金属材料 高温压缩试验方法

ICS77.040.10

CCSH22

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX-202X

金属材料高温压缩试验方法

Metallicmaterials—Compressiontestmethodatelevated

temperature

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

国家市场监督管理总局

国家标准化管理委员会发布

GB/TXXXXX—XXXX

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：

本文件主要起草人：

II

GB/TXXXXX—XXXX

金属材料高温压缩试验方法

1范围

本文件规定了金属材料高温压缩试验方法的术语和定义、原理、符号和说明、试样、试

验设备、试验条件、性能测定、测定结果数值修约、试验结果的处理和试验报告等。

本文件适用于900℃以下单向压缩的规定塑性压缩强度、规定总压缩强度、上压缩屈服

强度、下压缩屈服强度、压缩弹性模量及抗压强度等参量的测定。

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/T2614镍铬一镍硅热电偶丝

GB/T7314-2017金属材料室温压缩试验方法

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T10623金属材料力学性能试验术语

GB/T12160单轴试验用引伸计的标定

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

JJG139拉力、压力和万能试验机检定规程

JJG475电子式万能试验机检定规程

JJG762引伸计检定规程

3术语和定义

GB/T7314-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

通常，所有试样几何尺寸均在室温下测量，引伸计标距有可能例外。

3.1

单向压缩singlecompression

试样受轴向压缩时，弯曲的影响可以忽略不计，标距内应力均匀分布，且在实验过程中

不发生屈曲。

3.2

试样原始标距specimenoriginalgaugelength

L0

用以测量试样变形部分的原始长度，此长度应不小于宽度或直径。

3.3

实际压缩力truecompressionforce

F

在压缩过程中作用在试样轴线方向上的力，对夹持在约束装置中进行试验的板状试样，

是标距中点处扣除摩擦力后的力。

1

GB/TXXXXX—XXXX

3.4

摩擦力frictionforce

F1

被约束装置夹持的试样，在加力时，两侧面与夹板之间产生的摩擦力。

3.5

规定塑性压缩强度proofstrengthplasticcompression

Rpc

试样标距的塑性压缩变形达到规定的原始标距百分比时的压缩应力，表示此压缩强度的

符号应用脚标说明，如Rpc0.01、Rpc0.02分别表示规定塑性压缩应变为0.01%、0.02%时的

压缩应力。

3.6

压缩弹性模量modulusofelasticityincompression

Ec

轴向压缩应力与轴向压缩应变呈线性比例关系范围内的轴向压缩应力与轴向压缩应变

之比。

3.7

抗压强度compressivestrength

Rmc

试样压至破坏前承受的最大标称压应力。

3.8

保温时间holdingtime

th

施加压力前，保持试样试验温度稳定的时间。

3.9

屈曲Buckling

除通过压溃方式引起压缩失效外，下面几种方式也可能发生压缩失效：

a)由于非轴向加力而引起柱体试样在其长度上的弹性失稳；

b)柱体试样在其全长度方向的非弹性失稳；

c)板材试样标距内小区域上的弹性或非弹性局部失稳；

d)试样横截面绕其轴转动而发生的扭曲或扭曲失效。

这几种失效类型统称为屈曲。

3.10

防屈曲夹具Anti-bucklingfixture

一种横向支撑，用在薄板压缩试样上，防止试样压缩过程中发生屈曲，但不影响轴向变

形的装置。

4原理

本试验中，在900℃以内的高温环境下通过对试样轴向施加递增的单向压缩力，测定相

2

GB/TXXXXX—XXXX

关压缩力学性能。

5符号和说明

GB/T7314-2017规定的以及下列符号和说明适用于本文件。

表1符号及说明

符号说明单位

T进行试验时的设定温度或规定温度℃

Ti试验试样表面的测量温度℃

th保温时间min

6试样

6.1试样形状与尺寸

6.1.1试样形状和尺寸的设计应满足：在试验过程中标距内为均匀单向压缩，引伸计所测变

形与试样轴线上标距段变形相等，端部不应在试验结束前损坏，推荐使用下列图1、图2、

图3、图4所示试样。凡能满足上述要求的其他试样也可采用。

图1圆柱体试样

图1和图2为侧向无约束试样，L=（2.5～3.5)d和L=（2.5～3.5)b的试样适用于测定

RPC、Rtc、ReHc、ReLc、Rmc。L=（5～8)d和L=（5～8)b的试样适用于RPC0.01和Ec。L=（1～

2)d和L=（1～2)b的试样仅适用于测定Rmc。

图3和图4为板状试样，需要夹持在约束装置中进行试验。

图2正方形柱体试样

3

GB/TXXXXX—XXXX

图3矩形板试样

图4带凸耳板状试样

6.1.2试样原始标距距试样端面的距离不应小于试样直径（或宽度）的1/2。

6.1.3板状试样长度按式（1）计算

L=H+h…………….(1)

