国家标准 GB/T7314一2017 代替GB/T7314一2005 金属材料室温压缩试验方法 Metalliematerials一Copressiontestethodatroommtemperature 2017-02-28发布 2017-11-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/7314一2017 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T7314一2005《金属材料室温压缩试验方法》,与GB/T7314一2005相比主要技术内容变化如下 -修改了标准英文名称; 增加了GB/T8653和GB/T10623两个规范性引用文件(见第2章); 修改了术语和定义(见第3章修改了原理表述(见第4章) 修改了试样的图例,统一采用新的粗糙度标注方法(见图1,图2,图3图4); 修改了试验条件(见第8章)》修改了性能测定结果的数值修约间隔(见第10章); 删除了性能测定结果的不确定度要求(见2005年版第11章); 修改了试验结果处理(见第11章,2005年版第12章) 静改了试验报告部分内容《见第1章，5年版第13章) 删除了附录A(见2005年版附录A 本标准由钢铁工业协会提出本标准由全国俐标准化技术委员会(sAC/Tc183)归口本标准起草单位钢铁研究总院、国防科技大学、冶金工业标准信息研究院本标准起草人;周峰峦、高怡斐、,郑文龙、董莉本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T7314一1987,GB/T7314一2005
GB/7314一2017 金属材料室温压缩试验方法范围本标准规定了金属材料室温压缩试验方法的术语和定义、原理、符号和说明,试样,试验设备,试验条件,性能测定、性能测定结果数值的修约,试验结果处理和试验报告本标准适用于测定金属材料在室温下单向压缩的规定塑性压缩强度、规定总压缩强度、上压缩屈服强度、下压缩屈服强度、压缩弹性模量及抗压强度规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件件 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T10623金属材料力学性能试验术语 GB/T12160单轴试验用引伸计的标定 GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分;拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准 3 术语和定义 GB/T10623界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 屈曲bckIing 除通过压溃方式引起压缩失效外,以下几种方式也可能发生压缩失效由于非轴向加力而引起柱体试样在其长度上的弹性失稳 a b 柱体试样在其全长度上的非弹性失稳; 板材试样标距内小区域上的弹性或非弹性局部失稳， c 试样横截面绕其纵轴转动而发生的扭曲或扭转失效这几种失效类型统称为屈曲 d 3.2 单向压缩singleeompression 试样受轴向压缩时,弯曲的影响可以忽略不计,标距内应力均匀分布,且在试验过程中不发生屈曲 3.3 试样原始标距specienoriginalgaugelength 用以测量试样变形的那一部分原始长度,此长度应不小于宽度或直径 3,4 实际压缩力 realcompresionfore 压缩过程中作用在试样轴线方向上的力;对夹持在约束装置中进行试验的板状试样,是标距中点处
GB/T7314一2017 扣除摩擦力后的力 3.5 摩擦力frietionforee F 被约束装置夹持的试样,在加力时,两侧面与夹板之间产生的摩擦力 3.6 规定塑性压缩强度proofstrength;plastiecmpressionm R 试样标距的塑性压缩变形达到规定的原始标距百分比时的压缩应力表示此压缩强度的符号应以下脚标说明,例如Raa,Raa分别表示规定塑性压缩应变为0.01%,0.2%时的压缩应力原理通过对试样轴向施加递增的单向压缩力,测定相关压缩力学性能 5 符号和说明本标准使用的符号和相应的说明见表1 表1符号和说明单位符号说明试样试样原始厚度 mm mm 试样原始宽度试样原始直径 mm mm 试样长度试样原始标距 mm mm 约束装置的高度板材试样无约束部分的长度 mm 试样原始横截面积 S mmm 变形原始标距段受力后的变形 AI. mm % 规定塑性压缩应变规定总压缩应变变形放大倍数 F 试样上端所受的力实际压缩力;无侧向约束的试验,F=F F 摩擦力 F，规定塑性压缩变形的实际压缩力
