ICS 77.040.10 H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T36024—2018
金属材料 薄板和薄带十字形试样双向拉伸试验方法
Metallicmaterials-Sheetand strip-
Biaxial tensile testing method using a cruciform test piece
(ISO16842:2014.MOD)
2018-03-15发布
2018-12-01实施
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/T36024—2018
目 次
前言引言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义符号及说明
试验原理 6 试样
5
试验方法双向应力-应变曲线的测定试验报告附录A（资料性附录） 本标准章条编号与ISO16842：2014章条编号对照，附录B（资料性附录） 本标准与ISO16842：2014技术性差异及其原因附录C（资料性附录） 双向拉伸试验机· 附录D（资料性附录） 屈服面的测量方法附录E（资料性附录） 影响试样测量区最大等效塑性应变的因素参考文献
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O
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2 GB/T 36024—2018
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准使用重新起草法修改采用国际标准ISO16842：2014《金属材料 薄板和薄带 十字形试样
的双向拉伸试验方法》（英文版）。
本标准与ISO16842：2014相比在结构上有较多调整，附录A中列出了本标准与ISO16842：2014 的章条对照一览表。
本标准与ISO16842：2014相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线（I）进行了标示，附录B中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。
为了便于使用，本标准还做了下列编辑性修改：增加了“符号与说明”一章，删除了相应图表中的符号与说明，后面的章节序号顺延。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本标准起草单位：武汉钢铁有限公司、北京航空航天大学、首钢集团有限公司、深圳万测试验设备有
限公司、冶金工业信息标准研究院、上海申力试验机有限公司、武汉科技大学、广州汽车集团股份有限公司。
本标准主要起草人：李荣锋、李晓星、薛欢、李涛、黄星、董莉、杨浩源、刘静、袁焕泉、郎利辉。
1 GB/T 36024—2018
引言
本标准规定了一种应用十字形试样进行双向拉伸试验时测量金属板材应力-应变曲线的方法。本标准规定了十字形试样的形状和应变测量的位置。在附录C以典型的实例描述了双向拉伸试验机及应遵循的要求。
本标准推荐的十字形试样具有下列特征： a) 十字形试样的测量区域确保了应力均匀性足够高，使双向应力的测量准确度满足要求； b) 在固定的应力比或应变速率比时能够测量金属板的弹塑性行为； c) 没有液压胀试验方法中遇到的平面外变形； d) 易于采用激光切割、水切或其他加工方法从金属板上切取下料
II GB/T36024—2018
金属材料薄板和薄带十字形试样双向拉伸试验方法
1范围
本标准规定了金属薄板薄带十字形试样双向拉伸试验方法的术语和定义、符号及说明、试验原理、
试样、试验方法、双向应力-应变曲线的测定和试验报告。
本标准适用于板厚不小于0.1mm且不大于0.08倍试样臂宽（见图1)的十字形试样进行双向拉伸
试验测量金属板材应力-应变曲线的试验。试验温度范围为10℃～35℃。其他温度条件下的双向拉伸试验也可参照本标准执行。
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。
GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 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(GB/T16825.1—2008.ISO7500-1:2004.IDT)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
十字形试样 cruciformtestpiece 双向拉伸试验推荐采用的试样，其形状和几何尺寸见图1。
3.2
测量区域 gauge area 被十字形试样四个臂包围的中间正方形区域，见图1。
3.3
拉伸臂 tensilearm 十字形试样上测量区域以外的部分。拉伸臂的作用是传递单向拉伸力，使十字形试样测量区域形
成正交拉伸力，见图1。 3.4
