ICS 77.040.10 YS H 22 中华人民共和国有色金属行业标准 YS/T1307.12019 镍钛形状记忆合金记忆性能测试方法 第1部分：拉伸测试方法 Test method for shape memory properties of nickel-titanium shape memory alloys-Part 1 : Tensile testing 2019-08-02发布 2020-01-01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 YS/T1307.1—2019 前言 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)提出并归口。 本部分起草单位：有研亿金新材料有限公司、有研医疗器械(北京)有限公司、西安思维金属材料有限 公司、国标（北京）检验认证有限公司。 本部分主要起草人：冯昭伟、袁志山、贺昕、熊晓东、庞欣、李璞、薛枫、白智辉、高宝东、李君涛、 王江波、吕超。 YS/T1307.1—2019 镍钛形状记忆合金记忆性能测试方法 第1部分：拉伸测试方法 1范围 YS/T1307的本部分规定了镍钛形状记忆合金记忆性能拉伸测试方法的术语和定义、符号和说明、 原理、仪器设备、样品、试验步骤、试验数据处理、精密度和试验报告。 本部分适用于镍钛形状记忆合金记忆性能的测试。 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金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 GB/T6379（所有部分）测量方法与结果的准确度（正确度与精密度） GB/T10623金属材料力学性能试验术语 GB/T16825.1一2008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 YS/T1064 4镍钛形状记忆合金术语 YY/T0641 热分析法测量NiTi合金相变温度的标准方法 3术语和定义 GB/T10623、YS/T1064界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 预变形量pre-strain E 原始标距的伸长与原始标距之比的百分率。 3. 2 恢复率recoveryratio 拉伸试样低温拉伸后标距长度与加热收缩后标距长度的差值，与试样原始标距变形长度之比的百分 率。 3. 3 恢复应变（回复应变） recoverable strain Ere 拉伸试样在低温拉伸后卸载至载荷为零时标距长度，与该试样加热收缩后标距长度的差值，再与原 YS/T1307.1—2019 始标距长度之比的百分率。 3. 4 恢复应力（驱动应力/回复应力） recoverystress Rre 拉伸试样在低温拉伸到给定应变后卸载至载荷为7MPa时，在约束状态下（拉伸试样夹持在夹头位 置固定的拉伸机上），对该试样标距部分进行加热至（A十50)℃以上时，拉伸机显示的最大应力读数。 4符号和说明 本部分使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 Lo mm 原始标距 LM mm 拉伸后标距 Li mm 拉伸卸载后标距 L2 mm 加热后标距 So mm? 原始横截面积 变形量 % 预变形量 记忆恢复性能 % 恢复率 % 恢复应变 Ere 恢复力 Fre N 恢复力 恢复应力 Rre N/mm? 恢复应力 5原理 5.1使用拉伸试验机在低于(M,一10)℃对试样进行预变形后，卸载至7MPa并保持约束状态，将试样 加热到（A十50)℃以上，使试样充分收缩，测定试样的恢复应力。 5.2使用拉伸试验机在低于（M,一10)℃对试样进行预变形后，卸载至载荷为零并保持自由状态，将试 样加热到（A"十50)℃以上，使试样充分收缩，测定标距长度变化，计算试样的恢复率、恢复应变，应力-标 距长度曲线如图1所示。 2 YS/T1307.1—2019 RA Lo L2 Li LM 说明： L 长度； Lo 原始标距； 低温形变后的标距； 一低温形变卸载后的标距； Le-加热收缩后的标距； R—应力。 图1镍钛合金典型的应力-标距曲线 6仪器设备 6.1拉伸试验机，应满足下列要求： a） 由计算机程序控制进行数据的采集与处理，能以固定速率完成拉伸过程分段加载和卸载的过程 控制； b）测力系统应按照GB/T16825.1一2008进行校准，并且其准确度应为1级或优于1级。 6.2引伸计，应满足下列要求： a）准确度级别应满足或优于GB/T12160—2002中的C级要求； b）通过横梁移动测定应变，横梁位移测量精度应优于0.001mm。 