ICS 77.040.01 H 21
C
中华人民共和国国家标准
GB/T31527—2015/IEC61788-6:2011
力学性能测量
NbTi/Cu复合超导线室温拉伸试验方法
Mechanical properties measurement-
Room temperature tensile test of NbTi/Cu composite superconductors
(IEC 61788-6:2011,Superconductivity—Part 6:Mechanical properties
measurementRoomtemperaturetensiletestof
Cu/Nb-Ti composite superconductors,IDT)
2015-12-01实施
2015-05-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T31527—2015/IEC61788-6:2011
目 次
前言引言 1
范围规范性引用文件术语和定义原理装置
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5.1 符合性 5.2 试验机 5.3引伸计 6试样制备 6.1 试样矫直 6.2 试样长度 6.3 绝缘层去除 6.4 横截面积(S。）测量测试条件
.
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7.1 试样夹持 7.2 预载和引伸计安装 7.3 测试速度 7.4 测试结果计算 8.1 抗拉强度(R) 8.2 规定塑性延伸强度（Rp0.2A和Rp0.2B） 8.3 弹性模量（E。和E）不确定度 10测试报告 10.1 试样… 10.2 结果· 10.3 测试条件. 附录A（资料性附录）第1章～第10章的相关附加信息附录B（资料性附录）不确定度考虑附录C（资料性附录）力学试验相关范例参考文献
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15 22 GB/T31527—2015/IEC61788-6:2011
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用翻译法等同采用IEC61788-6：2011（Ed.3.0)《超导电性 主第6部分：力学性能测量
Cu/Nb-Ti复合超导线室温拉伸试验方法》。
与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
-GB/T228.1—2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法（ISO6892-1：2009， MOD); GB/T12160—2002 金属材料单轴试验用引伸计的标定(ISO9513：1999，IDT)； GB/T13811—2003 电工术语超导电性（IEC60050-815：2000，MOD)； GB/T13634—2008 3单轴试验机检验用标准测力仪的校准（ISO376：2004，IDT)； GB/T16825.1-—2008 8金属材料静力单轴试验机的检验第1部分：拉伸和（或)压力试验机测力系统的检验与校准（ISO7500-1:2004，IDT)。
-
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国科学院提出。 本标准由全国超导标准化技术委员会（SAC/TC265)归口。 本标准起草单位：西部超导材料科技股份有限公司、中国科学院物理研究所、西北有色金属研究院、
中国科学院电工研究所、中国科学院理化技术研究所。
本标准主要起草人：冯冉、高慧贤、刘宜平、王庆阳、张国民、李来风、管军强。
I GB/T 31527—2015/IEC 61788-6:2011
引 言
现今实际应用的NbTi/Cu(IEC标准中为Cu/Nb-Ti，国内也称为NbTi/Cu)超导线，是将多股细小的超导芯丝嵌人起稳定和支撑作用的基体材料中复合而成的。其中，超导材料为Ti含量在40%～ 50%（质量比)之间的NbTi合金，基体材料为高纯的无氧铜或铝。商业超导线具有高电流密度和小横截面积的特点。复合超导线主要应用于超导磁体的绕制，磁体绕制时会对超导线施加复杂的应力，而且在给磁体充电时，由于其高电流密度，超导线还将承受很大的电磁力。因而，有必要测试绕制线圈用超导线的力学性能。
Ⅱ GB/T31527—2015/IEC61788-6:2011
力学性能测量
NbTi/Cu复合超导线室温拉伸试验方法
1范围
本标准规定了NbTi/Cu复合超导线室温拉伸试验方法。 本试验方法用以测量弹性模量，规定塑性延伸强度（由复合体中Cu的届服而产生的）和抗拉强度。 断后伸长率和由组分中NbTi屈服定义的第二类规定塑性延伸强度仅作参考（见A.1和A.2)。 本标准适用于测试横截面积在0.15mm～2mm，铜超比在1.0～8.0之间的圆形或矩形截面的无
绝缘覆层试样。
2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件。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。
ISO376金属材料单轴试验机检验用标准测力仪的校准（Metallicmaterials一Calibrationof force-proving instruments used for the verification of uniaxial testing machines)
ISO6892-1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法（Metallicmaterials-Tensile testingPart 1:Method of test at room temperature)
