拉伸冲击硬度试验方法标准的改进和问题.ppt

*,*,拉伸、冲击、硬度试验方法国际标准和国标的,改进及问题,宝钢工业检测公司检化验中心,(,宝钢股份公司检化验中心,),物理检测首席工程师,李和平,liheping,目录,ISO 6892-2009和GB/T 228-2010主要技术内容的变化及实施中的问题,(,及测量,r,值和,n,值得,GB5027,与,GB5028,和对应的ISO标准简介,),ISO 148-1:,2006(,2009,),和GB/T 229-2007主要技术内容的变化及实施中的问题（及ISO 14556：2000和GB/T 19748-2005简介）,GO,ISO 6508-1:2005和GB/T 230.1-2009主要技术内容的变化及实施中的问题（及ISO 6506:2005和GB 231.1-2009、ISO 6507:2005和GB 4340.1-2009及仪器化硬度简介）,GO,ISO 7438：2005和GB/T 232-2010主要内容和应用中的问题,GO,晶粒度夹杂物金相低倍检验标准及问题讨论,GO,国际标准制修订过程的现状和发现,GO,ISO 6892-2009和GB/T 228-2010 BACK,拉伸试验及ISO 6892-2009和GB/T 228-2010 各项指标的测试技术,引用标准（取样方法、试验机、引伸计、伸长率换算、结果修约）,GO,拉伸试验结果不确定度的评定,GO,ISO 6892-2009和ISO 6892-1998主要技术内容的变化及实施中的问题,GO,GB/T 228-2010 与 ISO 6892-2009主要技术内容的变化,GO,GB/T 228-2010与GB/T 228-200,2,主要技术内容的变化及实施需注意的问题,GO,拉伸试验容易出错的问题,GO,拉伸试验质量异议案例,GO,拉伸试验简介,拉伸试验机技术发展的三个阶段：,原始的不连续加载阶段,不带反馈功能的连续加载阶段,计算机控制的带反馈功能的阶段,5,原始的不连续加载拉伸机,从最早的,“,拉伸机,”,结构分析当时拉伸试验的目的和检测项目：,材料在多大的载荷断裂？,试样在断裂前会有多大伸长？,加载不连续,难以标准化,不带反馈功能通过油阀控制速度连续加载的试验机,拉伸试验方法标准是试验机在这个技术阶段开始制定的,试验方法标准中规定应力速率为,3,至,30MPa/s(6,至,60MPa/s,),是在这个技术阶段可行的规定。,而这时候规定的应力速度只能是平均应力速率：开油阀到速度合适后保持稳定并开始计时，到出现屈服后，根据从稳定到屈服的载荷差和时间差，计算平均应力速率。,有人在,“,应力速率,”,上混淆概念,。,详情请参考论文,“,拉伸冲击硬度试验方法标准的改进和问题,”,对照研究,ASTM A370,和,GB 228,标准。,GO,计算机控制的带反馈功能的阶段,从计算机控制的拉伸机时间与位移、引伸仪、应力曲线看控制方式,GO,(,时间和位移、引伸仪、载荷之间只能有一个是直线关系,-,式控制方,),有反馈功能的拉伸机不能采用应力控制拉伸（假应力控制方式）,横梁位移控制方式,应变（引伸仪）控制方式,-,位移,拉伸试验各项测量指标的计算方法,计算机控制的拉伸试验机，试验过程中会采集时间、载荷、横梁位移、引伸仪的原始数据，通常采集的频率几十赫兹。,有了这些原始数据，就可以计算出应力、应变、横梁位移等参数随时间变化的数据，画出应力,-,应变曲线和各种其他曲线，分析确认试验过程的实际控制方式。,根据应力,-,应变曲线可以计算设定条件的弹性模量和非比例屈服强度等。,原则上讲，只要有了原始数据，可以计算任何有明确定义拉伸试验指标（只有,Rr,0.2,有些特殊，不是根据常规拉伸曲线计算的）。举例,GO,引用标准（取样方法、试验机、引伸计、伸长率换算、结果修约）,取样方法有引用标准,ISO 377(GB 2975),；但是，优先权更高的是相应的产品标准。,试验机引用标准,ISO 7500(GB 16825),；,引伸计引用标准,ISO 9513(GB 12160),；,但是，需要说明每年按试验机引伸仪标准校验，只能解决合法性，不能解决有效性。我这么多年遇到过很多拉伸质量异议处理的案例，只有一次可以算作涉及到第三方实验室的校验问题,其余的都是有效性出问题了；要有效的控制试验质量，需要采用稳定性均匀性好的无证标样或者称内部控样（标样成本高，必要时才采用）。