GB-10128-1988.pdf

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1、中华人民共和国国家标准 金属室温扭 转试验方 法 UD C 日 曲. 2 /. : 6 加 . 1 乃 G日 1 01 2 公 一 a s Me t a l l i c ma t e r i a l s一 To r s i o n t e s t a t r o o m t e mp e r a t u r e 1 主题内容与适用范围 本 标准规定了金属室温扭转试验方法的术语、符号、原理、试样、试验设备 、试验条件、 性能测 定、测得性能数值的修约和试验报告。 本标准适用于金属材料，在室温下测定其扭转力学性能。 2 引用标准 G B 6 3 9 7 金属拉伸试验试样 G B 8 1 7 0 数

2、值修约规则 3 原理 对 试样施加扭 矩，测量扭矩及其相应 的扭角 ，一般扭至断裂，以 便测定本标准定义 的 一 项或几项 扭 转力学性能。 4 术语、 符号 4 . 1 术语 4 . 1 . 1 试样平行长度:试样两头部或两夹持部分 ( 不带头试样)之间的平行长度。 4 . 1 . 2 试样标距:试样上用以测量扭角的两标记间距离的长度。 4 . 1 . 3 扭 转计标跄:用扭 转计测量 试样扭角所使用试样部分的长 度。 4 . 1 . 4 切变模量:切应力与切应变 成线性比例关系范围内切应力与 切应变 之比。 4 . 1 . 5 规定非比例扭转应力:扭转试验中， 试样标距部分外表面上的非比例

3、切应变达到规定数值时， 按弹性扭 转公式计算的切应力。 注表示此应力的符号应附以 角注说明，例如T P -1 5 . T P 9 . 3 等，分别表示规定的非比例切应变达到0 . 0 1 5 i和 0 . 3 % 时的切应力。 4 . 1 . 6 屈服点;扭转试验中，扭凭增加而扭矩不增加( 保持恒定) 时， 按弹性扭转公式计算的切应力。 如扭矩发生下降，则应区分 匕 屈服点和下屈服点。 4 . 1 . 6 . 1 上 屈服点:扭转试验中，以首次发生下降前的最大扭矩，按弹性扛 3 转公式计算的切应力。 4 . 1 . 6 . 2 下屈 服点:以屈 服阶段中 的最小扭 矩，按弹性扭转公式计算的切应

4、力。 4 . 1 . 7 抗扭强度:试样在扭 断前 承受的最大扭 矩，按弹性扭转公式计 算的切应力。 4 . 1 . 8 最大非比例切应变:试样扭断时其外表而上 的最大非比例切应变。 4 . 2 符号 符号、名称和单位列于表 l a 中华人民共和国冶金工业部1 9 8 8 - 1 2 - 0 1 批准 1 9 9 0 - 0 1 一 0 1 实施 GB 1 01 2. 一 .8 表 1 圆形试 样和管形试样平行长度部分的外直径 管形试样平行长度部分的管壁厚度 试样平行长度 试样标距 扭转计标距 试样总长度 试样头部过渡半径 doao几LO从L刀 T , 几 。 Ti T p 八 T 扭矩 规定

5、非比例扭矩 ( 试验记录或报告中应附以 所测应力的角注，例如T P O , j s “ T P U . 3 等) 屈服扭矩 上属服扭矩 下绷服扭矩 最大扭矩 扭矩增量 T几 望 甲n , a x 41 拄 确 最大非比例扭角 扭角增量 极惯性矩 N 。mm r a d mm 准 截面系数 切变模量 规定非比例扭转应力 屈服点 上屈服点 下屈服点 抗扭强度 N/ mm 孙句句飞 非比例切应变 最大非比例切应变 扭角轴放大倍数 圆周率 GB 1 01 28 一 r:1 : 5 试样 5 . 1 试样形状和尺寸 5 . 1 . 1 圆形试样的形状和尺寸见图1 。试样头部形状和尺寸 应适合试验机夹头夹

6、持。推荐采用直径为 1 0 - -,标距分别为5 0 M m和l 0 0 mm，平行长度分别为7 0 M。和1 2 0 mm的试样。如采用其他直径的 试样，其平行长度应为标跄加上两倍直径。 奋 0 .0 2 些0 0 .02 A -e 的0.0+l古 一 州 一 一从- 卜一一- 一 产 一 一 一 一 一- 士 一 一 心 二二弓 I 图 1 圆形试样 5 . 1 . 2 管形试样的平行长度应为 标距加上两倍外直径。 其外直径和管壁厚度的尺寸公差及内外表面粗 糙 度应符合有关标准或协议要求。试样应平直。试样两端应 间隙配合 塞头，塞头不应伸进其平行长度 内 。塞头的形状和尺寸可参照G B 6