GB/7314一2017 表1(续符号说明单位 F 屈服时的实际上屈服压缩力屈服时的实际下屈服压缩力 Fde 对于脆性材料,试样压至破坏过程中的最大实际压缩力;或对于塑性材料,指规定应变条件下的压缩力规定强度-屈服强度-抗压强度-弹性模量 N/mmm 规定塑性压缩强度 R N/mm 规定总压缩强度 R 上压缩屈服强度 N/mmm" eHe Ra N/mm 下压缩屈服强度 R 脆性材料的抗压强度;或者塑性材料的规定应变条件下的压缩应力 N/mm E N/mm 压缩弹性模量注:1N/mm'=1MPa 试样 6.1试样形状与尺寸 6.1.1试样形状与尺寸的设计应保证:在试验过程中标距内为均匀单向压缩,引伸计所测变形应与试样轴线上标距段的变形相等;端部不应在试验结束之前损坏本标准推荐图1、图2、图3、图4所示的试样,凡能满足上述要求的其他试样也可采用其中图1,图2为侧向无约束试样 L=(2.53.5)d和L=(2.53.5)6的试样适用于测定R、 R.,Ra,Rl,R;L=(58)d和L=(58)的试样适用于测定尺o、E;L=(1一2)d 和L=(1一2)6的试样仅适用于测定R -图3、图4为板状试样,需夹持在约束装置内进行试验 6.1.2试样原始标距两端分别距试样端面的距离不应小于试样直径(或宽度)的二分之一 0.O00 I0.001 Mal.6 R0.8 l士0.1 说明 -试样长度[L=(2.53.5)d或(58)d或(1一2)d],单位为毫米(mm); 试样原始直径[d- -(I0一20)士0.05],单位为毫米(mm). 图1圆柱体试样
GB/T7314一2017 回 0.0005 1:0.001 Ral.6 R0.8 L士0.1 说明: 试样长度[L=(2.5一3.5)6或(5一8)M或(1~2)],单位为毫米(n mm 试样原始宽度[b=(10一20)士0.05],单位为毫米(mm). 图2正方形柱体试样其余 Ral.6 0.O05 0.00 R0.8 说明: 试样长度[L=(H十h)士0.1],单位为毫米(G mm) -试样原始宽度(b=12.5士0.05),单位为毫米(mm) 图3矩形板试样 6.1.3板状试样长度按式(1)计算: L=H十h (1 板材试样无约束部分长度应根据被测材料的相关力学性能和约束装置高度进行计算,保证压头在压缩过程中不接触约束装置
GB/7314一2017 对称20.05 其余 Ral.6 图平团 Ru0.8 说明 -试样原始标距(L. =50士0.05),单位为毫米(Gn L0 mm); 薄板试样原始长度[L=(H十h)士0.05],单位为毫米(n mm 图4带凸耳板状试样 6.2试样制备 6.2.1样坯切取的数量,部位、取向应按相关产品标准或双方协议规定 6.2.2切取样坯和机加工试样时,应防止因冷加工或热影响而改变材料的性能 6.2.3板状试样厚度为原材料厚度时,应保留原表面,表面上不应有划痕等损伤;试样厚度为机加工厚度时,表面粗糙度应不劣于原表面的粗糙度厚度(或直径)在标距内的允许偏差为1%或0,.05mm,取其小值 6.2.4圆柱体试样按图1机加工,板状试样按表2机加工,棱边应无毛刺表2板状试样尺寸单位为毫米厚度图号宽度 12.5 图4 12.5 图3 el0 图2 注厚度小于的试样，一般把头部弯成“"形 0.3mm 6.2.5试样应平直从板卷或带卷上切取的试样,允许带有不影响性能测定的轻微弯曲 6.3试样贮存试验前,试样置应于干燥无腐蚀介质的室温下存放,并防止存放期间表面受到损伤和变形 6.4试样尺寸测量 6.4.1板材及正四棱柱体试样厚度和宽度,应在试样原始标距中点处测量;圆柱体试样应在原始标距中点处两个相互垂直的方向上测量直径,取其算术平均值量具或测量装置按表3选用根据测量的试样原始尺寸计算原始横截面积,至少保留4位有效数字
