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Z 2253

:2011

(1)

目  次

ページ

序文 

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  記号及び内容 

2

4

  試験の原理 

3

5

  試験装置

3

6

  試験片

3

7

  試験

3

8

  報告

6

附属書 JA(参考)JIS と対応国際規格との対比表 

8


Z 2253

:2011

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,社団法人日本鉄鋼

連盟(JISF)から,工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申出があり,日本工業標準調査

会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格である。

これによって,JIS Z 2253:1996 は改正され,この規格に置き換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。


日本工業規格

JIS

 Z

2253

:2011

薄板金属材料の加工硬化指数試験方法

Metallic materials-Sheet and strip-

Determination of tensile strain hardening exponent

序文 

この規格は,2007 年に第 2 版として発行された ISO 10275 を翻訳し,対応する部分の技術的内容の一部

を変更して作成した日本工業規格である。

なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。変更の一

覧表にその説明を付けて,

附属書 JA に示す。

適用範囲 

この規格は,薄板金属材料の加工硬化指数 を測定する方法について規定する。

なお,この方法は,塑性域における連続した単調な応力−ひずみ線図の部分に対してだけ有効である(7.4

参照)

加工硬化範囲で,のこぎり刃状の応力−ひずみ曲線を示すような材料[ポルトバン−ル・シャトリエ効

果(Portevin−Le Chatelie effect)を示す材料,例えばアルミニウム・マグネシウム合金]の場合,自動に

よる測定方法(真応力の対数及び真ひずみの対数間の直線回帰,7.7 参照)を,再現性のある結果を得るた

めに適用することが望ましい。

注記 1  この規格では,加工硬化指数の計算に用いるひずみ値は,塑性ひずみの値を用いることとし

ているが,弾性ひずみが,計算に用いる全ひずみの 10 %未満である場合には,塑性ひずみに

代えて全ひずみを用いてもよいこととしている。

注記 2  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

ISO 10275:2007

,Metallic materials−Sheet and strip−Determination of tensile strain hardening

exponent(MOD)

なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1 に基づき,

“修正している”

ことを示す。

警告  この規格に基づいて試験を行う者は,通常の試験室での作業に精通していることを前提とする。

この規格は,その使用に関連して起こる全ての安全上の問題を取り扱おうとするものではない。

この規格の利用者は,各自の責任において安全及び健康に対する措置をとらなければならない。

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS B 7721

  引張試験機・圧縮試験機−力計測系の校正方法及び検証方法


2

Z 2253

:2011

注記  対応国際規格:ISO 7500-1:2004,Metallic materials−Verification of static uniaxial testing

machines− Part 1: Tension/compression testing machines− Verification and calibration of the

force-measuring system(MOD)

JIS B 7741

  一軸試験に使用する伸び計の検証方法

注記  対応国際規格:ISO 9513,Metallic materials−Calibration of extensometers used in uniaxial testing

(MOD)

JIS Z 2241

  金属材料引張試験方法

注記  対応国際規格:ISO 6892,Metallic materials−Tensile testing at ambient temperature(MOD)

JIS Z 2254

  薄板金属材料の塑性ひずみ比試験方法

注記  対応国際規格:ISO 10113:2006,Metallic materials−Sheet and strip−Determination of plastic

strain ratio(MOD)

JIS Z 8401

  数値の丸め方

記号及び内容 

3.1

加工硬化指数を決定することに使用される記号及びその内容を,

表 に示す。

表 1−記号及びその内容 

記号

内容

単位

L

e

伸び計標点距離 mm

ΔL

伸び計伸びの瞬時値 mm

伸び計標点距離の瞬時値

L

L

L

Δ

+

=

e

mm

加工硬化指数の測定に使用する所定の塑性ひずみ %

S

o

試験片平行部の原断面積 mm

2

S

真断面積(試験力 における試験片平行部の断面積) mm

2

F

試験力 N

R

応力 MPa

σ

真応力 MPa

ε 

塑性ひずみによる真ひずみ[

)