板材试样无约束部分长度应根据被测材料的相关力学性能和约束装置高度进行计

算．保证压头在压缩过程中不接触约束装置。

6.2试样制备

6.2.1样坯切取的数量、部位、取向应按相关产品标准或双方协议规定。

6.2.2切取样还和机加工试样时，应防止因冷加工或热影响而改变材料的性能。

6.2.3板状试样厚度为原材料厚度时，应保留原表面，表面上不应有划痕等损伤；试样厚

度为机加工厚度时，表面祖糙度应不劣于原表面的粗糙度。厚度（或直径）在标距内的允许

偏差为1%或0.05mm,取其小值。

6.2.4圆柱体试样按图1机加工，板状试样按表2机加工，棱边应无毛刺。

6.2.5试样应平直，从板卷或带卷上切取的试样．允许带有不影响性能测定的轻微弯曲。

4

GB/TXXXXX—XXXX

表2板状试样尺寸单位为毫米

厚度宽度图号

0.2～＜212.5图4

2～＜1012.5图3

≥10≥10图2

注：厚度小于0.3mm的试样，一般把头部完成“n”形。

6.3试样尺寸测量

6.3.1板材和正方形柱体试样的厚度和宽度，应在原始标距中点测量，圆柱体试样应在原始

标距中点处两个垂直的方向上测量直径取平均值。量具应按表3选取，根据测试尺寸计算的

原始截面积，至少保留4位有效数字。

表3量具或测量装置的分辨力单位为毫米

试样横截面积分辨力不大于

0.1～0.50.001

＞0.5～2.00.002

＞2.0～100.01

＞100.05

6.3.2测量带凸耳板状试样时，原始标距为两侧面的每一侧面两凸耳沿试样轴线方向的内侧

距离和外侧距离总和的四分之一。测量时量具不应靠近凸耳根部。

7试验设备

7.1试验机

试验机准确度应为1级或优于1级，并按照GB/T16825.1进行检验。

试验机的上下压板的工作表面应平行，平行度不低于1:0.0002mm/mm（安装区域100mm

范围内），压板的硬度应不低于55HRC,并且压板的材料应在试验温度下有足够的硬度和抗

氧化能力，防止在最大载荷作用下产生塑性压痕或偏心。

硬度较高的试样两端应垫以合适的硬质材料做成的垫板，试验后，板面不应有永久变形。

垫板上下两端面的平行度不低于1:0.0002mm/mm，表面粗糙度Ra应不大于0.8μm。

7.2附加装置

不满足平板平行度要求的试验机，应加配力导向装置；试验机偏心压缩的影响较明显时，

可配用调平垫块；进行脆性材料试验时，应用有机玻璃或铁纱做成防护罩，将试样罩在里面，

防止试样碎片飞出或损坏仪器;对于板状试样的压缩试验，应使用防屈曲夹具。附加装置可

以参考GB/T7314进行实施。

7.3引伸计

引伸计应符合GB/T12160的要求，测定压缩弹性模量时应使用不低于0.5级的引伸计，

测试规定塑性压缩强度、总压缩强度、压缩屈服强度的引伸计应使用不低于1级的引伸计。

测定压缩弹性模量和规定塑性压缩应变小于0.05%的规定塑性压缩强度时，应采用平均引伸

计。

7.4设备检定

力值测量系统、引伸计、千分尺等相关设备都应按JJG139、JJG475、JJG762检定规

5

GB/TXXXXX—XXXX

程定期进行校准，校准的频度应保证所有试验中的误差不超出本试验方法所列的允差，试验

机两次校准之间的间隔为1-2年。

7.5加热装置

7.5.1加热装置应能使试样加热到规定温度T，本标准推荐使用辐射加热炉。

7.5.2加热炉恒温区应不小于试样标距长度的两倍，炉膛空间应足够大，不妨碍各种测试装

置的使用。

7.5.3测量温度和规定温度的允许偏差及温度梯度见表4。

Ti是指在试样平行长度表面上所测量的温度，该温度已进行系统误差修正，但未考虑

温度测量装置的不确定度。测量温度Ti与规定温度T的允许偏差及温度梯度见表5。

表4温度的允许偏差及温度梯度