7、 3 9 7 中3 . 6 . 3 . 2 的图3 ( b ) . 5 . 2 试样尺寸测量 5 . 2 . 1 圆形试样应在标距 两端及其中 间处两个相互垂直的方向上各测一 次直径，并 取其算术平均值， 取用二处测得直径的算术平均 值计算试样的极惯性矩;取用三处测得直 径的算术平均值中 的最小值计 算试样的截面系数。 5 . 2 . 2 若形试样应在其一端两个相互垂直 的方向上各测一次外直径，取其算术平均值。在同一端两 个相互垂直 的方向仁 测量四处管壁 厚度，取其 算术平 均值。取用测得的平均外直径和平 均管壁 厚度计 算管形试样的极惯性矩和截面系数。 5 . 2 . 3 按表2 选用量具

8、。量具应由计量部门定期进行检定。 5 7 0 GB 1 01 2 6 一 d? 表 2 试徉尺寸 最具的最小分度值不大于 直径0 . 0 1 壁厚 二 : 0 . 0 0 2 0 . 0 1 0 . 0 5标距 . 2 . 侧量时应估读到量具 最小分 度的半个 分 度 值。 6 试验设备 6 . 1 试 验机 6 . 1 . 1 试 验机扭矩示 故梢对误差 应不大1 一 1 I % 。 6 . 1 . 2 试 验时，试 验机两夹头中 之一 应能沿轴向自 由 移动，对试 样无 附加轴向力 ，两 夹头保 持同 轴。 6 . 1 . 3 试 验机应能对试样连续施加扭 4 s 无 冲击 和震动。 6

9、. 1 . 4 应具有良好的读 数稳定 性，在3 0 i 内保持扭矩恒 定。 6 . 1 . 5 试 驻机应由计量 部门定期进行检定。 6 . 2 扭转计 允许使用不同类型的扭 转计 测量扭 角.推荐 使用电子型扭 转计，但 均必须满足如 下要 求: . 之 . 1扭 转 计 标 距 偏 差 应 不 大 于士 0 . 5 % ， 并 能 牢 固 地装 卡 在 试 样 上 ， 试 验 过 程 中 不 发 生 滑 移 。 2 . 2 扭转计示值线性误差应不大于士I % 。 6 . 2 . 6 扭 转计 应进行 标定 了 试验条件 1 . 1 试 验在 室温 ( 1 0 一 3 5 C )下 进 行

10、。 7 . 2 扭 转速度 :屈 服前应在6一 3 0 0 ; m i n 范 围内 ，屈 服后不大于3 6 0 i m i n . 速度的改变应无冲d i o 月 性能测定 6 . 1 切变模量 的测定 二1 . 1 图 解法:试验时，用自 动记录方法记 录扭 矩一 扭角曲 线。扭矩 轴比 例的选择应使扭 矩一 扛 确曲 线 的弹 性直线段的高度 超过扭矩 轴量 程的1 ; 2 以上 。扭角 轴放大 倍数的选择应使扭矩 一扭角曲线的 弹性直线段与扭矩轴夹 角不小于 4 0 0 为 宜。在所记录曲 线的弹性直线 段上，读 取扭 泪增 量和相 应的扭 R 增量 ，见图2 .按公式 ( 1 )计算

11、切变模量。 _A T 1 . v 二 p子“ 1 , (1) 式中I p 为: 圆形试样: 皿 d 孟 3 2 (2) 资形试样: GB 1 01 Z 8 一 . 口 扣一心 d Jr= n o oI P = 1 3 n o+ 一 4 a 主 d od o . . . 一 ( : ) 图 2 8 . 1 . 2 逐级加载志 试验时，对试样施加预扭妇，预扭矩一 般不超过相应预期规定非比例扭转应力 r P O 。 、 。 的1 0 o装上 扭转计并调整其 零点。在弹性直线段范 围内，用不少于5 级等扭矩对试样加 载。 记 录每级扭矩和相应的扭角， 读取每对数据对的时间以不超过I O s 为 宜。计