,伸长率换算引用标准,ISO 2566(GB 17600),。在需要时可以采用换算方法得到不同标距试样之间伸长率换算关系；但是，应注意避免换算标距不要差别太大，另外用短标距换算长标距的伸长率风险较小,反之风险大,(,详细情况请参考,理化检验,-,物理分册,2008.1,“,拉伸试验机自动测量断后伸长率面临的难题和解决办法,”,),GO,。,试验结果修约通常按照拉伸方法标准的规定；但是，进行产品研究或方法对比的拉伸试验结果，应该减小修约间隔，避免因为修约增加测量不确定度。,拉伸试验结果不确定度的评定,关于拉伸试验测量不确定度评定，,ISO 6892-2009,与,GB228-2010,的基本态度不同：,ISO 6892-2009,附录,J,说明了不用标样，难以测算试样对中及夹头等因素对于测量结果的影响，所以，推荐采用内部控样进行质量控制。,附录,J,最后一段指出很多例子说明没有标样难以可靠测算测量不确定度；所以在处理质量异议等需要可靠的测量不确定度的情况下，推荐采用有证标样或者无证标样；如果无标样可用，则需采用合适的比对试验评估测量不确定度。,这一段内容是本人根据我们,2004,年论文提出的，与国际比对试验的结论一致，被,ISO 6892-2009,采用。,GO,而,GB 228-2010,仍然采用测量指标的计算公式评定,“,测量不确定度,”,：,R,m,=F,m,/S,0,。具体讨论可参考,“,借助准标样测算拉伸试验测量不确定度的方法,”,理化检验,-,物理分册,2005.6,GO,常见的拉伸试验结果不确定度的评定方法的问题,GB/T228-2002,的附录,K,中提出了下列引起拉伸试验测量不确定度的原因：,1.,材料的不均匀度；,2.,试样的几何形状、制备方法和公差；,3.,夹持方法和施力的轴向性；,4.,拉伸试验机和辅助测量系统（刚度、驱动、控制、操作方法）；,5.,试样的尺寸的测量、标距的标记、引伸计标距、力和伸长的测量；,6.,试验的各阶段中的试验温度和加载速率；,7.,人为的或与拉伸性能测定相联系的软件的误差。,有很多用直接校验结果评定不确定度的文献，估算拉伸试验的测量不确定度基本上只考虑了上述因素中的第,5,项（,GB228-2010,考虑了第,6,项半项,-,速率）,.,因为评定测量不确定度的基本原则是,:,不重复不遗漏各项重要因素,;,那种根据,“,强度,=,力,/,面积,”,计算公式估算测量不确定度的方法是不可靠的,ISO 6892-2009和ISO 6892-1998主要技术内容的变化及实施中的问题,ISO 6892-2009最重要的技术内容变化是增加了方法,A,。,方法,A,推荐的测量屈服名义应变速率：,0.00025/s,20%,方法,A,推荐的测量抗拉名义应变速率：,0.0067/s,20%,方法,A,的理由、进步和问题,理由：对于具有反馈控制功能的拉伸机，速率控制可以达到较高水平，标准缩小速率范围可以改善测量再现性。,进步：大幅度缩小了速率范围（,Max/Min,从,10,减小到,1.5,），改善了测量结果的再现性。,问题：测量结果与前版标准（及方法,B,）测量结果不一致。,实际上一些钢铁厂和汽车厂早已采用规定测量屈服采用,5%Lc/min,，测量抗拉采用,40%Lc/min,的办法改善再现性，而且保持了测量结果的一致性。下一版,ISO 6892,如果要删除方法,B,，必须慎重解决此问题。,此外降低了试验速率，可能需要增加试验机（卖方欢喜买方愁）也是问题。,此外附录,A,关于计算机控制拉伸机的推荐内容是厂商应遵守的规范，也是用户验收的依据。试验机需要能够导出原始数据分析再现（,4-5,列和表头）,ISO 6892-2009附录,F,根据刚度估算横梁位移速率？,附录,F,给出了根据刚度估算对应设定应变速率的横梁位移速率的计算公式：,但是，严格地说，这个做法有缺陷：,1,曲线形状不同，上屈服会不同，无法通过考虑刚度解决；,2,测量实际试样不同于测量拉伸机刚度时的状态。,通常不需要采用此附录,直接采用名义应变速率和,Lc,计算不会显著影响结果,;,如要避免超出,20%,引起争议,可采用,1.2,乘以按名义应变速率计算横梁位移速率,.,根据柔度修正的依据？,公式中,S,表示衡量位移；,如果,L,表示试样平行部分或者引伸仪伸长；,KF,表示由于载荷和拉伸机柔度引起的位移。,如果,L,表示引伸仪伸长，引伸仪标距外部分试样的变形如何考虑修正？,如果,L,表示平行长度部分伸长；,那么，,L,的数据如何取得？