ICS 77.040.10 H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T228.4—2019 代替GB/T24584—2009
金属材料 拉伸试验第4部分：液氮试验方法
Metallic materialsTensile testing- Part 4:Method of test in liquid helium
(ISO6892-4:2015,MOD)
2020-07-01实施
2019-08-30发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T228.4—2019
目 次
前言引言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 符号和说明 5 原理
试验设备试样
6
8 试验要求
性能测定· 10 试验报告 11 测量不确定度附录A（资料性附录） 液氨拉伸试样类型
10 GB/T 228.4—2019
前言
GB/T228《金属材料拉伸试验》分为以下四个部分：
一第1部分：室温试验方法；第2部分：高温试验方法；
一第3部分：低温试验方法；
第4部分：液氨试验方法。 本部分为GB/T228的第4部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分代替GB/T24584一2009《金属材料拉伸试验液氨试验方法》，与GB/T24584一2009相
比主要技术变化如下：
增加了应变速率的控制方法（见引言）； -增加了范围的备注（见第1章）；将奥氏体不锈钢的牌号修改为国内牌号（见第6章，GB/T24584一2009的第6章）；增加了引伸计的备注（见第6章）；增加了圆棒试样的备注（见第7章）；增加了非标准试样的尺寸要求（见第7章）；修改了试验速率的范围（见第8章，GB/T24584一2009的第8章）；增加了测定结果的不确定度（见第11章）。
本部分使用重新起草法修改采用ISO6892-4:2015《金属材料 4拉伸试验第4部分：液氨试验方法》。 本部分与ISO6892-4：2015的技术性差异及其原因如下：
关于规范性引用文件，本部分做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下： ·用修改采用国际标准的GB/T228.1一2010代替ISO6892-1：2009（见第3章、6.1.2、7.3和
第11章）； ·用修改采用国际标准的GB/T228.3代替ISO6892-3（见第3章）； ·用等同采用国际标准的GB/T16825.1代替ISO7500-1（见6.1.1）； ·用等同采用国际标准的GB/T12160代替ISO9513（见6.4.1）； ·增加引用了GB/T34104（见6.1.5）。 修改了附录A中的试样类型，增加了直径或宽度为3mm棒状或板状试样（见表A.1和表 A.2)。
本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本部分起草单位：有研科技集团有限公司、中国科学院理化技术研究所、冶金工业信息标准研究院
钢铁研究总院、国合通用测试评价认证股份公司、上海出人境检验检疫局工业品与原材料检测技术中心、中冶建筑研究总院有限公司。
本部分主要起草人：张红菊、王福生、渠成兵、董莉、高怡斐、李璞、黄传军、侯慧宁、翟战江、孙泽明、 吴益文、肖红梅、夏雯、金雨佳、李思瑾、王文中、肖存。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T24584—2009。
I GB/T 228.4—2019
金属材料拉伸试验第4部分：液氮试验方法
1范围
GB/T228的本部分规定了在液氨温度（沸点是一269℃或4.2K，指定为4K）下金属材料拉伸试
验方法的原理、定义、符号和说明、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定和试验报告。
本部分适用于金属材料液氢温度拉伸性能的测定。也可适用于需要特殊设备、较小试样以及涉及
锯齿形届服、绝热增温和应变速率影响的低温（温度小于一196℃或77K）拉伸试验，
注："He同位素的沸点为3.2K，一般情况下，液氨试验是在‘He或含高浓度"He的"He和"He的混合物中进行的
因此试验温度指定为4K。
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/T228.1一2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法（ISO6892-1：2009，MOD） GB/T228.3金属材料拉伸试验第3部分：低温试验方法（GB/T228.3一2019，ISO6892-3：
2015,MOD)
GB/T12160 单轴试验用引伸计的标定（GB/T12160一2002，ISO9513：1999，IDT） 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)
GB/T34104金属材料试验机加载同轴度的检验（GB/T34104一2017，ISO23788：2012，MOD）
3术语和定义
GB/T228.1和GB/T228.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1
绝热增温 adiabaticheating 由于试样在一定条件下变形会产生内热，由塑性功所产生的热量并不能很快地消散于环境制冷剂
中而导致的试样温度的升高。 3.2
单轴应变 axial strain 在试样表面纵轴方向上对称或等间距位置的不同侧面测量的应变值。 注：纵向应变是由两个或多于两个的位于试样平行长度上中间部分的应变传感器所测量的。
3.3
弯曲应变 bendingstrain 试样的表面应变与轴向应变之间的差值。 注：试样的弯曲应变在沿着圆周的方向和平行长度的方向上各不相同。
1 GB/T 228.4—2019
3.4
杜瓦瓶dewar 容纳低温流体的真空绝热容器，
3.5
不连续屈服强度 discontinuous yielding strength R; 在应力-应变曲线上的第一个可测量的锯齿开始时的峰值应力。
3.6
低温拉伸容器 tensilecryostat 使试样在低温环境中受到拉应力的一种试验装置（见图2）。
1
说明： 1 力； 2- 室温加载框架；
引伸计；真空杜瓦瓶；杜瓦瓶密封圈；
8 0
排气孔；真空绝热输送管：低温加载框架；试样；
3
10 电反馈通道； 11- 力传感器； 12- 拉杆。
5 6-
图2液温度下拉伸试验用典型的低温容器示意图
2 GB/T 228.4—2019
符号和说明
4
本部分适用的符号和相应的说明见表1。
表 1 符号和说明
符号
单位
说 明
试样
d. L。 L. Lo L. S. S. 2
mm mm mm mm mm mm mm? %
圆形横截面平行长度的直径或线材的直径试样原始标距试样断后标距试样平行长度引伸计标距原始横截面积断后最小横截面积断面收缩率
2 _S.-S. ×100
S.