12、算出平均每级扭角增量。 按 公 式 ( 1 ) 计算切变模量。测 定举例见附录B a 注:允许用最小二乘法将数据对拟合直线计算切变模量。 8 . 2 规定非比例扭转应力的测定 8 . 2 . 1 图解法: 试验时，用自 动记录方 法记录扭 矩一 扭角曲线，见图3 。 应选择适当 的扭 矩 轴比 例， 使 所 要 测 定 的 应 力 对 应 的扭 矩 处 于扭 矩 轴量 程 的1 / 2 以 上 。 选 择扭 角 轴 的 放 大 倍 数 应 使 图 3 中 的 107 段 大 = 5 m m 。在记录得的曲线上 延长弹性直线段交扭角 轴于O点，截 取OC ( OC= 2 n I , . Y r

13、/ d p ) 段， 过C点 作弹 性直线段的平 行线CA 交曲线于A 点 ，A 点对 应的扭 矩为 所求扣 知T p 。 按公式 ( 4 ) 计 算 规定非比例扭转应力。 To W 式 I W为: 圆形试样: GB 1 01 2. 一 I 一 W = a d o . 1 6 管形试样: 一 二 武a o 。S a o 4 a 若 rv = 一 万 一L 一 - do 十 一 d od o 2 a o , 注:图解法测定真实规定非比例扭转应力按附录A 补充件)进行。 图 3 8 . 2 . 2 逐级加载法:试验时， 按8 . 1 . 2 对试样施加预扭矩后，装卡扭转计并调整零点。 在相当于规

14、定 非 比 例扭转应力T p 0 . 0 1 5 的7 0 %一 8 0 % 以 前，施加大等级扭矩，以后 施加小等级扭矩， 小等级扭刘 . 应相 当于不 大于10N/mm的切应力增 量。 读取各级扭矩和相应 的扭角。读取每对数据对的时间以不超过 I O S 为 宜 。 从各级扭X下的扭角读数中减去计 算得的弹性部分扭角 ，即得非比 例部分扭角。施加扭矩直 至得 到非比例扭角等于或 稍大于所规定的数值为止。用内 插法 求出 精确的扭矩，按公式 ( 4 )计 算规 定非 比例扭转应力。测定举例见附录c. 8 . 3 屈服点、上 屈服点和下屈服点的测定 采用图解法或指针法进行测定 ( 仲裁试验采用

15、图解法) 。 试验时用自 动记录方法记录扭转曲线 ( 扭 矩一 扭角曲线或扭矩一 夹头转角曲线) ， 或直接观测试验机扭矩度盘指针的指示。当6 次扭角增加 而扭 GB 1 01 2 . 一 . a 矩不 增 加 ( 保 持恒 定)时 的扭 矩为屈 服枉 庆 1 。 首 次下 降前 的最大扭 矩为 上屈 服扭 矩;屈 服 阶段中 最 小 扭矩为下屈服扭矩。见图4 。分别按公式 ( 7 ) .( 8 )和 ( 9 )计算屈服点、 上 屈服点和下屈服点。 (7) rs u rs l 几 W T. W Ti 二 下 W . 。 (s) . . . . ， 。 ， 。 。 (9) 式中截面系数W按公式

16、( 5 )或 ( 6 )计算。 r. 卜 二 巨 二 二 工 卜 ( 吕) ( 卜) 图 4 8 . 4 抗扭强度的测定 试验时，对试样连续施加扭矩，直至扭断。从记录的扭转曲线 ( 扭矩一 扭角曲线或扭g ! - 夹头转 角曲线) 或试验机扭矩度盘上读出试样扭断前所承受的最大扭矩。 见图5 。按公式( 1 0 ) 计算抗扭强度。 孔 W 式中截面系 数WA公式 ( 5 )或 ( 6 )计 算。 注:图解法测定真实抗扭强度按附录A ( 补充件)进行。 GB 1 01 2 8 - 9 8 . . . . . . . . . . . ， . 一-. . . . ， . . 一，. . 如. -一 .

17、了JJ月夕产 .了，Jlz -二一 图 5 :5 最大非比 例切 应变的 测定 试验时，对试样连续施加扭 矩， 记录扭 矩一 扭 角曲 线，直 至扭断 。过断裂点K作曲 线的弹性直线 。按公式 ( 1 1 ) 计算最大非比 例切段 的平 行线 KJ 交 扭角 轴于J 点 ， O J 即为 最大 非比 例扭 角 ，见 图5 应变。 ，-p . . : “ d o -一。 、Z L. x 1 0 0 . 浦得 性能散 位的修约 测 得 性 能数 值按表3 的规定 修 约 .修 约 的方 法 按G B 8 1 7 0 执行 。 表 3 扭 转 性 能修 约 到 G 1 0 0 N m mZ TP ,