如果不知道真实数据，如何评判是否在允许范围？,如果速率差三倍，结果差,3%,，速率差,30%,能有多大影响？,GB228-2010,引言中关于推荐应变控制模式的文字,感觉像是为卖拉伸机而,”,忽悠,”,。实际上,如果试样形状不好或者在刚度修正问题上发生了争议怎么办？,如果试样形状不好，试样应变速率与名义速率差别大需要修正时，根据试样的实际拉伸曲线，计算从屈服强度一半到屈服强度范围的平均应变速率，相应地设定位移速率是更可行的办法。,GO,如果有人说,“,试样的塑性应变速率随不同试样验机和不同试样尺寸可相差几倍到几百倍,”,，似乎非考虑刚度修正不可时，,请用实测数据验证从屈服的一半到屈服范围内的平均应变速率与目标值的偏差范围。,请注意在纯弹性段，拉伸速率不影响测量结果！,根据试样实际测量曲线测算调整方法举例,实际拉伸试验过程中，名义应变和实际的平均应变会有差别（通常实际平均应变比位移控制的名义应变小），必要时可以通过分析同类试样的实际拉伸试验原始数据，计算出差别，作为调整的依据。,因为影响屈服强度测量的速率是从屈服强度的一半到屈服强度范围内的速率（而从开始拉伸到屈服强度一半范围内采用任何拉伸速率都不影响测量结果）。,所以可以根据原始拉伸数据计算出平均应变速率。,比较计算出的应变速率和位移速率所反映的名义应变速率，就可以计算出调整比例。,具体例子,GO,GB/T 228-2010 与 ISO 6892-2009主要技术内容的变化,GB/T 228-2010根据ISO 6892-2009修订，在烟台会议上我们提议增加方法,C,采用横梁位移控制方式，推荐测量屈服速率为,5%Lc/min,，测量抗拉速率为,40%Lc/min,，提议增加采用类似于硬度试验国际标准借助标样测算测量不确定度的附录。得到了多数代表赞同。上海审定会通过了方法,C,的内容。,2009,年主要起草单位请,Zwick,到首钢演示并讲述制定,ISO 6892-2009,的一些考虑。他们不赞成增加方法,C,，担心有了方法,C,，不大会有人用方法,A,。,大多数与会代表当时不清楚,Zwick,所演示,“,应力速度,”,不是应力速率而是位移速率（弹性段应力速率接近设定值）。,GO,首钢帮助提供原始数据文件，分析发现了问题，我给,Zwick,演示者发邮件提出问题，说明应力速率规定的历史，应该是平均应力，演示在速率不影响测量结果的纯弹性段应力速率接近设定值，而在真正影响测量结果的弹塑性应力速率远远小于设定值。对方回应是过去标准规定不合理。同年在日本参加,ISO,会议时，再次交流，才发现对方并不是不了解。具体情况参考,拉伸、冲击、硬度试验方法国际标准改进和问题,GO,GB/T 228-2010与GB/T 228-200,2,主要技术内容的变化及实施需注意的问题,技术内容的变化类似于前面介绍的,ISO 6892-2009,的内容变化。,关键在于方法,C,时明确地列出还是隐含在方法,B,中实施。,为什么方法,B,实际上应采用方法,C,？因为：,1,、现在的拉伸机绝大多数是带反馈功能的拉伸机，采用反馈功能的拉伸机不宜采用应力控制方式（,ASTM A370,）而宜采用位移控制方式。,2,、方法,B,规定的测量屈服的应变速率,0.00025/s,至,0.0025/s,对于有反馈控制功能的拉伸机范围太大，不利于测量结果的再现性；而方法,C,相当于规定测量应变的速率为,0.00083/s,，既符合方法,B,的要求又避免了测量结果再现性差的问题，还符合,ASTM A370,要求，保持了执行不同标准测量结果的一致性。,为什么不推荐用应变控制方式？因为：,应变控制方式是以引伸仪信号作为反馈控制信号，如果屈服发生在标距外或者引伸仪故障都可能造成设备失控，引起事故。,实际上往往发现试验机厂销售经理在炒作应变控制概念而调试维修工程师却告诉用户采用位移控制方法。,另一个问题，需要评判真实的测量不确定度时不要相信根据,R,eH,=F,eH,/S,0,估算结果,!,20,21,拉伸试验容易出错的问题,由于受力轴向性不良丢失上屈服尖峰,拉伸机测量放大和记录系统对于拉伸曲线的峰和谷产生明显滤波作用造成偏差,拉伸速度对于测量结果的影响,面积测量偏差,(,两面平头千分尺测量厚度偏大,),试样形状对于延伸率的影响,断裂位置对于延伸率的影响,22,由于受力轴向性不良丢失上屈服尖峰,23,拉伸机测量放大和记录系统对于拉伸曲线,的峰和谷产生明显滤波作用,24,两种拉速条件下屈服强度的差别,(,钢铁和汽车行业通常采用,5%/min,测量屈服,),Steel Grade,Lab.,Rate mm/min,R,p0.2,Difference,DC54D+ZF,宝钢,6,144.3,3.4%,2,139.5,第三方实验室,6,143.3,4.3%,2,137.3,H180YD+ZF,宝钢,6,201.2,1.3%,2,198.6,第三方实验室,6,195.9,1.9%,2,192.2,25,面积（特别是薄板厚度）测量,很多试验室用两边都是平头的千分尺测量薄板的厚度，这种测量方法很难测量准确。