ICS 77.040.10 H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T37783—2019
金属材料 高应变速率高温拉伸
试验方法
Metallic materialsHigh strain rate tensile test
method at elevated temperature
2020-07-01实施
2019-08-30发布
国家市场监督管理总局 发布中国国家标准化管理委员会 GB/T37783—2019
目 次
前言范围 2
规范性引用文件术语和定义符号和说明
3
4 5 试验原理 6 n 6
试验设备试样试验程序试验数据处理 10试验结果有效性评估 11 试验报告附录A（规范性附录） 分离式霍普金森拉杆附录B（规范性附录） 数据测试系统附录C（资料性附录） 温度效应的修正方法附录D（资料性附录） 入射波、反射波和透射波起点的确定方法附录E（资料性附录） 分离式霍普金森拉伸试验方法数据处理公式附录F（资料性附录） 高应变速率高温拉伸试验测试示例附录G（资料性附录） 高应变速率高温拉伸试验测试异常示例参考文献
9
1(
13
15 17 18
20
21
2. GB/T 37783—2019
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 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：中国工程物理研究院总体工程研究所、钢研纳克检测技术有限公司、西北工业大
学、中国科学技术大学、国防科技大学、冶金工业信息标准研究院、武汉钢铁股份有限公司、宝山钢铁股份有限公司、中国兵器工业集团第五三研究所。
本标准主要起草人：徐伟芳、胡文军、高怡斐、郭伟国、汪洋、钟卫洲、董莉、卢芳云、李荣峰、方健、 侯慧宁、彭刚。
1 GB/T37783—2019
金属材料 高应变速率高温拉伸
试验方法
1范围
本标准规定了采用分离式霍普金森试验杆对金属材料开展高应变速率高温拉伸试验的术语和定义、符号和说明、试验原理、试验设备、试样、试验程序、试验数据处理、试验结果有效性评估及试验报告等内容。
本标准适用于温度高于室温、应变速率范围为10"s-1～103s-1时金属材料拉伸应力-应变曲线等力学性能的测定。
规范性引用文件
2
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（包括所有修改单）适用于本文件
GB/T228.2—2015 金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法 GB/T 1804— 2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 GB/T 10623 金属材料力学性能试验术语 GB/T 13992 金属粘贴式电阻应变计 GB/T 30069.1 金属材料高应变速率拉伸试验 第1部分：弹性杆型系统 GB/T 32967.1 金属材料 高应变速率扭转试验 第1部分：室温试验方法 JJG623 电阻应变仪
3 ：术语和定义
GB/T10623和GB/T32967.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
弹性拉伸波 elastictensilewave 在介质中传播拉伸应力的弹性应力波，其质点运动方向与波传播方向相反。
3.2
弹性拉伸波速率 elastic tensile wave velocity 弹性拉伸波波阵面传播的速率。
3.3
分离式霍普金森拉杆 splitHopkinsontensilebar 利用弹性拉伸波测试材料在高应变速率下拉伸应力-应变曲线等力学性能的装置。
3.4
冷接触时间 cold contacttime 试样接触波导杆时刻与应力波到达试样/人射杆界面时刻的差值。
1 GB/T37783—2019
符号和说明
4
本文件使用的符号及其说明见表1。
表 1 符号和说明
符号
单位
说 明温度测试参数
℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃
T T. T; T... T. T。 / k m
温度进行试验时的设定温度或规定温度试验试样平行长度表面的测量温度波导杆材料力学性能测量时的最高温度距离热源无穷远处的温度，即室温热源温度空气热交换系数波导杆的导热系数波导杆中温度随距离变化的系数
W·mm-?.K W.(mm·K)
1
mm1
C,(i=0,1,2,3) 弹性模量的温度相关系数
分离式霍普金森拉杆
输人杆上应变计离试样端的距离输出杆上应变计离试样端的距离波导杆中的弹性拉伸波速率波导杆中的质点速度波导杆的密度波导杆的直径波导杆的横截面面积波导杆长度
a1 a? Cb Ub pt D. S Hb
mm mm mm/ms mm/ms g/mm mm mm’ mm MPa mm mm MPa MPa
EEE 波导杆的弹性模量、常温弹性模量和高温弹性模量 Lt
输出杆的长度距离与温度相关的弹性模量以及温度梯度引起呈空间分布的弹性模量与温度相关的屈服强度
3 E(T),E(r) Ry(T)
试样
试样的密度试样的弹性模量试验段长度、平行长度原始横截面面积
g/mm MPa mm mma
p, E. L、Le S.
2 GB/T37783—2019
表1(续) 说 明
符号 d. M。 W、W。 r. c,
单位 mm mm mm mm mm/ms
圆柱状试样标距段初始直径螺纹连接圆柱状试样的螺纹尺寸板状试样连接段和平行长度段的宽度过渡圆弧半径试样材料的弹性拉伸波速率
试验材料的力学性能参数
ee. E. e.ve. R!R,
温度效应修正前后的应变速率平均工程塑性应变速率温度效应修正前后的工程拉伸应变温度效应修正前后的工程拉伸应力
ms-1 ms=1
MPa
应变测试系统
U Uej U, Ur AUAU. Re R. K、Ka
V v V V V 2 2
电压第j通道单位应变对应的电压值，j=1,2，，n 第j通道测试信号的电压，j=1,2，，n 供桥电压并联电阻R。时的电压增量以及标定时的电压增量应变计电阻模拟标准应变的桥臂并联电阻应变计灵敏系数、应变计动态灵敏系数
测试信号
人射波、反射波、透射波起点对应的数据点序号人射波的脉冲宽度应力波在人射波脉冲宽度时间内传播的距离时间应力波作用时间工程拉伸应力-时间曲线中屈服强度对应的时刻采样时间间隔时间变量工程弹性应变第j通道的应变测量值，j=1,2,,n 分别由人射波、反射波和透射波产生的工程弹性应变
n3
x La - t: to At W
ms mm ms ms ms ms ms
ej eIERveT 注：在数据处理过程中，拉伸应变速率和平均工程塑性应变速率的单位为ms-"；在结果表述时，宜将其单位换算
成为s-1。
3 GB/T 37783—2019
5
试验原理
在规定温度条件下，采用分离式霍普金森拉杆产生拉伸应力波对试样进行加载，测量波导杆（包含输入杆和输出杆）上的应变信号，利用一维应力波理论处理并获得材料不同应变速率下的拉伸力学性能。
6 试验设备
6.1 设备组成
金属材料高应变速率高温拉伸试验系统主要由人射波产生装置、输入杆、输出杆、应变计、加热装置、动态应变仪和数据采集与处理系统等组成，如图1所示。 输入杆和输出杆应满足附录A中A.3的要求。
4 d
L
3
OL
18
10
L9
说明： 1 人射波产生装置； 2- 输入杆； 3- 应变计； 4 温度测量系统；
热电偶； 6- 输出杆； 7- 试样； 8- 加热装置； 9- 动态应变仪； 10- 数据采集与处理系统。
5-
图1 金属材料高应变速率高温拉伸试验系统示意图
6.2 加热装置 6.2.1 总则
加热装置分为一体式加热装置和组合式加热装置，应能加热试样到规定温度T。。当高温导致波导杆局部材料的弹性模量降低超过20%时，宜采用组合式加热装置 6.2.2 一体式加热装置
一体式加热装置用于对已完成安装的试样加热
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