ICS 77.040.10 CCS H 22 中华人民共和国国家标准 GB/T42900—2023 金属材料 高应变速率高温压缩试验方法 Metallic materials-High strain rate compression test method at elevated temperature 2024-03-01实施 2023-08-06发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42900—2023 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 3 术语和定义 4 符号 试验原理 5 试验设备 试样 试验程序 8 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） 分离式霍普金森压杆 附录B（规范性） 高温加热调控装置 11 附录C（规范性） 数据测试系统 12 附录D（资料性) 温度效应的修正方法 14 附录E（资料性） 入射波、反射波和透射波起点的确定方法 16 附录F（资料性） 高应变速率高温压缩试验数据处理方法 17 附录G（资料性） 高应变速率高温压缩试验示例 附录H（资料性） 高应变速率高温压缩测试异常示例 21 GB/T42900—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 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专利的责任， 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 司、深圳测试验设备有限公司、山东钢铁股份有限公司、治金工业信息标准研究院、钢研纳克检测技术 股份有限公司。 本文件主要起草人：陈军红、胡文军、沈超明、马双伟、王中学、黄星、董莉、高怡斐、郭玲梅、陈伟 王慧、高广洲、张方举、侯慧宁、杨绘峰、李朝阳。 1 GB/T42900—2023 金属材料高应变速率高温压缩试验方法 1范围 本文件规定了金属材料高应变速率下高温压缩试验的原理、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和试验报告。 本文件适用于温度高于室温、应变速率范围为10°s-1~101s-1时金属材料压缩应力-应变曲线等 力学性能的测定。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T 228.2 金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法 GB/T1804一2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试件制备 GB/T 7314 金属材料室温压缩试验方法 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 34108 金属材料高应变速率室温压缩试验方法 JJG623电阻应变仪 3术语和定义 GB/T10623和GB/T34108界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 冷接触时间 cold contact time 采用组合式加热方法时，波导杆接触试样与应力波到达试样/输人杆界面的时间间隔。 4符号 表1中的符号及其说明适用于本文件。 表1符号和说明 符号 单位 说明 分离式霍普金森压杆 a1 mm 输入杆上应变计中心与试样/输人杆接触面的距离 a2 mm 输出杆上应变计中心与试样/输出杆接触面的距离 1 GB/T42900—2023 表1 符号和说明（续） 符号 单位 说明 ch mm/ms 波导杆中纵波波速 db mm 波导杆直径 EEE MPa 波导杆材料的弹性模量、室温弹性模量和高温弹性模量 E(T),E(r) MPa 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 L mm 波导杆的长度 LpLILT mm 撞击杆、输人杆和输出杆的长度 r mm 波导杆半径 Rb MPa 波导杆中的应力 R. MPa 规定温度下波导杆材料的屈服强度 mm/ms 波导杆中质点速度 mm/ms 撞击速度 Umux mm/ms 撞击杆允许的最大速度 Pb g/mm 波导杆材料的密度 试样 c. mm/ms 试样中弹性纵波波速 d. mm 试样初始直径 lo mm 试样初始长度 ro mm 试样初始半径 p. g/mm 试样材料的密度 试验材料的力学性能参数 ees ms1 温度效应修正前后工程压缩应变速率 ms-1 平均工程塑性应变速率 eses 温度效应修正前后工程压缩应变 RoR. MPa 温度效应修正前后工程压缩应力 应变测试系统 n V 应变计测试输出电压 U, V 第i通道测试信号的电压，j=1.2，n Uo, v 第j通道单位应变对应的电压值j=1,2，n n V 桥压 测试信号 e 一 弹性压缩波产生的弹性应变 ej 第j通道的应变测量值，j=12，n 分别由人射波、反射波和透射波产生的工程弹性应变 EIERSET ni.nzna 入射波、反射波、透射波起点对应的数据点序号 2 GB/T42900—2023 表 1 符号和说明（续） 符号 单位 说明 mm 应力波在人射波脉冲宽度时间内在波导杆中传播的距离 ms 时间 tw ms 应力波作用时间 to ms 工程压缩应力一时间曲线中屈服强度对应的时刻 采样时间间隔 ti ms ms 人射波的脉冲宽度 ms 时间积分变量 温度测试参数 C,(i=0,1,2,3) 弹性模量的温度相关系数 W.mm.K 空气热交换系数 k W·(mm·K)-! 波导杆中的导热系数 m mm-! 波导杆中温度随距离变化的系数 T ℃ 规定温度 T. ℃ 指示温度 To ℃ 热源温度 To ℃ 距离热源无穷远处的温度，即室温 注：在数据处理过程中，压缩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，将其单位换算 为sl。 5 试验原理 在规定温度下，采用分离式霍普金森压杆产生压缩应力波对试样进行加载，测量波导杆上的应变信 号，利用一维应力波理论处理测得的信号数据，获得材料在规定温度和应变速率下的压缩力学性能。 6 试验设备 6.1 试验系统组成 金属材料高应变速率高温压缩试验系统主要由分离式霍普金森压杆、高温加热调控装置和数据测 试系统等组成，如图1所示。 3 GB/T42900—2023 12 凸 标引序号说明： 1 驱动装置； 2 撞击杆； 测速装置； 3 4 输入杆； 5 应变计； 6 试样； 7 输出杆； 8 吸收杆； 缓冲装置； 10- 数据采集与存储装置； 11- 动态应变仪； 12- 高温加热调控装置。 图1 金属材料高应变速率高温压缩试验系统示意图 6.2 分离式霍普金森压杆 分离式霍普金森压杆主要由驱动装置、撞击杆、输人杆、输出杆等部分组成（见图1），且应符合附 录A的要求。 6.3 高温加热调控装置 高温加热调控装置应符合附录B的要求， 6.4数据测试系统 数据测试系统主要由测速装置、应变计、动态应变仪、数据采集与存储装置等部分组成（见图1），用 于测试和记录试验过程中撞击杆速度、波导杆上的入射波、反射波和透射波信号。数据测试系统应符合 附录 C的要求。 7试样 7.1试样形状、尺寸 7.1.1试样应为圆柱体，试样直径应小于波导杆直径，推荐试样直径为波导杆直径的80%。试样长径 比为0.5～1.0，其几何形状及加工要求见图2。 7.1.2试样直径和长度的尺寸公差应不大于Js9级，未注尺寸公差按GB/T1804一2000中的m级 选取。 4