保持良好熱接觸并應避免加熱體對熱電偶直接熱輻射。7.5.2溫度測量裝置的最低分辨力為1℃,允許誤差應在±0.004T或±2℃內，取較大值。8試驗條件8.1.1矩形截面試樣的厚度和寬度，應在原始標距中點測量，圓柱體試樣應在原始標距中點處兩個垂直的方向上測量直徑，取其算術平均值。量具或試樣測量裝置的分辨力按表4選取，根據(jù)測試尺寸計算的原始截面積，至少保留4位有效數(shù)字。表4量具或測量裝置的分辨力試樣橫截面尺寸分辨力不大于0.1～0.5>0.5～2.0注：試樣橫截面尺寸包括矩形截面試樣的厚度和寬度、圓形截面試樣的直徑。7GB/T44030—20248.1.2測量帶凸耳板狀試樣時，原始標距為兩側面的每一側面兩凸耳沿試樣軸線方向的內側距離和外側距離總和的1/4。測量時量具不應靠近凸耳根部。安裝試樣時，試樣兩端應涂石墨潤滑劑，并使試樣與上下夾具平行對中。板狀試樣使用約束裝置8.3.2在試驗過程中，試驗溫度的允許偏差及溫度梯度應符合表3規(guī)定。8.4.1試驗過程采用應變控制時，設置應變速率為0.005min-1[(0.005±0.002)min-1];采用載荷控8.4.2采用橫梁位移速率控制時，應保持恒定的橫梁位移速率，以達到在試驗過程中需要的平均應變速率。8.4.3在試驗過程中恒定的橫梁位移速率并不一定保證試驗過程中的恒定應變速率。無論采用哪種9性能測定根據(jù)材料的規(guī)定塑性壓縮強度Rpo.2(或下壓縮屈服強度)及板材厚度來選擇夾緊力。一般使摩擦力F:不大于Fp?.2估計值的2%;對于極薄試樣，允許摩擦力達到Fpa2的5%。在保證試驗正常進行的9.2板狀試樣實際壓縮力(F)的測定9.2.1試驗時自動繪制力變形曲線，一般初始部分因受摩擦力影響而并非線性關系。當力足夠大形曲線的真實原點。過O點做平行原坐標的直線，即為修正后的坐標軸，實際壓縮力可在新坐標系上直接判讀，見圖5。原坐標系為O'-F?△L。,修正后的新坐標系為O-F△L。8GB/T44030—2024圖5用圖解法確定實際壓縮力F9.3規(guī)定塑性壓縮強度(Rpc)的測定9.3.1一般采用力-變形圖解法測定規(guī)定塑性壓縮強度(Rpc)。力軸的比例應使所有的F點位于力軸的1/2以上，變形放大倍數(shù)選擇應保證圖6中的OC段長度不小于5mm。在自動繪制的力-變形曲線圖上，自O點起，截取一段相當于規(guī)定非比例變形的距離OC(eLo·n),過C點做平行于彈性直線段的直線CA交曲線于A點。其對應的力Fp為所測規(guī)定塑性壓縮力(見圖6)。規(guī)定塑性壓縮強度按公式(3)計算：9.3.2如果力-變形曲線無明顯的彈性直線段，應采用逐步逼近法。先在曲線上直觀估讀一點A。,約為。兩點，其分別對應的力0.1FAo0.5FAo,作直線G?Q。,按9.3.1法過C點作平行于G?Q。的直線CA?,交曲線于A?點，如A?點與Ao點一般可以用于圖解確定其他規(guī)定塑性壓縮強度的基準。如A?點未與A。點重合，需要按照上述步驟進行進一步逼近。此時，取A?點對應的力FAi來分別確定0.1FA1、0.5Fai對應的點G、Q,然后如前述過C點作平行線來確定交點A?。重復相同步驟直至最后一次得到的交點與前一次的重合。a)無側向約束試驗b)有側向約束試驗圖6圖解法求F9GB/T44030—20249.4規(guī)定總壓縮強度(Rte)的測定一般采用力-變形圖解法測定規(guī)定總壓縮強度(Rc)。力軸按9.3.1規(guī)定，總壓縮變形一般應超過變形軸的1/2以上。在自動繪制的力-變形曲線圖上，自O點起在變形軸上取OD段(e·L?！),過D點作與力軸平行的DM直線交于曲線M點，其對應的力F為所規(guī)定總壓縮力(見圖8)。規(guī)定總壓縮強度按公式(4)計算：Re=Ft/S?…………(4)a)無側向約束試驗b)有側向約束試驗圖8力-變形圖解法測定Ft9.5上壓縮屈服強度(ReHc)和下壓縮屈服強度(Re)的測定在力-變形曲線圖上，判斷力首次下降前的最大實際壓縮力(FeHc)和不計初始瞬時效應時屈服階段的最小實際壓縮力(Fac),再分別除以試樣原始橫截面積S。,得到上壓縮屈服強度和下壓縮屈服強度。9.6抗壓強度(Rme)的測定試樣壓縮至破壞，從力-變形曲線圖上確定的最大壓縮力Fm.,抗壓強度按公式(5)計算： (5)GB/T44030—20249.7壓縮彈性模量E.的測定用力-變形圖解法測壓縮彈性模量，如圖8,在力-變形曲線圖上，取彈性直線段的J、K兩點(點距離盡可能長),讀出對應的力值F,、Fk,變形△Lj、△Lk,按公式(6)進行計算。Fk——力-變形曲線上K點的力，單位為牛(N);F,——力-變形曲線上J點的力，單位為牛(N);L?！嚇釉紭司?，單位為毫米(mm);△Lk——力-變形曲線上K點的變形量，單位為毫米(mm);△Lj——力-變形曲線上J點的變形量，單位為毫米(mm);S?——試樣原始橫截面積，單位為平方毫米(mm2)。……10試驗結果數(shù)值修約試驗結果應按照相關產品標準要求進行修約，如沒有具體規(guī)定，應按照以下要求進行修約：a)強度性能修約至1MPa;b)壓縮彈性模量測定結果保留3位有效數(shù)字，修約的方法按照GB/T8170進行。11試驗結果處理11.1出現(xiàn)下列情況之一時，試驗結果無效，應重做相同數(shù)量的試驗：a)試樣未達到試驗目的時發(fā)生屈曲；b)試樣未達到試驗目的時，試樣端部局