,因为钢板的表面不是理想的平面，微观上是凹凸不平的，用两边都是平头的千分尺测量，厚度会偏大。,需要用一边平头另一边圆头的数显壁厚千分尺测量。,奔驰北京公司委托某著名第三方实验室检验的情况,26,肉眼看似平面实际测量表面粗糙度轮廓凹凸不平,27,试样形状对于延伸率的影响,28,断裂位置对于延伸率的影响,(,详细内容见,“,拉伸试验机自动测量断后伸长率面临的难题及解决办法,”,理化检验,-,物理分册,2008.1),GO,试样号,抗拉强度,MPa,断裂位置,A,自动测量,A,手工测量,1,298,中部,50.9,51.0,2,298,中部,52.3,52.0,3,287,标外,21.7,43.8,4,292,标外,24.7,45.4,5,290,标端,35.6,41.8,6,293,标端,35.0,42.8,29,屈服点延伸测量遇到的问题,BACK,30,质量异议举例之一（某汽车公司）,按照宝钢和某汽车公司领导达成的协议，为推进汽车钢板国产化，宝钢,2000,年提供钢板给该公司试冲认证,6,个汽车零件，已经试冲了,4,个零件，在试冲另外两个零件（前地板和前翼子板）之前，该公司规定要先测试材料的力学性能，该公司质保部实验室测试的结果屈服强度比宝钢质保书低约,20MPa,，于是停止试冲工作，认为宝钢钢板没有达到,120MPa,的要求。,31,宝钢与该公司测,St14-T,的典型结果,卷号,部位,方向,试验室,屈服,抗拉,延伸率,n,值,r,值,1101467,头,纵向,宝钢,2030,129,300,46,0.234,2.12,中,129,302,46,0.236,2.14,尾,136,302,44,0.234,2.16,头,45,度,133,303,43,0.234,2.12,头,横向,132,296,42,0.234,2.12,前地板,一汽,大众,110.4,277.7,43.0,0.26,2.19,111.3,277.8,42.8,0.27,2.23,前翼子板,109.4,280.0,42.6,0.26,2.19,32,.,宝钢与该公司协商，在同一块板上取,8,根试样,由该公司测试,2,根，,带回,6,根试样交给宝钢技术中心，,技术中心测试了其中的两根试样，,另外,4,个试样委托某第三方实验室测试。,三家测试的结果见下表：,33,序号,测试单位,屈服强度,MPa,抗拉强度,MPa,延伸率,%,1,汽车公司,111,273,41,2,112,270,44,3,宝钢研究院,137,293,46,4,138,298,43,5,第三方实验室,116,265,44,6,120,265,45,7,121,265,47,8,121,265,46,34,为了查清宝钢与第三方实验室的抗拉强度为什么不一致，备好试样到该实验室做比对试验。先在岛津产的,25,吨拉伸机上拉了两根试样，排除了拉伸速度及面积测量的差别后，这两个试样的抗拉强度还是明显低于宝钢试验室的测量结果；于是又说服材料所测试人员用国产,5,吨拉伸机再拉两根试样，测出的抗拉强度与宝钢的结果一致。,和该实验室商定，请他们尽快标定两台试验机在力小于,1,吨时力的偏差程度，并请他们一旦查明原因尽快通知我们，以便我们再送试样去试验验证。,35,该实验室告知他们已经查明了试验机的问题后。我们带试样去，先用内部控样拉伸，验证经过调整以后，该实验室,25,吨拉伸机测量的抗拉强度已与宝钢一致；,再用与上次试验相同的余样拉伸，结果与宝钢的结果一致。同一块板上加工的,18,根试样，不同设备测量的结果如表,3,。