ICS77.040.10 CCSH22 中华人民共和国国家标准 GB/T46591.1—2025 金属材料 原位试验方法 第1部分:拉伸试验 Metallicmaterials—In-situtestingmethod—Part1:Tensiletest 2025-10-31发布 2026-05-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅳ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 原理 2 ……………………………………………………………………………………………………… 5 试样 2 ……………………………………………………………………………………………………… 6 试验设备 3 ………………………………………………………………………………………………… 7 试验程序 6 ………………………………………………………………………………………………… 8 试验结果处理 7 …………………………………………………………………………………………… 9 试验报告 7 ………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 适用于光学显微镜的原位拉伸试验示例 8 …………………………………………… 附录B(资料性) 适用于扫描电子显微镜的原位拉伸试验示例 16 ……………………………………… 附录C(资料性) 适用于电子背散射衍射的原位拉伸试验示例 19 ……………………………………… 附录D(资料性) 适用于X射线断层扫描的原位拉伸试验示例 20 ……………………………………… 附录E(资料性) 适用于透射电子显微镜的原位拉伸试验示例 22 ……………………………………… 附录F(资料性) 适用于中子衍射谱仪的原位拉伸试验示例 23 ………………………………………… 参考文献 25 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T46591.1—2025 前 言 本文件按照GB/T1.1—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。 本文件是GB/T46591《金属材料 原位试验方法》的第1部分。GB/T46591已经发布了以下 部分: ———第1部分:拉伸试验。 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。 本文件起草单位:天津大学、凯尔测控技术(天津)有限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、冶金 工业信息标准研究院、深圳三思纵横科技股份有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院、苏州热 工研究院有限公司、深圳市海塞姆科技有限公司、青山钢管有限公司、国标(北京)检验认证有限公司、 国合通用(青岛)测试评价有限公司。 本文件主要起草人:陈刚、林强、李兵兵、高怡斐、侯慧宁、冯少武、刘杰、葛志强、陈志林、李长太、 曹昕明、王巍、李铸铁、王磊、李云玲、董莉、王步美、夏咸喜、毕胜昔、谢祎、张红菊、梁锡炳、余京泰、王亚东、 郭碧城、谢毅、於旻、陈凡虎、崔文明、臧昊良。 ⅢGB/T46591.1—2025 引 言 原位拉伸试验可同时监测材料在拉伸载荷作用下的微观结构变化和力学响应,已成为一类研究材 料变形及失效机制的先进试验方法。相较常规拉伸试验,原位拉伸试验要求在施加外力的同时,配合显 微表征仪器实时获取材料的微观演化数据。因此,原位拉伸试验涉及更多的技术要求和操作细节,需综 合考虑不同表征技术的耦合、试验设备的选择、数据分析方法等特点。为促进原位拉伸试验技术的广泛 应用与发展提供技术依据和实践指南。GB/T46591《金属材料 原位试验方法》旨在制定金属材料不 同力学性能的试验方法,拟由以下4部分构成: ———第1部分:拉伸试验; ———第2部分:疲劳试验; ———第3部分:蠕变试验; ———第4部分:断裂韧度试验。 ⅣGB/T46591.1—2025 金属材料 原位试验方法 第1部分:拉伸试验 1 范围 本文件规定了金属材料原位拉伸试验方法的原理、试样、试验设备、试验程序、试验结果处理和试验 报告。 本文件适用于金属材料在原位拉伸试验中获取材料的拉伸力学性能、微观结构演化过程或量化的 微观表征结果。 2 规范性引用文件 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 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T228.2 金属材料 拉伸试验 第2部分:高温试验方法 GB/T228.3 金属材料 拉伸试验 第3部分:低温试验方法 GB/T10623 金属材料 力学性能试验术语 GB/T12160 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定 GB/T16825.1 金属材料 静力单轴试验机的检验与校准 第1部分:拉力和(或)压力试验 机 测力系统的检验与校准 GB/T34104 金属材料 试验机加载同轴度的检验 JJF1637 廉金属热电偶校准规范 JJG141 工作用贵金属热电偶 JJG762 引伸计检定规程 3 术语和定义 GB/T10623界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 原位拉伸试验 in-situtensiletest 在施加拉伸载荷的同时,结合微观结构表征技术,实时获取材料的微观结构演变及失效过程的试验 方法。 3.2 保载时间 holdtime 保持恒定加载状态的时间。 注:在此期间试样没有进一步加载或卸载的情况下,经历特定的微观结构演化、应力松弛、蠕变、位错运动等过程。 1GB/T46591.1—2025 3.3 中断试验 interruptedtest 原位拉伸试验过程中,在特定的位移(应变)或载荷(应力)水平下保载,在保载时间内开展对试样的 微观结构观测、表征或其他分析。 3.4 应变场 strainfield 材料在外力作用下,由于变形引起的各点应变的空间分布。 注:描述了材料在空间上的变形程度,通常用应变张量表示,包括正应变(拉伸或压缩)和切应变(剪切变形)等。应 变场的分布与外加载条件、材料的几何形状、微观结构等因素密切相关,是研究材料变形行为和力学响应的方 式之一。 3.5 变形机制 deformationmechanism 材料在外力作用下发生塑性形变的基本过程和机制。 注:常见的变形机制包括滑移、孪生和相变等,这些变形机制在不同的材料和加载条件下可能同时或交替发生,共 同决定了材料的总体变形行为。 3.6 失效机制 failuremechanism 在拉伸试验中,外力作用导致材料损伤累积和断裂的具体过程和原因。 注:这些失效机制通常与材料的微观结构、外力的作用、温度等因素密切相关,是拉伸试验中材料破坏过程的重要 组成部分。常见的失效机制包括:塑性失效、解理开裂、晶界开裂和孔洞演化等。 4 原理 采用专用原位力学加载装置及配套的应变采集装置、环境附件,配合不同的显微表征装置,开展室 温或复杂环境(如高温)下的拉伸试验,同时获取材料的拉伸力学性能、微观结构演化过程或量化的微观 表征结果。 5 试样 5.1 试样几何形状 5.1.1 试样几何形状取决于被试验金属产品的形状与尺寸,且应与专用原位力学加载装置及配套的应 变采集装置、环境附件、显微表征装置适配。 5.1.2 在满足微观观测要求的前提下,试样的形状与尺寸宜满足GB/T228.1、GB/T228.2、GB/T228.3的 要求。推荐采用的拉伸试样形式包括:板状试样、棒状试样、管状试样、纵向弧形试样等,具体形状和尺 寸见附录A。 5.1.3 试样的尺寸选择应满足所使用的原位力学加载装置的量程要求(推荐最大试验力在量程2/3左 右),且试样中心平面应与加载平面、力传感器的中心平面共面。 5.2 试样的制备 应按照材料的相关产品标准要求截取样坯和制备试样。试样的表面状态应满足所采用的显微表征 仪器的一般性要求。 2GB/T46591.1—2025