双向拉伸试验机biaxialtensiletestingmachine 能够为十字形试样施加平面正交拉力的试验机（参见附录C）。
3.5
屈服面yield surface 在应力空间中，将每个应力路径从弹性变形进入塑性变形的各个屈服应力点连接起来，形成的一个
区分弹性区和塑性区的分界面（见附录D)。
1 GB/T36024—2018
3.6
屈服准则 yield function 当材料受力屈服后进人塑性变形范畴时，被用来判断是否达到屈服的一种数学函数（参见附录D)。
3.7
塑性功等值线（面） contour of plastic work 材料沿不同的线性应力路径进行塑性变形，在应力空间绘出各应力路径上单位体积消耗的塑性变
形功相同的各应力点而得到的图形，这些绘出的应力点近似组成平滑的一条曲线或一个曲面，参见附录D。
R= (0. 003 4 ~ 0. 1)B
B/8
说明：
1
测量区域； 2 拉伸臂； 3- 夹持端； 4- 狭缝。
图1十字形试样的推荐形状和尺寸
4符号及说明
本标准使用的符号及说明见表1。
表1符号及说明说 明
符号
单位
试样
试样厚度臂宽方向狭缝末端间相对距离 y方向狭缝末端间相对距离
mm mm mm mm
a B
B s Bsy
2 GB/T36024—2018
表1(续) 说 明
符号 A sr Asy c L R w,
单位 mm mm mm mm mm mm
方向横截面积方向横截面积夹持部分长度狭缝长度臂与标距区域之间过渡圆角半径狭缝宽度
应变
方向工程应变 J方向工程应变方向的真实应变 y方向的真实应变
ex ey ex ey e6 单向拉伸试验中方向真实塑性应变 eax 应变区域最大等效塑性应变
力
Fx 方向的力值 Fy y方向的力值
N N MPa MPa MPa MPa N
方向的真实应力 y方向的真实应力双向拉伸试验中方向与W。相对应的拉伸真实应力双向拉伸试验中方向与W。相对应的拉伸真实应力
0x y 60 0 90 P
压力斜率
cx c, W. 方向拉力消耗的单位体积塑性功 W, y方向拉力消耗的单位体积塑性功 W。
MPa MPa
应力-应变曲线6一&弹性变形部分的斜率应力-应变曲线。，一弹性变形部分的斜率
单位体积塑性功
MPa MPa MPa
单向拉伸试验中方向的塑性应变为时，所消耗的单位体积塑性功
应变硬化指数
应变硬化指数
5 试验原理
由厚度均匀的平板制备而成的十字形试样上施加平行于试样平面的正交拉伸力，同步连续测量十
3 GB/T36024—2018
字形试样测量区域的应力和应变，绘出应力-应变曲线，得到届服应力。测量出的应力-应变曲线用来确定试样的单位体积塑性功等值线（面）（参见附录D）。十字形试样应变测量区域的塑性应变值依赖于应力比、拉伸臂狭缝的臂宽、应变硬化指数（n值）（参见附录E)和材料的各向异性
注：采用7.2.4规定的应变测量位置时，对第6章推荐的十字形拉伸试样进行有限元分析，应力计算误差估计小
于2%。
6试样
6.1形状与尺寸
图1为本标准推荐使用的试样形状及尺寸，同时应满足以下要求： a) 一般情况下，试样厚度α等于原板材厚度，试样厚度方向无需任何加工。试样厚度方向需要加
工的特例见6.1b)； b) 除非相关方另有协定，试样臂宽宜不小于30mm，4个臂的宽度充许公差为土0.1mm，且应满
足a≤0.08B，如相关方有协定，为了满足a≤0.08B，可以对试样厚度进行减薄；
c) 每个臂上开7条狭缝，其中一条狭缝在试样的中心线上，各狭缝间等距，距离为B/8，允许偏差
为士0.1mm,所有狭缝长度相等，其两端对齐，允许偏差为士0.1mm，臂宽和狭缝长度满足 B≤L≤2B
d) 狭缝宽度应尽量小，w<0.3mm e) 夹持长度C应满足双向拉伸试验机的夹持要求，并能传递拉伸力到试样上。除非另有商定，
般采用推荐夹持长度，即B/2≤C≤B；
f) 相关方也可以协定采用其他何尺寸的十字形试样，但应对应力测量准确度进行说明。
6.2试样制备
试样制备应满足以下要求： a） 试料（取样母板）的厚度公差和平面度公差应符合相应产品标准规定； b）十字形试样的两个正交方向应分别平行于板材的纵向（轧向）和横向。经协商，十字形试样的
两个正交方向也可以采用其他方向； c) 试样的加工（包括狭缝）可采用激光切割、水刀切割等加工方法； d) 除非有特殊要求，试样加工时应避免变形或者受热。
7试验方法
7.1试验机
双向拉伸试验机的要求如下（典型例子参见附录C）： a）在试验过程中，试验机应能够在同一平面内持续夹持十字试样的四个夹持端，且公差
为±0.1mm； b) 两个相对夹头应能在同一直线上移动（分别称之为轴和y轴），工轴和y轴垂直相交，误差
精确到90°土0.1°（轴和y轴构成的平面称之为参考平面，3轴和y轴的交点称之为试验机的中心)；安装试样前，应有从试验机中心等距离同步调节两个相对夹头的功能，两个相对夹头彼此之间等距离同步移动误差在士0.1mm之内；
c)
d) 安装试样时，应有调节试样中心与试验机中心位置对中的功能；
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