伸长率
断后伸长率
%
A
A L.-L。 ×100
L。
力
最大力
Fm.
N
抗拉强度、规定强度、屈服强度
R.. R e0.2 R; *1 MPa=1 N/mm*
MPa 抗拉强度 MPa 0.2%规定塑性延伸强度 MPa
不连续屈服强度
5 原理
在液氨温度（一269℃或4K）下对试样施加拉力一般拉至断裂，测定第4章定义的一项或几项低温力学性能。
6 试验设备
6.1 试验机 6.1.1 总则
试验机准确度级别应符合GB/T16825.1的要求，并应为1级或优于1级。
3 GB/T 228.4—2019
6.1.2试验机的柔度
试验装置（试验机和低温装置）的柔度（施加单位试验力后，试验机自身所产生的变形量）应该
是已知的，为了测量试验机的柔度应将一刚性试样或专用标定试样连接在加力系统中，并接6.1.4 施加一个较低的试验力和一个试验机所充许的最大试验力分别测量柔度。柔度测定的具体方法见GB/T228.1一2010中的附录F。
注：因为在柔度较小的试验机上试样会发生较大的不连续变形，所以不同的系统柔度可能对材料的应力-延伸曲线
和性能（例如断后伸长率和抗拉强度)产生不同的影响。
6.1.3系统设计
通常情况下，金属材料在液氨中的强度是室温下的两倍或更高。对于相同几何尺寸的试样，低温状态下的容器、试样、加力系统零部件以及夹具都将承受更大的力。由于很多试验机的最大载荷不超过 100kN，建议设备在设计过程中能够满足附录A中所引用的小型试样中的一种。 6.1.4选用材料
许多材料，包括绝大多数的铁素体钢，在4K温度下会变脆，为避免设备损坏，制造夹具和其他加载链零部件的材料应选用强度高、韧性好的低温合金。具有低导热性的材料可以有效地阻止热传导，奥氏体不锈钢022Cr19Ni10N（304LN）、马氏体时效钢18Ni(200）、18Ni（250）和18Ni（300），变形镍基高温合金以及钛合金TC4（Ti-6A1-4V)和TA7（Ti-5A1-2.5Sn)经过适当设计已被用做夹具、拉杆和低温容器框架。非金属材料（例如玻璃钢）是优良的绝缘体，有时被用于制作承压部件。 6.1.5同轴度
在拉伸试验中合适的系统同轴度是使弯曲应变最小化的基本手段，设备和夹具宜被调整至载荷作用于精确加工的标定试样上的最大弯曲应变不宜超过GB/T34104中规定的轴向应变的10%，为使弯曲应变降低到可接受的水平，应调整拥有调节功能的低温容器上的平衡调节器，或使用间距垫片来补偿不可调的装置。对于一台合格的设备来说，应变的计算是依据标定试样在较低和最大载荷下的读数来确定的。
可在室温和4K的温度下使用轴对称测量法检查试验设备是否合格。为完成设备的轴对称性试验，试样的类型以及低温容器的选用应与实际低温试验相同，并且试样的分散性要尽可能的小。在加载过程中试样在平行长度内不能发生塑性应变。在一些情况下有必要使用相对硬的、高强度的标定试样。
对于圆柱形试样，测量3个电阻应变计、引伸计或夹规在试样平行长度上的中间以及等间距的圆周
上的应变来计算3.3定义的最大弯曲应变，
对于正方形或矩形截面试样，测量两个平行面（相对面）中心位置的应变：对于薄板形试样，测量两
个宽面中心位置的应变。
对于螺纹或用销钉连接的夹具，可以依照以下步骤来评估试样偏心的影响，在保证夹具以及拉杆不
动的情况下，将试样旋转180°重复轴对称测量，然后计算最大弯曲应变和试样的轴向应变。如果用其他的夹具或方法来评估试样偏心的影响应在报告中注明
拉伸试验中当在试样的唯一位置测量较小应变时，加载的不同轴性（可能由试样的机加工引起）是引起测量误差的主要因素。因此我们需要在试样的平行长度上取等间距的3个点（或者如果设备的对中非常好，至少应取对称的两点)分别测量应变。最后报出在试样平行长度内中心对称的3个点或两个点的应变平均值。
4