ISO7500-1金属材料静力单轴试验机的检验第1部分：拉伸和（或）压力试验机测力系统的检验与校准（Metallicmaterials—Verificationof staticuniaxialtestingmachines—Part1：Tension/ compression testing machines-Verification and calibration of theforce-measuring system)
ISO9513金属材料单轴试验用引伸计的标定（Metallicmaterials一Calibrationof extensometers used in uniaxial testing)
IEC60050-815国际电工术语 第815部分：超导电性（Internationalelectrotechnical vocabulary—Part815:Superconductivity)
3术语和定义
IEC60050-815和ISO6892-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
拉伸应力tensilestress 试验期间任一时刻的拉力除以试样原始横截面积之商。
3.2
抗拉强度 tensilestrength Rm 最大测试拉力所对应的拉伸应力。 注：通常用符号uTs来替代Rm。
1 GB/T31527—2015/IEC61788-6:2011
3.3
引伸计标距 extensometergaugelength 用引伸计测量试样延伸时所使用引伸计起始标距长度。
3.4
夹头间距 distance between grips Lg 夹头之间的长度，夹头用于在测试前固定被测试样。
3.5
规定塑性延伸强度 0.2%proofstrength Rp0.2(见图1) 铜组分塑性延伸率为0.2%时的应力值。 注1：指定应力，R0.2A和Rp0.2B分别对应于图1中的点A和点B。这个强度被认为是复合材料塑性延伸率为0.2%
时的应力值。第二类规定塑性延伸强度定义为NbTi组分塑性延伸率为0.2%时对应的应力，数值为图1中点C的值，在附录A中补充描述(见A.2)。
注2：通常用符号60.2来替代Rpo.2。
3.6
弹性模量 量modulus of elasticity E 弹性形变区内应力-应变曲线线性部分的梯度。
4原理
试验是用拉力拉伸试样，一般拉伸至断裂，以确定第3章中定义的力学性能。
5装置
5.1符合性
试验机和引伸计应分别符合ISO7500-1和ISO9513。标定工作应符合ISO376。本标准的特殊要求如下。 5.2试验机
应使用可提供恒定横梁位移速率的拉伸机控制系统。夹头应具有适用于试样的结构和强度，并且能和试验机有效地连接。夹头应具有采用挫、滚花或其他方式产生的粗糙表面，保证试样在测试过程中不会滑动。夹头可以是螺纹型，气动型或者液压型。 5.3引伸计
引伸计的质量应小于或等于30g，从而不会影响到超导线的力学性能。注意，不能在试样上引人弯曲力矩（见A.3）。
6试样制备
6.1试样矫直
从线轴上取下的试样应矫直，尽量采用对材料影响小的方法。
2 GB/T 31527—2015/IEC61788-6:2011
6.2试样长度
试样总长度应为夹头间距加上两个夹头长度。夹头间距应大于或等于60mm，以便安装引伸计。
6.3绝缘层去除
如果测试试样表面覆有绝缘材料，应先去除。可采用化学方法或机械方法，但要注意不要破坏试样表面（见A.4)。 6.4横截面积(S。)测量
已去除绝缘层的试样应使用测微计或其他测量尺寸的装置来确定其面积。圆导线横截面积应采用两个正交直径的算术平均值计算。矩形导线横截面积由厚度和宽度的乘积获得，截面积圆角部分的修正则需经相关方商讨确定（见A.5）。
7测试条件
7.1试样夹持
试样安装在拉伸机的夹头上，安装时应使试样和拉力加载轴在一条直线上。可插入砂纸作为衬垫材料以防止试样被夹的表面滑脱或破裂（见A.6）。 7.2预载和引伸计安装
如果在安装过程中，试样有松弛现象，则应在安装引伸计前施加一个不超过复合材料Rp0.2的1/10 的力以消除松弛。安装引伸计时，应注意防止试样变形。引伸计应安装在两个夹头中心位置，调节测量方向与试样轴向一致。装好后，加载应归零。 7.3测试速度
使用引伸计测试过程中应变速率应在10-*/s10-3/s之间。移去引伸计后，应变速率最大可增至 10-3/s。 7.4测试
横梁位移速率设定为规定值后，启动拉伸机。将来自引伸计和载荷传感器的数据分别绘制在坐标纸的横、纵坐标上，如图1所示。当总应变达到大约2%时，减小约10%拉力并去掉引伸计。如果引伸计具有足够的量程且不至于被试样断裂震动损坏时，可以略去这一步骤。在操作中，注意不要向试样引入不必要的力。然后再次增加拉力至先前水平并继续测试直到试样断裂。如果试样滑动或断裂未发生在标距之内，则应重新测量。
3 GB/T 315272015/IEC 61788-6:2011
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上 1. 5
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应变/%
说明：
初始加载线；初始加载线平移至0.2%；
? 一卸载线； ? 卸载线平移至0.2%； ? 一加载线的第二线性部分； ? 加载线第二线性部分平移0.2% 注1：当总应变达到约2%（E点）时，减少10%拉力，如有需要，移去引伸计。然后再次增加拉力。 注2：通常，初始加载线的斜率小于卸载线的斜率。因而，两直线能平移至横坐标的0.2%处从而得到由铜的屈服点
定义的规定塑性延伸强度。A点是由初始加载线得到的，B点是由卸载线得到的，C点是由复合体中NbTi组分的屈服点定义的第二类规定塑性延伸强度。
图1应力-应变曲线以及弹性模量和规定塑性延伸强度的定义
8结果计算
8.1抗拉强度(R）
抗拉强度R为最大测试拉力除以加载前试样的原始横截面积之商。 8.2规定塑性延伸强度（Rpo.2A和Rp0.2B）
由铜组分的届服点定义的规定塑性延伸强度是由加载和卸载两种条件下的应力-应变曲线得到的，如图1所示。加载条件下的规定塑性延伸强度Rp0.2A应由下述方法确定：加载时的应力-应变曲线初始
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