,（负责任的实验室）,表,3,：同一块钢板比对试验结果,试样号,测试单位,Rm,备注,A1,2030,292,A5,2030,292,B4,2030,293,B8,2030,293,A2,第三方,278,岛津,B7,第三方,278,岛津,A7,第三方,294,青山,B2,第三方,292,青山,A9,1420,293,B1,1420,290,A8,1420,287,B5,1420,288,A6,1580,290,B3,1580,290,B6,第三方,293,岛津修复,36,分析用户拉伸过程的数据文件，发现：,不仅抗拉和屈服强度比宝钢的低，而且在拉伸曲线上出现了上下屈服点。,而我们寄去的是,IF,钢试样，不应该出现上下屈服点；为了验证，我们在,1420,试验室用,Zwick 5,吨试验机拉伸与寄给一汽大众的试样同一块板同一批加工的试样，拉伸的结果与,2030,试验室的一致，而且没有上、下屈服点。,2030,、,1420,和一汽大众的测试结果如下表：,37,表,4,：同一块,IF,钢板上取的试样三个试验室的测量结果,试样号,材料,备注,测试单位,屈服强度,MPa,抗拉强度,MPa,延伸率,%,A1,IF,钢,无上下屈服点,2030,试验室,1420,实验室,142,300,43,A10,142,300,44,B4,140,300,42,B15,139,300,43,A6,有上下屈服点,用户,120.7,285.8,41.7,B2,127.8,290.5,41.8,38,分析一汽大众测量偏差的原因,比较表,4,中的试验数据，当时分析认为用户屈服和强度偏低可能有三个因素造成：,一、,试验机在小载荷下力偏低；,二、由于拉伸过程的控制方式存在缺陷，产生了假屈服点；,三、拉伸时设备调零不当。,39,分析拉伸过程数据文件，找出了产生假屈服点的原因：,拉伸过程中弹性段的速度比屈服段还要快！,40,用户拉伸应力,-,应变曲线,41,1420,拉伸应力,-,应变曲线,42,用户时间,-,应变曲线,43,1420,时间,应变曲线,44,假屈服的原因,按照当时国家标准的规定，弹性段的应力加载速度应在,330N/mm,2,.s-1,屈服段的应变速度应在,0.000250.0025/s,之间。,而分析用户拉伸过程数据，发现弹性段的应力速度达到了,385 N/mm,2,/s,对应的应变速率约,0.002/s,，而屈服段的应变速度只有,0.000266/s,，,拉伸过程的速度由快变慢，造成了假屈服点。,45,调零不当,Zwick,的专家到用户试验室，打印出拉伸机中的试验参数，检查发现设置了到预载荷后调零，这会使报出的屈服强度和抗拉强度系统地偏低预载荷的应力值。,纠正了这个问题之后，并设置拉伸速度为：,V1=30MPa/s;V2=0.0008/s;V3=0.008/s,。,测出的屈服强度和抗拉强度都与宝钢的测试结果一致。,46,改变测量,n,值的应变范围，结果一致,把测量,n,值的应变范围从,620%,改为,1020%,后，,n,值也与宝钢的结果一致。,至此，该用户测量屈服强度、抗拉强度、,n,值与宝钢结果不一致的问题得到了圆满解决并且建立起相互信任的关系。,这起质量异议得到圆满处理，要感谢用户和第三方试验室的诚信和配合。,47,拉伸质量异议案例之二：酸洗板,与前例不同，这个案例不仅存在测试的原因，而且存在用户测量的试样与宝钢的出厂性能不同的情况，如何分开不同的因素，消除用户对于宝钢诚信和测试能力的疑虑，是这类异议处理的关键。,无论是企业还是个人，如果诚信缺失，失去用户的信任是最大的失败。,48,2003,年,12,月，冷轧厂去长春进行用户服务的工程师带回的试样进行验证试验，这个钢卷是,2.5,毫米厚,SAPH440,热轧酸洗板，质保书延伸率,40%,，用户验收委托一个实验室测量延伸率,29%,，在同一块板上取样用户委托另一个实验室测量的延伸率为,30%,，,2050,试验室测量结果是,36%,。,这样的数据显示存在两方面的问题：试验室加工和测量的差别；材料性能变化。,49,加工和测量方面原因和,应变时效的影响,1.,试样平行长度与宝钢不同。,2.,最后一刀的切削量与宝钢不同。（原则上应该使加工硬化的影响最小化。）,应变时效是显著影响酸洗板屈服强度和延伸率的因素。,50,酸洗板与对应的热轧板性能差异,实际上宝钢开始生产酸洗板不久，就发现了酸洗板的延伸率明显低于对应的同牌号同规格的热轧板。,当时，有人解释因为酸洗造成了延伸率降低。,后来我们做试验，结果证明并不是酸洗降低了延伸率，而是应变时效降低了延伸率同时提高了屈服强度。