GB／T 228.4-2019标准规范下载简介

GB／T 228.4-2019 金属材料 拉伸试验 第4部分：液氦试验方法简介：

GB/T 228.4-2019是中华人民共和国国家标准，全称为《金属材料 拉伸试验 第4部分：液氦试验方法》。这份标准详细规定了在极低温度（如液氦温度，大约为-269℃）下对金属材料进行拉伸试验的方法和步骤，主要用于研究金属材料在极低温度下的力学性能，如强度、塑性等。

液氦试验方法主要适用于那些需要在低温环境下使用的金属材料，例如航天航空、核能、低温运输等领域。由于在极低温度下，材料的性能会发生显著变化，因此该试验方法对于了解和预测这些材料在低温条件下的行为至关重要。

这份标准包括了试验设备的要求、试样的制备、试验条件的设定、数据的采集和处理，以及试验结果的报告等内容。通过这个标准，可以确保不同实验室在进行相同试验时，其方法和结果具有可比性，有利于科学研究和工程应用的推进。

如果你需要详细的试验步骤和操作规范，建议查阅完整的GB/T 228.4-2019标准文档。

GB／T 228.4-2019 金属材料 拉伸试验 第4部分：液氦试验方法部分内容预览：

GB/T 228.42019

GB/T228的本部分规定了在液氨氮温度（沸点是一269C或4.2K，指定为4K）下金属材料拉伸试 验方法的原理、定义、符号和说明、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定和试验报告。 本部分适用于金属材料液氨温度拉伸性能的测定。也可适用于需要特殊设备、较小试样以及涉及 居齿形屈服、绝热增温和应变速率影响的低温（温度小于一196℃或77K）拉伸试验 注："He同位素的沸点为3.2K，一般情况下，液氮试验是在*He或含高浓度He的"He和"He的混合物中进行的 因此试验温度指定为4K

GB/T228.1和GB/T228.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 绝热增温 adiabaticheating 由于试样在一定条件下变形会产生内热，由塑性功所产生的热量并不能很快地消散于环境制冷剂 中而导致的试样温度的升高。 3.2 单轴应变 axial strain 在试样表面纵轴方向上对称或等间距位置的不同侧面测量的应变值。 注：纵向应变是由两个或多于两个的位于试样平行长度上中间部分的应变传感器所测量的。 3.3 弯曲应变 bendingstrain 试样的表面应变与轴向应变之间的差值。 注：试样的弯曲应变在沿着圆周的方向和平行长度的方向上各不相同

液氢温度下拉伸试验用典型的低温容器示意图

《停车场建设和管理暂行规定》本部分适用的符号和相应的说明见表1。

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在液氨温度（一269℃或4K）下对试样施加拉力一般拉至断裂，测定第4章定义的一项或几项低温 力学性能。

试验机准确度级别应符合GB/T16825.1的要求，并应为1级或优于1级。

6.1.2试验机的柔度

通常情况下，金属材料在液氨中的强度是室温下的两倍或更高。对于相同几何尺寸的试样，低温 下的容器、试样、加力系统零部件以及夹具都将承受更大的力。由于很多试验机的最大载荷不超 kN,建议设备在设计过程中能够满足附录A中所引用的小型试样中的一种