18、 T . ,r ， . 、r $ 卜 T 卜 I N 一 m m七 V . 0 . s与 Gs 1 01 2 6 一 二 1 6试 验报告 试验报告应包括以下内容: a . 材 料牌号、五 艺 和热处理制度; b . 试 样编号、 尺寸，测定各项性能的结果; c . 委托单位、试验和校对人员、日期。 GB 1 01 2 8 一 二 附录A 真 实规定 非比例 扭转应力与真实杭 扭强度的测定方 法 ( 补充件) 本 附录仅当 有关标准或协议提出此 项侧定要求时才执行。 A1 适用范fn 本 附录适用于金 属材料圆形试样 的真实规定非比例扫 转应力 和真实 抗扭 强度的测定。 A 2 术 语、符号

19、 A之 . 1 真实规定非比 例扭转应力 T , p ;扭 转试脸中，圆形试样标距部 分外表而卜 的非比 例切 应变 达$ ; 规定 数值时，按刘德维克一长 曼公式计 算的切应力 注:表示此应力 的符号 应 附以 角注说 明，例如 1 P 0 . 0 1 5 T t P 0. 7 分别表示规定非比 例切 应变 达到。 . 。 “% 和0 . 3 % 时的真实切应力。 A 2 . 2 真实 伉扭强度T 1 6 :扭 转试 验中，圆形试 样扭断时， 按刘德维克一 卡曼公式计 算的最大切应 力。 A习 试样、试 脸设备和试 验条件 对试样、试验设 备和试 验条 件的要求，分 别与本标准中第5 、6

20、、7 章的要 求相同 A4 测定方法 A 4 . 1 图 解法测定真实规定非比例扫 转应力 试 验时，按8 . 2 . 1 记录扭 矩一 扭角曲线和作平 行线图 解确定交点A 后，以A 点为切点，过A 点作 曲线 的切线A T , 交扭矩轴于T , ，见图A1 。读 取A 点扭V T A 和扭年T , 。按公式 ( A1 ) 计9真 w 定 非比例扫 转应力 。 4 T , p 二R d ; a d o 3 T A + 夕 ( ( 4 T 一 T , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， 卜 户 . . . 一，( 八1) GB 1 0 1 2 8

21、 - 8 8 图 A1 A 4 . 2 图 解法测定真实 抗扭强度 试 验时，用自 动记录方法记录扭 矩一 扭角曲线，直至试样扭断。以 曲线上断裂点K为切点，过K 点 作曲线的切线KT B 交扭 矩轴于T B ，见图At e读取K点 的扫 扼 八 和扭 矩T B .按公式 ( A2 ) 计 算 真实抗扭强度。 4 r , 6 = n d a 4 C 3 T K + 0 K d B - d 互、 、刁刀Z K 夕 4 T K一T B 二 d o ( A2) GB 1 01 2 8 一 a s . ， ， . ，. . . . . . . . . . . . . . . . . -一自， ， .

22、. . .， 州 月. . . ， ，一.，. ， .， ， 月. . - . 一. . . ，. ， ， ， 介八 图 A Z A 5 真实规定非比例扭转应力ti t p 和真实 抗扭强度T t b 的测定结果数 值修约到1 N / m ml . 附录B 逐级加载法测定切变模爱举例 ( 参考件) 试验材料:钦合金 试样尺寸:d o 扭转计标距: = 1 0 . 0 0 mm LP =1 0 0 . 0 m m 委托单位: 试样编号: 扭转计类型:镜式仪 镜面至标尺距离:S二1 0 0 0 mm 极惯 性矩 :介= 9 8 1 . 7 5 m m a GB 1 0 1 2 8 一 8 8 表

23、S 1 扭 矩 T N “ mm 扭矩增量 T N mm 标尺读数，m m读数增量，m m 读 数 差 m m 4 1 左 八 1 右 读数差平均 值，mm O1 1 左1 右 1 左A 7 右 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 3 0 0 0 0 3 5 0 0 0 4 0 0 0 0 4 5 0 0 0 50 0 0 0 2 4 5 0 7 4 3 9 1 2 5 1 5 1 1 7 6 0 5 1 0 I 5 2 0 2 5 3 0 3 5 2 4 2 6 2 4 2 5 2 6 2 6 2 5 5 5 S 5 5 5 S 1 9 2 1 1

24、 9 2 0 2 1 2 1 2 0 2 0 . 1 G 4T L, AT L,5 0 0 0x1 0 0 x2 0 0 0 AT- 几 1 ， Al 了l - S; 1 p 2 0. 1义9 8 1 . 7 5 = 5 0 6 7 6 . o 8 N / m m 2 修约后为: G二5 . 0 7 x 1 0 0 N / mm2 附录C 逐级加载法洲定规定非比例 扭转应力 s ， 二 o 1 。 举例 ( 参考件) 试验材料:碳素钢 试样尺寸:d 。 二 1 0 . 0 0 m m 扭 转计 标距 :L 。 二 1 0 0 . 0 m m 扭 转 计 分 度 :0 . 0 0 0 2 5 r