,通过验证试验，证明：酸洗不是造成延伸率下降的原因；,应变时效才是真正的原因,51,拉伸结果显示酸洗前后延伸率没有显著变化，数值列于下表：,SPHC,平整板酸洗前后性能对比数据,状态,屈服,抗拉,均匀延伸率,延伸率,酸洗前拉伸,280,347,22.2,41.25,酸洗后立即拉伸,281,346,22.4,42,酸洗后在,100,烘,2,小时后拉伸,283,350,22.3,42.25,酸洗一天后拉伸,289,351,22.1,42.5,酸洗五天后拉伸,289,349,21.3,41.25,52,试样编号,Rp0.2,ReH,ReL,Rt0.5,Rm,Ag,A(50),热处理状态,1,234.2,236.0,223.8,227.3,342.0,22,52,常规拉伸,6,238.5,239.9,227.9,230.2,344.5,22,53,常规拉伸,11,235.1,236.3,223.4,228.8,342.9,22,52,常规拉伸,3,303.4,316.5,290.3,304.5,363.0,16,41,2%,变形时效,2001,小时后拉,8,305.9,328.5,298.4,300.9,364.4,17,45,2%,变形时效,2001,小时后拉,13,304.3,337.4,292.7,303.1,362.9,16,47,2%,变形时效,2001,小时后拉,2,254.0,256.9,245.0,251.1,345.2,21,51,不变形时效,200 1,小时后拉,7,258.4,261.9,249.4,253.3,347.5,22,51,不变形时效,200 1,小时后拉,12,252.6,257.7,248.8,250.6,346.5,22,53,不变形时效,200 1,小时后拉,5,242.6,244.3,352.6,20,50,2%,变形后拉伸,10,242.0,244.7,351.0,20,48,2%,变形后拉伸,15,239.4,242.9,350.9,20,52,2%,变形后拉伸,53,低强度酸洗板应变时效的条件,热轧板酸洗前后要经过把钢卷展平再把展平酸洗后的钢板卷成钢卷，这过程中为了保证板型还需要施加一定的平整量，结果使酸洗板产生了一定的塑性变形；,出厂检验在酸洗板生产出来之后很快进行，来不及时效，而用户验收时可能已经有足够的时间使经过塑性变形的低强度酸洗板发生应变时效作用，而表现为屈服强度升高、延伸率和均匀延伸率降低。,质量异议案例小结,BACK,发生质量异议的几种情况：,一是取样、制样、测量等环节中存在问题,处理质量异议需要能够查明问题出在哪。,另一种是双方测量都没有问题,但是,双方测量的试样的结果确实不同。比如,案例中的低强度酸洗板应变时效会使用户测量结果与出厂检验的不同,;,宏观夹杂物取样检测到的概率极低,断口和低倍等检验会出现问题,.,我国还有一种比较常见的问题,:,产品标准 或者供货协议规定不合理,可以导致大量的质量异议,造成人力物力的浪费。,冶金标准化与质量,45,卷第,2,期上的,“,我国钢铁产品标准中存在的三类检验问题初探,”,可作为抛砖引玉的砖，希望大家能够关注和思考这方面的问题。,GO,ISO 10113:2006,和,ISO 10113:1991 r,值国际标准内容,塑性应变比的定义：宽度方向真应变与厚度方向真应变的比。,因为薄板厚度方向真应变测量困难，根据体积不变原理推导出实际应用的公式。,推导公式隐含的条件对于试样的要求：均匀变形；但是哑铃试样可能不满足。,虽然标准允许横向引伸仪只测量中部一处,但是,对于哑铃形试样不如多点接触取平均值的方式好,.,ISO 10113:2006,和,ISO 10113:1991 r,值国际标准内容的变化,规定测量的应变范围,:,这项规定合理，可以改善测量结果的重复性和再现性。而下面的三项改变值得讨论,:,改变了纵向真应变的公式,改变了横向真应变的公式,改变了工程应变的公式,这些规定是为了与手工测量的情况一致，但是这样的改变对于自动测量并不合理，这样改变使影响,r,值测量的因素多，测量不确定度增大，而且弹性变形分量并不是影响测量结果的重要分量。,而标准这样改变，如果遇上只看标准字面而不了解测量实际的评审员，会给试验室带来麻烦。（因为已有的拉伸机按当时的标准，不符合新标准）,钢铁产品试验室可以说的理由：材料没有表现出不均匀变形。,GB 5027-2007,和,GB 5027-1999,及,ISO,10113,r,值国际标准内容的变化,GB 5027-1999,写,“,取样方向一般为,0,度、,45,度和,90,度,”,；,GB 5027-2007,取消了这项规定，因为很多产品只需要测量一个方向的,r,值。