在拉伸试验中合适的系统同轴度是使弯曲应变最小化的基本手段，设备和夹具宜被调整至载荷作 用于精确加工的标定试样上的最大弯曲应变不宜超过GB/T34104中规定的轴向应变的10%，为使弯 曲应变降低到可接受的水平，应调整拥有调节功能的低温容器上的平衡调节器，或使用间距垫片来补偿 不可调的装置。对于一台合格的设备来说，应变的计算是依据标定试样在较低和最大载荷下的读数来 确定的。 可在室温和4K的温度下使用轴对称测量法检查试验设备是否合格。为完成设备的轴对称性试 检，试样的类型以及低温容器的选用应与实际低温试验相同，并且试样的分散性要尽可能的小。在加载 过程中试样在平行长度内不能发生塑性应变。在一些情况下有必要使用相对硬的、高强度的标定试样。 对于圆柱形试样，测量3个电阻应变计、引伸计或夹规在试样平行长度上的中间以及等间距的圆周 上的应变来计算3.3定义的最大弯曲应变。 对于正方形或矩形截面试样，测量两个平行面（相对面）中心位置的应变；对于薄板形试样，测量两 个宽面中心位置的应变。 对于螺纹或用销钉连接的夹具，可以依照以下步骤来评估试样偏心的影响，在保证夹具以及拉杆不 动的情况下，将试样旋转180°重复轴对称测量，然后计算最大弯曲应变和试样的轴向应变。如果用其 也的夹具或方法来评估试样偏心的影响应在报告中注明 拉伸试验中当在试样的唯一位置测量较小应变时，加载的不同轴性（可能由试样的机加工引起）是 起测量误差的主要因系。因此我们需要在试样的平行长度上取等间距的3个点（或者如果设备的对 中非常好，至少应取对称的两点)分别测量应变。最后报出在试样平行长度内中心对称的3个点或两个 点的应变平均值

6.2低温容器和支撑装置

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通常低温装置的加载框架需在现有试验机上定制以容纳市售的杜瓦瓶。低温装置宜采用可调节 纤，便于对中调整。

输送管需要真空绝热。因此需要真空泵、高压空

为了确保达到预定的试验条件就需要将液氨液面保持在一定高度，在常规试验中，由于试样是完全 漫泡在液氨中的，因此没有必要使用温度传感器来测量试样表面温度，但是需要液面指示器或仪表以确 呆在整个试验过程中试样完全浸泡在液氨中，可在低温容器中的一些参考点放置碳电阻器型开关指示 器以确保液面总是保持于试样以上，也可在低温容器内的垂直位置安装适当长度的超导线传感器用以 连续监视液面的高度

引伸计的准确度级别应符合GB/T12160的要求。测定规定塑性延伸强度、不连续屈服强度应使 用不劣于1级准确度的引伸计：测定其他具有较大延伸率的性能，应使用不劣于2级准确度的引伸计。 当测定规定强度时，应使用两个或多个引伸计，并尽可能地将引伸计专用刀口直接安装在试样的平 行长度段。 注1：如使用一个引伸计，需在报告中注明。 为了避免由于应变片发热而使应变片周围产生气泡从而影响测量信号，应适当调节应变系统中的 矫路电压使其不影响应变信号的测量。 注2：在试验过程中只要应变片周围的温度保持恒定，而且电压又不是高到足以引起液氨过于沸腾，应变片的自热 就不会成为间题， 用电容引伸计测量时，应使用可进行灵敏度调节的线性部分。 当测量4K温度的应变量时可将应变片直接粘结于试样表面。在低温下使用应变片时，应注意应 变片、基材材料以及粘结剂的选择和搭配。也应考虑到在应变还未到达规定塑性延伸强度时应变片粘 结松脱的情况

引伸计需要在室温及4K温度下进行校准。 对于在4K温度下的校准，可以使用长度测量装置 有垂直伸缩管的千分尺，将其低温端与引伸计安装好后浸泡于液氨中。如果校准结果是已知的而

被证明是精确、线性和可重复的，那么在每次试验之前的室温检查可以认为是对在4K温度校准的间接 验证。应定期地对引伸计进行在4K温度下的直接校准，在设备可能损坏或设备进行修理之后，重新校 谁更为重要

试样的形状和尺寸一般由产品的形状和尺寸决定

在4K温度下的标准试样为直径7mm且原始标距与直径的比值（L。/d。）为5的圆棒，两端 者台阶连接是常用的连接方法，且需要通过精确的机加工来满足6.1.5中的要求。 注：也可采用其他尺寸的圆比例试样

如果由于某些原因而不适合采用上述标准圆棒试样，可选用其他尺寸及横截面形状的试样，金属线 材由于直径很小是圆棒试样的一个特例，当线材的横截面积太小而不能满足原始标距与直径的比值 (L。/d。）为5的要求时，可采用更高的比值或使用非比例试样。板状试样的截面形状是矩形或方形，原 始标距与横截面积有L。=k/S。关系的试样称为比例试样。国际上使用的比例系数k的值为5.65或 更高的值（11.3），原始标距应不小于15mm。当试样横截面积太小，以致采用比例系数k为5.65的值 不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的值（优先采用11.3的值）或采用非比例试样 （GB/T228.1一2010的6.1.1)。圆棒和板状试样的实例参见附录A