25、 a d 截 面 系 数 : W二 1 9 6 . 3 5 m m 3 预 期 规 定非 比 例扭 转 应 力 : P 0 . 0 1 : 二 2 5 0 N / m m 2 取初始 预应力: 。 二 1 0 % r p 0 . 0 1 。 二 2 5 N / m m 2 ，相当 于 预扭 矩T o = r o “ W= 4 9 0 8 N . m m , 整取T o 二 5 0 0 0 N. mm , 相当于预期规定非比例扭转应力的8 0 % 的扭矩为: T 二 8 0 % r p o . o i 5 W = 8 0 x 2 5 0 x 1 9 6 . 3 5 / 1 0 0 二 3 9 2

26、 7 0 N . m m 整 取 T 二 3 9 0 0 0 N “ m m o 在 预期规定非比 例扭 转应力 的8 0; %以 前 施加大等 级扭矩，以后施 加小等级 扭矩。大等级 扭矩取 3 级，每级为: T T一 T , 3 9 0 0 0 一 5 0 0 0 ; 二一二. . 目 种门 ，曰二 33 1 1 3 3 3 N“ mm 整取T= 1 1 0 o 0 N “ mm. 小等级扭矩取A T , = 2 0 o o N m m , 试验记录见表C1 。 5 s o GB 1 01 2 . 一 . 8 表 C1 扫臾1 了 Nm m 扭转计读数 分度 读数增量 分度 计算的比例扭角

27、读数 分度 计算的非比例扭角读数 分度 5 0 0 0 1 6 0 0 0 2 7 0 0 0 3 8 0 0 0 4 0 0 0 0 4 2 0 0 0 4 4 0 0 0 4 6 0 0 0 4 8 0 0 0 5 0 0 0 0 5 2 0 0 0 5 4 0 0 0 5 6 0 0 0 0 5 3 1 0 9 1 6 5 1 7 4 1 8 6 1 9 7 2 0 7 2 1 9 2 3 2 2 4 9 2 7 0 2 9 6 0 5 3 5 6 5 6 9 1 2 1 1 1 0 1 2 1 3 1 7 2 1 2 6 A 2 0 0 。 二 1 0 . 3 2 4 2 . 3 2

28、5 2 . 6 2 6 2 . 9 6 . 7 1 7. 4 3 3 . 1 在线性比例范围内计算得的小等级扭矩的扭角平均增量为: A A 2 0 0 0 从总扭角 读数中 减去按 每2 0 0 0 N 得非比例扭角部分。 2 3 2一 0 二二一 5 0 0 0 0一5 0 0 0 mm对应的比例 、 2 0 0 0 = 1 0 . 3 分度 扭角为1 0 . 3 分度这样计算的比例扭 角部分， 即可 由于要 测定 的规定非比例扭转应力T P 0 . 0 1 5 ， 其规定的非比例切应变为0 . 0 1 5 % ,所对应的扭转计分 度数为: ( 2 0 .015 令) / 0 .000 25

29、 = ( 2 器 黑) / 0 .000 25 二 12 分 度 从表C1 中 读出最接近非比例扭 角为1 2 分度时对应的扭 矩为5 2 0 0 0 N . m m ，用内插法求出精确的 扭矩值为: T P 0 . o l 5 = 5 2 0 0 0 + ( 5 4 0 0 0一5 2 0 0 0 1 7 . 4 一6 . 7 ) x ( 1 2 - 6 . 7 ) = 5 2 9 9 o . 6 5 N “ m m 则得: z .,， =T P 0 . 0 1 5二 W 5 2 9 9 0 . 6 5 一二 1 9 6 . 3 5 2 6 9 . 8 7 9 N / mm 2 修约后为:

30、T P o . 0 1 。 二 2 7 0 N / m m 2 附加说明: 本标准由冶金工业部情报标准研究总所提出。 本标准由冶金工业部 钢铁研究总院、有色金属总公司有色金属研究总院负责起草。 本标准主要起草人梁 新邦、当 琳瑛、高舜芝、周瑞 君、刘如珊。 本标准水平等级标记G B 1 0 1 2 8 -8 8 1 *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 本人有各种国内外标准 20 余万个， 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准，全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址：豆丁下载网址： http:/