GB/T7314一2017 表3量具或测量装置的分辨力单位为毫米分辨力试样横截面尺寸不大于 0,10,5 0.001 0,002 0.52.0 >2.,010 0.01 >10 0.05 6.4.2测量带凸耳板状试样时,原始标距为两侧面的每一侧面两凸耳沿试样轴线方向的内侧距离和外侧距离总和的四分之- 测量时量具不应靠近凸耳根部试验设备 7.1试验机 7.1.1试验机准确度应为1级或优于1级,并应按照GB/T16825.1进行检验 7.1.2试验机上、下压板的工作表面应平行,平行度不低于1:0.0002mm/mm(安装试样区100mm 范围内) 试验过程中,压头与压板间不应有侧向的相对位移和转动压板的硬度应不低于55HRC. 7.1.3硬度较高的试样两端应垫以合适的硬质材料做成的垫板,试验后,板面不应有永久变形垫板上下两端面的平行度应不低于1;0.0002 mm/mm,表面粗糙度Ra应不大于0.8Mm 7.2力导向装置不满足7.1.2中平行度要求的试验机,应加配力导向装置(见图5) O. R0.8 a.6 图5力导向装置示意图
GB/7314一2017 7.3调平垫块试验机满足7.1.2、7.1.3,但偏心压缩的影响仍较明显时,可配用调平垫块(见图6). 7.4约束装置板状试样压缩试验,应使用约束装置约束装置应具备:试样在低于规定的力的作用下发生屈曲; 不影响试样轴向自由收缩及沿宽度和厚度方向的自由胀大;试验过程摩擦力为一个定值本标准推荐图7的约束装置凡能满足上述要求的其他约束装置也可采用 l士0.1 Ru0.8 Ru0.8 说明: -调平块直径(80); a.,h-调平块上下层厚度(a=12-我临,h=12+as). 图6调平垫块
GB/T7314?2017 ? ?: а; -; а; ; -λ?; -н? ?7????? 7.5 д??,л??,,????
GB/7314一2017 7.6引伸计 7.6.1引伸计应符合GB/T12160的要求测定压缩弹性模量应使用不低于0.5级准确度的引伸计测定规定塑性压缩强度,规定总压缩强度、上压缩屈服强度和下压缩屈服强度,应使用不低于1级准确度的引伸计 7.6.2测定压缩弹性模量和规定塑性压缩应变小于0.05%的规定塑性压缩强度时,应采用平均引伸计 8 试验条件 8.1对于有应变控制的试验机,设置应变速率为0.005min1 对于用载荷控制或者用横梁位移控制试验机,允许设置一个相当于应变速率0.005min的速度如果材料应变速率敏感,可以采用0.003 '的 3min 速度 8.2对于没有应变控制的系统,保持一个恒定的横梁位移速率,以达到在试验过程中需要的平均应变速率要求在试验过程中恒定的横梁位移速率并不能保证试验过程中恒定的应变速率无论采用哪种方法，都应采用恒定的速率,不准许突然的改变 8.3板材试样装进约束装置前,两侧面与夹板间应铺一层厚度不大于0.05mm的聚四氟乙烯薄膜,或均匀涂一层润滑剂,例如小于704m 石墨粉调以适量的精密仪表油的润滑剂,以减小摩擦 8.4板状试样铺薄膜或涂润滑剂之前,应用无腐蚀的溶剂清洗装夹后,应将两端面用细纱布擦干净 8.5安装试样时,试样纵轴中心线应与压头轴线重合 8.6除非另有规定,试验一般在室温10笔35C范围内进行对温度要求严格的试验,试验温度应为23C士5 性能测定 9.1板状试样夹紧力的选择根据材料的规定塑性压缩强度R0.a(或下压缩屈服强度)及板材厚度来选择夹紧力一般使摩擦力F不大于Fa估计值的2%;对极薄试样,允许摩擦力达到Fm.,的5% 在保证试验正常进行的条件下,夹紧力应尽可能小注;一般认为厚度小于0.3mm的试样为极薄试样 9.2板状试样实际压缩力(F)的测定 9.2.1试验时自动绘制力变形或者力应变曲线)曲线，一般初始部分因受摩擦力影响而并非线性关系见图7) 当力足够大时,摩擦力达到一个定值,此后摩擦力不再进一步影响力-变形曲线设摩擦力 F平均分布在试样表面上,则实际压缩力F用式(2)计算 F=F 9.2.2用图解法确定实际压缩力(F) 在自动绘制的力-变形曲线图上,沿弹性直线段,反延直线交原横坐标轴于o'",在原横坐标原点o'与o'的连线中点上,作垂线交反延的直线于O点,O点即为力-变形曲线的真实原点过O点做平行原坐标的直线即为修正后的坐标轴,实际压缩力可在新坐标系上直接判读(见图8)