6.3游标卡尺，精度0.02mm。 6.4千分尺，精度0.01mm。 7样品 7.1 丝材、板材和管材使用的样品类型： a） 样品原始标距L。应取50mm、80mm、100mm或150mm，试验机两夹头间的试样长度不小于 L.+40mm; b）对于直径不大于0.2mm的样品，使用横梁位移计算应变时，夹头间的长度应为150mm。 7.2除非特殊约定，不推荐使用直径或厚度大于8mm的线材、棒材试样测试记忆性能。 YS/T1307.1—2019 8试验步骤 8.1试验条件 8.1.1试样的预变形温度应低于（M,一10)℃，具体试验温度可由相关方协商确定，设定温度允许偏差 为士2℃。当M，温度高于35℃时，推荐预变形测试温度设定为室温18℃～25℃。 8.1.2需采用YY/T0641检测预变形样品的相变温度A°，测试记忆性能时，应加热到（A十50)℃以 上。使用拉伸机温控箱或热风枪对样品加热，测温热电偶应靠近样品检测加热温度，加热温度允许偏差 ±10℃。 8.1.3拉伸过程横梁应变速率范围应符合表2规定，推荐使用100mm标距，相应在4个直径或厚度的 由大到小范围内，推荐使用的拉伸速度分别见表2（允许偏差为士10%）。 表2拉伸过程应变速率 d(直径或厚度) 应变速率 推荐的拉伸速度 min-1 mm/min mm d<0.2 ≤0.08 4 ≤0. 04 3 0.2<d≤0.5 0.5<d<2.5 ≤0. 02 2 ≤0. 01 1 d>2.5 注：对于圆管，d=外圆直径一内圆直径。 8.1.4试样原始标距、变形后标距、加热收缩标距可由引伸计或游标卡尺测量。 8.1.5试样外径使用外径千分尺测量，管材壁厚采用游标卡尺测量，管材内径由管材外径减去2倍厚度 计算得出，应该在两个相互垂直位置测量直径、壁厚，取其算数平均值计算原始横截面积。 8.1.6板材的宽度与厚度使用游标卡尺测量。 8.2恢复应力的测定 8.2.1确定试样原始标距长度，在拉伸试样上刻上标距记号。 8.2.2选用温控箱，根据测试温度调整温控箱温度，达到设定温度后，放人试样，保温5min以上。 8.2.3设定预变形加载、卸载程序。预变形量e按公式（1)计算，预变形量优先选择2%、4%、6%、8%、 10%、12%、14%、16%、18%、20%的变形量。 X100% ..(1) 式中： LM——低温形变后的标距长度，单位为毫米（mm）； L。—原始标距长度，单位为毫米（mm）。 8.2.4快速夹持试样并保持对中，按需要安装引伸计。温控箱重新到温后保温3min以上。 8.2.5试验机力值传感器清零，拉伸试样至预定应变，去除引伸计，卸载至应力为7MPa。 8.2.6选取1个样品，采用YY/T0641方法检测预变形后相变温度A%。 8.2.7重新设定测试程序，拉伸速度为零。 8.2.8 使用温控箱或热风枪等工具将样品加热到（A十50)℃以上，保证试样均匀受热，充分恢复。 8.2.9记录加热过程中最大应力值，即为恢复应力值，同时需记录此时的试样温度。 4 YS/T1307.1—2019 8.3恢复应变、恢复率的测定 8.3.1确定标距长度，在拉伸试样上刻上标距记号。 8.3.2选用温控箱，根据测试温度调整温控箱温度，达到设定温度后，放人试样，保温5min以上。 8.3.3设定预变形加载、卸载程序。预变形量ε按公式（1)计算，预变形量优先选择2%、4%、6%、8%、 10%、12%、14%、16%、18%、20%的变形量。 8.3.4快速夹持试样并保持对中，按需要安装引伸计。温控箱重新到温后保温3min。 8.3.5试验机力值传感器清零，拉伸试样至预定应变，然后卸载至应力为零，松弛试样下端夹持，记录形 变卸载后的标距长度L1。 8.3.6选取1个样品，采用YY/T0641方法检测预变形后相变温度A§。 8.3.7使用温控箱或热风枪将试样加热到（A十50)℃以上，保证试样均匀受热，充分自由恢复，用卡尺 或引伸计测量试样加热收缩后的标距长度L并记录。 9试验数据处理 9.1恢复率 拉伸试样的恢复率n按公式（2)计算。 X100% ·(2) 式中： LM -低温形变后的标距长度，单位为毫米（mm）； Lz—加热收缩后的标距长度，单位为毫米(mm）； - 原始标距长度，单位为毫米（mm）。 9.2恢复应变 拉伸试样的恢复应变ere按公式(3)计算。 X100% Ere ·(3) 式中： L一一低温形变卸载后的标距长度，单位为毫米（mm）； L—加热收缩后的标距长度，单位为毫米(mm)； L。——原始标距长度，单位为毫米（mm）。 9.3恢复应力 拉伸试样的恢复应力Rre按公式(4)计算。 Fr Rre= ·(4 ) So 式中： Fre— 恢复力，单位为牛(N)； S。—一原始截面面积，单位为平方毫米（mm²）。 10精密度 试验测试精度要求如下： 5