,GB 5027-1999,写,“,一般采用,15%,或,20%,工程应变水平,”,；,GB 5027-2007,取消了这项规定，因为方法标准根据测量原理应该规定应变水平在应变硬化阶段（屈服平台和均匀延伸率之间），而不应规定具体的两个应变水平。,(GB 5027-1999,这项规定可能是来源于翻译差错,),GB 5027-2007,内容基本与,ISO 10113:2006,标准相同，但是在,9.2,节写法是不同的：,ISO 10113,写,“,对于不均匀塑性应变的材料，要采用以下的方法,(shall be used),”,；,GB 5027,写,“,对于不均匀塑性应变的材料，用下述方法可以给出可再现性的结果,”,。避免原有拉伸机软件不符合新标准造成的问题。,ASTM E517,至今不采用,ISO 10113:2006,的去除弹性分量的应变定义，显示出,ASTM,标准管理体制稳健和平衡。,r,值与钢板轧制方向角度的关系举例,执行测量,r,值标准方法存在的问题,手工测量,r,值方法的问题：,Lo,和,L,的测量不确定度？,自动测量,r,值方法的问题：,Le,的位置和精度，软件的计算方法。,详细内容见,“,r,值测量不确定度测算方法及对金属学会推荐方法的商榷,”,冶金分析,2008,年增刊,2,GO,r,值通常只有冷轧板才要求测量，因为冷轧板的织构造成了冷轧板不同方向试样的,r,值 不同。,ISO 10275:2007,和,ISO 10275:1993 n,值国际标准内容及变化,两个版本依据的基本公式是相同的（只是,K,和,C,符号变化）。,对于应力的定义也是,相同,的。,但是对于应变的定义发生了变化。,对于一般钢板，改变不影响测量结果；而对于双相钢小应变范围（,4%-6%,）有约,5%,的影响。,这样的改变没有充分的理由，而会给试验室造成麻烦；,得益者显然是能按新标准编软件的拉伸机厂商。,好在美国和日本都已经发现了德国的问题。,GB 5028-2008,采用了相应的对策。,GB,5028-2008,与,ISO 10275:2007,n,值标准内容的异同,GB,5028-2008,是根据,ISO 10275:2007,标准制定的，所以，基本内容是相同的；,但是，因为发现了德国起草,r,值和,n,值国际标准时修改传统定义和公式会造成现有设备不符合新标准的问题，本人曾提出修改意见要求维持原定义和公式；但是除了应力公式改回之外，其它的都没有改。,GO,在制定,GB,5028-2008,时，我们提出了标准中容纳两种方法：原标准的方法和新国际标准的方法都包括在内，在烟台会议上得到了绝大多数代表的赞成。,原有的拉伸机和软件也没有因标准的更新而成为不合格产品。,GB5028-2008的公式(3)出了个印刷错误S=F/SoX(Le,+,L)/Le,“,+,”,误印为,“,X,”,了,n,值测量中发现的问题,:,曲线不是单调上升,BACK,不同应变范围,n,值会不同，拉伸速率影响,n,值,ISO 148-1:,2006(,2009,),和GB/T 229-2007,ISO 148-1:2006和ISO 148-1:1983主要技术内容的变化及实施中的问题,ISO 148-1:2009和ISO 148-1:2006主要技术内容的变化,ISO 148-1:2006和GB/T 229-2007主要技术内容的变化及实施中的问题,两种摆锤测量结果（KV,2,&KV,8,）之间的关系,两次能力验证数据引起的疑问和张庄等研究结果反映出的问题 GO,ISO 148-1:2006和ISO 148-1:1983主要技术内容的变化及实施中的问题,ISO 148-1:2006与ISO 148-1:1983相比，技术内容发生了很大的变化：,除了,V,形缺口试样之外增加了,U,形缺口试样（注意,U,形缺口深度,5mm,）。,除了摆锤曲率半径为,2mm,的冲击机之外增加了摆锤曲率半径为,8mm,的冲击机。,ISO 148-1:2006通过引用ISO 148-,2,，再通过ISO 148-,2,引用ISO 148-,3,，要求每年至少要用两个能量等级的,V,性缺口冲击标样校验冲击机。,这些变化中第三项内容对于试验室影响最大，实施很困难。,ISO 148-1:2009和ISO 148-1:2006主要技术内容的变化,ISO 148-1:2009与ISO 148-1:2006相比，主要技术内容的变化是增加了类似于硬度试验标准中的测量不确定度的内容。