GB/T7314一2017 9.3规定塑性压缩强度(R)的测定 g.3.1力-变形图解法测定力轴的比例应使所有的F点位于力轴的二分之一以上,变形放大倍数选择应保证图9中的0C段长度不小于5mm. 在自动绘制的力-变形曲线图上,自o点起,截取一段相当于规定非比例变形的距离OCeL n),过C点做平行于弹性直线段的直线CA交曲线于A点,其对应的力F为所测规定塑性压缩力(见图9) 规定塑性压缩强度按式(3)计算 R= TE 图8用图解法确定实际压缩力F . A fl" e"lo'n 无侧向约束试验有侧向约束试验 b 图9图解法求F 9.3.2如果力-变形曲线无明显的弹性直线段,应采用逐步逼近法先在曲线上直观估读一点A,约为规定塑性压缩应变02%的力F ,而后在微弯曲线上取G.Q两点,其分别对应的力0.1r.,0.5F 作直线G.,Q.按9.3.1法过C点作平行于G,Q，的直线cA交曲线于A，点,如A点与A 点重合,则 10
GB/7314一2017 F即为Fna(见图10) GQ，直线的斜率一般可以用于图解确定其他规定塑性压缩强度的基准如A点未与A 点重合,需要按照上述步骤进行进一步逼近此时,取A点对应的力FA来分别确定0.1F,0.5F对应的点G,Q,然后如前述过C点作平行线来确定交点A2 重复相同步骤直至最后一次得到的交点与前一次的重合 9.4规定总压缩强度(Re)的测定用力-变形图解法测定力轴按9.3.1规定,总压缩变形一般应超过变形轴的二分之一以上在自动绘制的力-变形曲线图上,自o点起在变形轴上取OD段(eeL n),过D点作与力轴平行的DM 直线交于曲线M点,其对应的力F,为所规定总压缩力(见图ll) 规定总压缩强度按式(4)计算 Re S o FA1 FA0 FA 0.5FAo 0.5FA0 0.Ir 0.1F0 G 0.2%lo'" 0.2%l" 无侧向约束试验有侧向约束试验 b 图10逐步逼近法求F F R M M A小 A ee'lo" Ge'l0'n 无侧向约束试验有侧向约束试验 b 图11图解法求F 11
GB/T7314一2017 9.5 上压缩屈服强度(R)和下压缩屈服强度(Ra.)的测定 9.5.1呈现明显屈服(不连续屈服)现象的金属材料,相关产品标准应规定测定上压缩屈服强度或下压缩屈服强度或两者如未具体规定,仅测定下压缩屈服强度 9.5.2在自动绘制的力-应变曲线图上(见图10),判读力首次下降前的最高实际压缩力(F)和不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最低实际压缩力或屈服平台的恒定实际压缩力(F) 上压缩屈服强度和下压缩屈服强度分别按式(5)和式(6)计算人 l R此- F Rle S. 如经协商同意,屈服力可以在测力度盘上判读(见图12). Fae Fal AA Fa 初始瞬时效应初始瞬时效应 Fl f d 图12图解法求Fm和！a 9.6抗压强度(R)的测定试样压至破坏,从力-变形图上确定最大实际压缩力Fm.(见图13),或从测力度盘读取最大力值,抗压强度按式(7)计算 12
GB/7314一2017 Rm = S 图13图解法求rm 对于塑性材料,根据应力-应变曲线在规定应变下,测定其抗压强度,在报告中应指明所测应力处的应变 9.7弹性模量用力-应变图解法测定弹性模量在应力-变形曲线图上,取弹性直线段上,K两点(点距应尽可能长)读出对应的力F、FK,变形AL,ALk(见图1l) 压缩模量按式(8)计算 FK一FL E = 8 ALK一AL.S 式中: FR 力-变形曲线上K点的力,单位为牛(N); F 力-变形曲线上」点的力,单位为牛(N); 试样原始标距,单位为毫米(mm) L，力-变形曲线上K点的变形量,单位为毫米(mm); AL 力-变形曲线上点的变形量,单位为毫米(mm); -试样原始横截面积,单位为平方毫米(nmm' S 如材料无明显的弹性直线段,在无其他规定时,则按9.3.2方法处理 10性能测定结果数值的修约试验结果值应按照相关产品标准的要求进行修约如未规定具体要求,应按照如下要求进行修约弹性模量测定结果保留3位有效数字,修约的方法按照GB/T8170进行 a b 强度性能修约至1MPa 试验结果处理出现下列情况之一时,试验结果无效.应重做同样数量试样的试验 11.1 试样未达到试验目的时发生屈曲; a 13
GB/T7314一2017 D)试样未达到试验目的时,端部局部压坏以及试样在凸耳部分或标距外断裂试验过程中试验仪器设备发生故障,影响了试验结果 c 11.2试样上出现冶金缺陷(如分层、气泡,夹渣、缩孔等),应在试验记录及报告中注明 12 试验报告试验报告包括以下内容 a 本标准编号; 试样标识; b 材料名称、牌号; c d 试样的取样方向和位置; 试样形状和尺寸; 试验装置和润滑剂; 试验机型号和规格; g h 试验速度和控制方式; 试验结果; i 试验过程中发生的可能影响试验结果的异常情况 14