规定温度TTi与T的允许偏差温度梯度

（℃）（℃）（℃）

T≤600±33

600＜T≤800±44

800＜T≤900±55

7.6温度测量系统

7.6.1

温度测量系统必须检定合格，热电偶应满足GB2614要求，如果根据经验得知加热装

置与试样的相对位置可确保试样温度的变化符合表5的规定，热电偶的数目可以减少，但是，

至少确保一支测温热电偶与试样表面保持良好热接触并应避免加热体对热电偶直接热辐射。

7.6.2温度测量系统的检验

温度测量装置的最低分辨力为1℃，允许误差应在±0.004T或±2℃内，取最大值。

注：温度测量系统包括所有测量组件链（传感器、导线、显示装置、联结点）

8试验条件

8.1尺寸测量

8.1.1试样的宽度用精度不低于0.02mm的量具测量，试样的直径或厚度用精度不低于

0.0lmm的量具测量。

8.1.2试样尺寸应在标距长度内不少于三处（两端和中间）测量，每处在相互垂直位置各测

一次，取平均值，三处测定的横截面积中的最小值即为试样原始横载面积。

8.2试样与夹具的安装

试样与夹具安装时，试样两端应涂石墨润滑剂，并使试样与上下夹具平行对中。板状试

样使用约束装置时，还应在试样两端面及夹具上涂石墨润滑剂。

8.3加热及温度测量

8.3.1除材料技术条件另有规定外，一般应在lh内加热到规定温度，保温时间不小于30min。

8.3.2在整个试验过程中，试验温度的波动和梯度应符合表4规定。

8.4加载速度

6

8

GB/TXXXXX—XXXX

8.4.1试验过程采用应变控制时，设置应变速率为0.005min-1；采用载荷控制或横梁位移控

制时，允许设置一个相当于应变速率0.005min-1的速度进行控制，如果材料应变速率敏感，

可以采用0.003min-1的速度。

8.4.2没有应变控制系统时，保持恒定的横梁位移速率，以达到在试验过程中需要的平均应

变速率要求。在试验过程中恒定的横梁位移速率并不一定保证试验过程中的恒定应变速率。

无论采用哪种方法都应采用恒定的速率，不准许突然的改变。

9性能测定

9.1板状试样夹紧力的选择

根据材料的规定塑性压缩强度Rpc0.2(或下压缩屈服强度)及板材厚度来选择夹紧力。一般

使摩擦力Ff不大于Fpc0.2估计值的2%；对于极薄试样，允许摩擦力达到Fpc0.2的5%。在

保证试验正常进行的条件下，夹紧力应尽可能小。

注：一般认为厚度小于0.3mm的试样为极薄试样。

9.2板状试样实际压缩力（F）的测定

9.2.1试验时自动绘制力变形曲线，一般初始部分因受摩擦力影响而并非线性关系。当力足

够大时，摩擦力达到一个定值，伺候摩擦力不再进一步影响力-变形曲线。设摩擦力F1平均

分布在试样表面上，则实际压紧力F用式（2）计算。

F=F0-1/2F1……………(2)

9.2.2用图解法确定实际压缩力（F），在自动绘制的力－变形曲线图上，沿弹性直线段，反

延直线交原横坐标轴于0"，在原横坐标原点0'与0"的连线中点上，作垂线交反延的直线于

0点，0点即为力－变形曲线的真实原点。过0点做平行原坐标的直线，即为修正后的坐标

轴，实际压缩力可在新坐标系上直接判读（见图5)。

图5用图解法确定实际压紧力F

9.3规定塑性压缩强度（RPC）的测定

9.3.1力-变形图解法测定。力轴的比例应使所有的Fpc点位于力轴的二分之一以上，变形放

大倍数选择应保证图6中的OC段长度不小于5mm。

在自动绘制的力－变形曲线图上，自0点起，截取一段相当千规定非比例变形的距离

OC（epc·L0·n）,过C点做平行于弹性直线段的直线CA交曲线于A点。其对应的力Fpc

为所测规定塑性压缩力（见图6)。规定塑性压缩强度按式(3)计算：

RPC=FPC/S0…………….(3)