当试样的直径较小时 程中都需要特别的小心，因为随着试样尺寸的减小

为了确保试样的选取对于产品来说具有代表性，拉伸试验的取样应在材料的最终条件下进行。 在原材料上认为最具有代表性的位置进行试样的切割，取样位置大致如下： 对于厚度或直径不大于40mm的产品，取样位置应在中心区域； 对于厚度或直径大于40mm的产品，取样位置在距表面与中心距离相等的位置

在低温容器安装试样时，应使仪器的信号线充分地松弛，这样在定位杜瓦瓶或后续试验时就不会发 生信号线被拉伸或卷曲的现象。 在对中过程中，应始终保持拉伸力低于材料弹性极限的三分之一。随后维持一个适当的力，确保在 冷却过程中试样仍然保持对中。 注：在降温过程中.为了维持对中而又避免试样发生不受控制的应变采用小载荷应力控制条件

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试样、引伸计和加力系统等不同部位结霜可能堵塞液氨输送管或引起试验力异常。为避免结霜，在 冷却之前应去除设备中的所有可能产生冷凝物的液体，可以使用空气喷射器或热吹风机彻底干燥仪器。 如果引伸计配有保护外壳，安装好引伸计以便液氨能自由的在引伸计的活动范围内流动，从而避免气泡 的附着和与其相关的噪音。 安装杜瓦瓶并向低温容器中注人液氮对设备进行预降温。在沸腾平息（达到热平衡）之后排空低温 容器中的所有液氮，然后向低温容器中输入液氨直到试样和夹具完全浸人液氨中。当系统在4K的温 度下达到热平衡之后就可以开始试验了。在试验过程中，试样应一直浸泡在液氨中。 注：气态氨比液态氮的热传导性能要低，因此试样完全浸泡在液氮中使温升对力学性能测量的影响最小

高的应变速率可能导致试样产 利于性能的测试，而低的应变速率文可能会延长试验 时间以及消耗更多的液氢

a）在0.2%塑性应变之后发生的锯齿现象

b）在0.2%塑性应变之前发生的锯齿现象

9.1原始横截面积（S.）的测定

试样的原始横截面积是通过对试样尺寸的适当测量而计算出来的，使用的长度测量仪器误差不应 超过0.5%或0.010mm，取其较大者

9.2原始标距（L,）的标

在试样平行长度内的适当位置可以使用墨水或划线器进行标记。在进行标记之后，需要对原始标 距进行测量，测量精确到0.1mm 对于延展性低的金属，如果在其平行长度上采用打点或划线的方法进行标记，可能会由于应力集中 而在标记位置断裂。为了避免这种情况，可以使用墨水在试样的平行长度内喷涂表面涂层，然后取适当 的间距在试样表面刮掉涂层从而达到标记原始标距的目的。也可以使用试样的台阶或试样的全长作为 原始标距来计算断后伸长率，在这种情况下有可能由于测量截面发生改变而产生误差，因此测量结果也 是有局限性的

9.3断后伸长率（A）的测定

GB∕T 36695-2018 土方机械 液压挖掘机燃油消耗量 试验方法断后伸长率测定应按照表1中给出的公式计算

9.4规定塑性延伸强度（Rm2）的测定

9.5不连续屈服强度（R，）的测定

9.6抗拉强度（R）的测定

9.7断面收缩率(Z)的测定

GB 51343-2018标准下载断面收缩率的测定应按照表1中给出的公式计算

试验报告中至少应包含以下内容： a）本部分编号。 b）材料的描述：材料的编号、制造、加工、热处理条件以及相关的冶金信息， ） 试样的描述：取样位置及取样方向、试样尺寸（包括横截面尺寸、过渡圆弧半径、平行长度）

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