金属材料室温压缩试验方法GB/T7314-2017

金属材料是工业制造中最常用的材料之一。为了保证产品的质量和安全性，需要进行各种测试和检验。其中，室温压缩试验是评估金属材料性能的重要手段之一。

GB/T7314-2017标准概述

GB/T7314-2017《金属材料室温压缩试验方法》是国家标准，适用于各种金属材料在室温下的压缩试验。该标准规定了试验设备、试样形状和尺寸、试验过程、试验结果的计算方法等内容。

实验步骤

按照GB/T7314-2017标准的规定，进行金属材料室温压缩试验的步骤如下：

准备试样：根据标准，制备符合规定尺寸的金属材料试样。
安装试样：将试样放置于压缩试验机的下夹具和上夹具中，并保证试样的轴线与上下夹具的轴线重合。
进行试验：按照标准要求设置试验条件，启动试验机，开始进行室温压缩试验。
记录数据：在试验过程中，记录试验机的加载速率、试样变形量、应力应变等数据。
计算结果：根据试验数据，计算试样的极限应力、屈服强度、弹性模量等力学性能指标。

注意事项

进行金属材料室温压缩试验时，需要注意以下几点：

试验前应仔细检查试验设备，确保其正常工作。
试样的制备和安装应符合标准要求。
试验过程中应严格控制试验条件，避免偏差。
记录试验数据时，应准确无误。
计算力学性能指标时，应按照标准中的公式计算。

总之，金属材料室温压缩试验是评估金属材料力学性能的一种重要手段。按照GB/T7314-2017标准进行试验可以保证试验结果的准确性和可比性。