9.3.2如果力－变形曲线无明显的弹性直线段，应采用逐步逼近法。先在曲线上直观估

读一点A0，约为规定塑性压缩应变0.2%的力FA0,而后在微弯曲线上取G0,Q0两点，其

7

GB/TXXXXX—XXXX

分别对应的力0.1FA0,0.5FA0,作直线G0Q0，按9.3.1法过C点作平行于G0Q0的直线CA1,

交曲线于A1点，如A1点与A0点重合，则FA0即为Fp0.2(见图7)G0Q0直线的斜率一般可

以用于图解确定其他规定塑性压缩强度的基准。

如A1点未与A0点重合，需要按照上述步骤进行进一步逼近。此时，取A1点对应的力

FA1来分别确定0.1FA1、0.5FA1对应的点G1、Q1,然后如前述过C点作平行线来确定交点

A2。重复相同步骤直至最后一次得到的交点与前一次的重合。

图6图解法求FPC

图7逐步逼近法求FPC

9.4规定总压缩强度（Rtc）的测定

用力-变形图解法测定。力轴按9.3.1规定，总压缩变形一般应超过变形轴的二分之一以

上。在自动绘制的力－变形曲线图上，自O点起在变形轴上取OD段(etc·L0·n)，过D

点作与力轴平行的DM直线交于曲线M点，其对应的力Ftc为所规定总压缩力（见图8)。

规定总压缩强度按式(4)计算:

Rtc=Fpc/So……………(4)

8

GB/TXXXXX—XXXX

图8力-变形图解法测定Ftc

9.5上压缩屈服强度（ReHc）和下压缩屈服强度(ReLc)的测定

在力-应变曲线图上，判断力首次下降前的最大实际压缩力（FeHc）和不计初始瞬时效应

时屈服阶段的最小实际压缩力（FeLc），再分别除以原始截面积S0，得到上压缩屈服强度和

下压缩屈服强度。

9.6抗压强度(Rmc)的测定

试样压缩至破坏，从力-变形图上确定的最大压缩力Fmc进行抗压强度按式（5）计算：

Rmc=Fmc/So…………………（5）

9.7弹性模量Ec

用力-应变图解法测弹性模量，如图8，在应力-变形曲线图上，取弹性直线段的J、K两

点（点距离尽可能长），读出对应的力值FJ，FK，变形ΔLJ、ΔLK，按下式（6）进行计算。

……（6）

式中：

FK----力-变形曲线上K点的力，单位为牛（N）；

FJ----力-变形曲线上J点的力，单位为牛（N）；

Lo----试样原始标距，单位为毫米（mm）；

ΔLK----力-变形曲线上K点的变形量，单位为毫米（mm）；

ΔLJ----力-变形曲线上J点的变形量，单位为毫米（mm）；

2

So----试样原始横截面积，单位为平方毫米（mm）。

10试验结果数值的修约

试验结果应按照相关产品标准要求进行修约，如没有具体规定，应参照以下要求进行修

约：

a)强度性能修约至1MPa；

b)弹性模量测定结果保留3位有效数字，修约的方法按照GB/T8170进行。

9

GB/TXXXXX—XXXX

11试验结果处理

11.1出现下列情况之一时，试验结果无效，应重做相同数量的试验：

a)试样未达到目的时发生屈曲；

b)试样未达到试验目的时，试样端部局部损坏、试样在凸耳部分或标距外断裂；

c)试验过程中试验仪器设备发生故障，影响了试验结果。

11.2试样上出现冶金缺陷（如分层、气泡、夹渣、缩孔等），应在试验记录及报告中注明。

12测试报告

测试报告应包括以下内容：

a)本标准编号；

b)试样标识；

c)材料名称、牌号；

d)试样的取样方向和位置；

e)试样的形状和尺寸；

f)试样装置和润滑剂；

g)试验机型号和规格；

h)试验条件（试验速度，控制方式）；

i)试验温度和保温时间；

j)试验结果；

k)试验期间遇到的任何可能影响试验结果的异常情况。

10

GB/TXXXXX—XXXX

目录

前言........................................................................................................................................0

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符号和说明.............................................................................................................................3

6试样........................................................................................................................................5

7试验设备................................................................................................................................5

8试验条件................................................................................................................................6

9性能测定................................................................................................................................7

10试验结果数值的修约..........................................................................................................9

11试验结果处理....................................................................................................................10

12测试报告............................................................................................................................10