,采用,V,形缺口,（！）冲击标样和试样测算测量不确定度。,ISO 148-1:2006和GB/T 229-2007主要技术内容的变化,GB/T 229-2007与ISO 148-1:2006相比，最实质性的技术内容的变化，是通过引用,“,JJG 145-2007,摆锤式冲击试验机检定规程,”,，把国际标准要求用,V,形缺口冲击标样检验冲击机改成了可以用,“,弧形标准冲击试样,”,校验冲击机。,除了这项最重要的变化之外，GB/T 229-2007通过引用,“,JJG 145-2007,不要求用基准冲击机给冲击标样定值，而,ISO 148-3,要求用基准冲击机给冲击标样定值，强调结果的可溯源性。,ISO 148-1:2006实施中的问题,2001,年,8,月的,“,CNACL T008,金属夏比缺口冲击试验能力验证,”,采用,V,形缺口冲击试样，结果显示：,45,个实验室参加，按照,ISO148-2,和,GB,3808,标准测量偏差超,10%,不合格判断，有将近三分之一的实验室冲击机不合格，而且不合格的冲击机基本上都查明了具体原因。,GO,2004,年,10,月的,“,CNAL T0153,金属夏比冲击试验能力验证,”,采用弧形,“,缺口,”,冲击试样，结果显示：,72,个实验室参加，按照上述标准测量偏差超,10%,不合格判断，几乎所有的实验室冲击机全部合格（只有一个实验室高能量不合格，但是这个实验室的中、低能量标样的测量结果都合格）。,GO,这就引起了一个疑问：是三年后冲击机得到了大幅度提高还是,V,形缺口冲击试样能更多地反映冲击机的问题？,看到北京钢研总院张庄等人的论文（,“,美国标准冲击标样试验数据分析,”,，冶金分析 第,26,卷 增刊，,2006,，,162-164,），疑问得到确切的答案：,我们的溯源方法及存在的问题,我们采用以下措施建立冲击机的溯源链：,有一台,750J,的冲击机每年用美国,NIST,标样校验；,(,有效范围,2.5-600J,),制作两类,6,种能量等级的,V,形缺口内控标样；,用经过,NIST,标样校验的冲击机为,V,形缺口内控标样定值；,用,V,形缺口内控标样验证其它冲击机。,存在的问题：,一类标样能够确保塑性断口，但是存在轻微时效的缺陷；,另一类标样能够确保没有时效，但是，会有一定比例的试样会出现异常断口，需要按照,ASTM E 1271,的处理方法（剔出异常断口试样的数据）。,定值没有能够采用国家的基准冲击机，而是采用经,NIST,标样校验的冲击机。,70,V,形缺口冲击试验历史及问题,V,形缺口试验方法被广泛使用是研究大量的二战期间焊接船断裂惨重事故的成果。,从事这些研究的主力是 美国，研究成果确定为使用温度下,V,形缺口冲击功不能低于,15ft-lb(20.3J),，这是现在 纵向试样不低于,27J,横向试样不低于,20J,的依据。,其他国家借用美国的研究成果却难以忽略冲击机差别，这就是查明两种冲击机测量结果之间关系的意义。,71,有两种夏比冲击试验机,有两种摆锤冲击刀刃的冲击机,:ASTM&ISO(,包括,GB,JIS,DIN,等等,.).,ASTM-8mm ISO-2mm,72,四种矛盾的结论,ISO 148-1,中注明,“,一些材料在低能量区，两种冲击机的结果能够出现显著差异，锤刃为,2,毫米的冲击机测量结果能够高于锤刃为,8,毫米的冲击机,。,”,Tanaka.,等人的研究结论是锤刃为,8,毫米的冲击机测量结果高于锤刃为,2,毫米的冲击机,。,Siewert and Vigliotti,的研究结论是两种冲击机的测量结果几乎相同。,另一种没有通过论文形式发表的结论：研究的材料和结论各不相同，得不出统一的结论。,73,SS400,钢两种 摆锤在不同温度的冲击功曲线*,74,两种冲击机测量结果的基本关系,1.,下平台：,KV2,与,KV8,基本相同；,2.,在脆性转变区低能量范围：,KV2,”,能够,”,高于,KV8,，也能够低于，高于和低于都没有显著性差异,;,3.,在上平台塑性断裂为两截的情况下，,KV2,与,KV8,几乎相同；,4.,在上平台部分断裂部分弯曲的情况下，,KV2KV8,5.,少数钢在一定的温度范围，用,GB,冲击机打试样不断为两截而用,ASTM,冲击机打试样会断为两截。这种情况下,KV2,高于,KV8,。,在,ASTM,在线期刊上发表的研究结论论文,GO,ISO 14556：2000和GB/T