I

GB/TXXXXX—XXXX

金属材料高温压缩试验方法

1范围

本文件规定了金属材料高温压缩试验方法的术语和定义、原理、符号和说明、试样、试

验设备、试验条件、性能测定、测定结果数值修约、试验结果的处理和试验报告等。

本文件适用于900℃以下单向压缩的规定塑性压缩强度、规定总压缩强度、上压缩屈服

强度、下压缩屈服强度、压缩弹性模量及抗压强度等参量的测定。

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/T2614镍铬一镍硅热电偶丝

GB/T7314-2017金属材料室温压缩试验方法

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T10623金属材料力学性能试验术语

GB/T12160单轴试验用引伸计的标定

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

JJG139拉力、压力和万能试验机检定规程

JJG475电子式万能试验机检定规程

JJG762引伸计检定规程

3术语和定义

GB/T7314-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

通常，所有试样几何尺寸均在室温下测量，引伸计标距有可能例外。

3.1

单向压缩singlecompression

试样受轴向压缩时，弯曲的影响可以忽略不计，标距内应力均匀分布，且在实验过程中

不发生屈曲。

3.2

试样原始标距specimenoriginalgaugelength

L0

用以测量试样变形部分的原始长度，此长度应不小于宽度或直径。

3.3

实际压缩力truecompressionforce

F

在压缩过程中作用在试样轴线方向上的力，对夹持在约束装置中进行试验的板状试样，

是标距中点处扣除摩擦力后的力。

1

GB/TXXXXX—XXXX

3.4

摩擦力frictionforce

F1

被约束装置夹持的试样，在加力时，两侧面与夹板之间产生的摩擦力。

3.5

规定塑性压缩强度proofstrengthplasticcompression

Rpc

试样标距的塑性压缩变形达到规定的原始标距百分比时的压缩应力，表示此压缩强度的

符号应用脚标说明，如Rpc0.01、Rpc0.02分别表示规定塑性压缩应变为0.01%、0.02%时的

压缩应力。

3.6

压缩弹性模量modulusofelasticityincompression

Ec

轴向压缩应力与轴向压缩应变呈线性比例关系范围内的轴向压缩应力与轴向压缩应变

之比。

3.7

抗压强度compressivestrength

Rmc

试样压至破坏前承受的最大标称压应力。

3.8

保温时间holdingtime

th

施加压力前，保持试样试验温度稳定的时间。

3.9

屈曲Buckling

除通过压溃方式引起压缩失效外，下面几种方式也可能发生压缩失效：

a)由于非轴向加力而引起柱体试样在其长度上的弹性失稳；

b)柱体试样在其全长度方向的非弹性失稳；

c)板材试样标距内小区域上的弹性或非弹性局部失稳；

d)试样横截面绕其轴转动而发生的扭曲或扭曲失效。

这几种失效类型统称为屈曲。

3.10

防屈曲夹具Anti-bucklingfixture

一种横向支撑，用在薄板压缩试样上，防止试样压缩过程中发生屈曲，但不影响轴向变

形的装置。

4原理

本试验中，在900℃以内的高温环境下通过对试样轴向施加递增的单向压缩力，测定相

2

GB/TXXXXX—XXXX

关压缩力学性能。

5符号和说明

GB/T7314-2017规定的以及下列符号和说明适用于本文件。

表1符号及说明

符号说明单位

T进行试验时的设定温度或规定温度℃

Ti试验试样表面的测量温度℃

th保温时间min

6试样

6.1试样形状与尺寸

6.1.1试样形状和尺寸的设计应满足：在试验过程中标距内为均匀单向压缩，引伸计所测变

形与试样轴线上标距段变形相等，端部不应在试验结束前损坏，推荐使用下列图1、图2、

图3、图4所示试样。凡能满足上述要求的其他试样也可采用。

图1圆柱体试样

图1和图2为侧向无约束试样，L=（2.5～3.5)d和L=（2.5～3.5)b的试样适用于测定

RPC、Rtc、ReHc、ReLc、Rmc。L=（5～8)d和L=（5～8)b的试样适用于RPC0.01和Ec。L=（1～

2)d和L=（1～2)b的试样仅适用于测定Rmc。

图3和图4为板状试样，需要夹持在约束装置中进行试验。

图2正方形柱体试样

3

GB/TXXXXX—XXXX

图3矩形板试样

图4带凸耳板状试样

6.1.2试样原始标距距试样端面的距离不应小于试样直径（或宽度）的1/2。

6.1.3板状试样长度按式（1）计算

L=H+h…………….(1)

板材试样无约束部分长度应根据被测材料的相关力学性能和约束装置高度进行计

算．保证压头在压缩过程中不接触约束装置。

6.2试样制备

6.2.1样坯切取的数量、部位、取向应按相关产品标准或双方协议规定。

6.2.2切取样还和机加工试样时，应防止因冷加工或热影响而改变材料的性能。

6.2.3板状试样厚度为原材料厚度时，应保留原表面，表面上不应有划痕等损伤；试样厚

度为机加工厚度时，表面祖糙度应不劣于原表面的粗糙度。厚度（或直径）在标距内的允许

偏差为1%或