(1

ln

p

P

e

+

=

ε

]

m

E

応力/伸び曲線の弾性域の傾き MPa

n

加工硬化指数

C

強度定数 MPa

N

加工硬化指数の測定に用いる測定点の数

r

塑性ひずみ比

R

m

引張強さ MPa

A

e

降伏点伸び %

A

g

最大試験力における永久伸び %

ABxy

手動測定による 値の評価に使用される変数

注記 1  文献によっては,他の記号を用いている場合がある。 
注記 2  1 MPa=1 N/mm

2

3.2

加工硬化指数(以下,値という。

)は,試験力を単軸方向に適用したときの塑性ひずみ域における

真応力と真ひずみとの式(1)において,真ひずみの指数として定義される。

n

C

ε

σ

×

=

 (1)


3

Z 2253

:2011

3.3

式(1)は,次のとおり対数式(2)に変換できる。

ε

σ

ln

ln

ln

n

C

+

=

 (2)

値は,対数座標系の直線の傾きとして定義される。

試験の原理 

試験片平行部に均一塑性ひずみが生じている範囲内で,一定速度の単軸方向引張ひずみを与える。

は,塑性ひずみ域の応力−ひずみ線図の一部分,又は全域を対象にして求める。

試験装置 

5.1 

引張試験機は,JIS B 7721 の等級 1 級以上とする。試験片のつかみ方法は,JIS Z 2241 の規定による。 

5.2

標点距離の変位を測定するために用いる伸び計は,JIS B 7741 の等級 2 級以上とする(JIS Z 2254

の塑性ひずみ比の測定の場合には,等級 1 級以上が使用される。

 

5.3

試験片平行部の幅及び厚さ測定に用いる寸法測定器は,JIS Z 2241 に規定する試験片の寸法の許容

差を測定できる精度をもつものとする。

注記 JIS 

2241

の箇条 7(原断面積の測定)には,

“試験片の各寸法は,少なくとも 0.5 %の数値ま

で測定する。ただし,2 mm 以下の寸法は,0.01 mm にとどめてもよい。

”と規定されている。

試験片 

6.1 

試験片の採り方は,それぞれの材料規格による。特に規定のない場合は,受渡当事者間の協定によ

る。試験片の寸法精度,形状の許容差及び表示は,JIS Z 2241 による。

6.2 

塑性ひずみ比 及び 値を同時に測定する場合は,JIS Z 2254 の条件を適用しなければならない。 

6.3 

試験片の厚さは,特に規定のない場合は,薄板材料の元の厚さのままとする。

6.4 

試験片の表面は,かききずなど試験結果に影響を及ぼすような有害な欠点があってはならない。

試験 

7.1 

通常,試験温度は,10∼35 ℃の範囲とし,管理された条件下での試験が要求される場合は,23±5 ℃

とする。ただし,材料規格に規定がある場合は,それによる。

7.2

試験片を,引張試験機に取り付け(5.1 参照)

,試験力を JIS Z 2241 に従って軸方向に加える。

7.3 

塑性域では,試験片平行部のひずみ速度は,それぞれの材料規格で規定のない限り 0.008 s

1

を超え

てはならない。この試験速度は,値の測定範囲中は一定に保たなければならない。

なお,測定時に耐力又は降伏点を同時に測定する場合は,JIS Z 2241 による。

7.4 

均一塑性ひずみ全域を使用して 値を求める場合,計算に用いる塑性ひずみの最大値は,最大試験

力の生じる直前までとし,最小値については,次による。

a)

上降伏点及び/又は下降伏点を示さない材料の場合には,引張強さの測定を行うひずみ速度への切替

点よりも後である(

図 参照)。

b)

降伏点(上降伏点及び/又は下降伏点)の現れる材料の場合には,均一な加工硬化の開始時及び引張

強さの測定を行うひずみ速度への切替点よりも後である(

図 及び図 参照)。

なお,測定範囲の最大塑性ひずみ及び最小塑性ひずみは,記録しなければならない。


4

Z 2253

:2011

X:ひずみ  % 
Y:応力 
1:測定範囲の最小塑性ひずみ(2 %) 
2:測定範囲の最大塑性ひずみ(20 %,ただし A

g

が 20 %未満の場合は,A

g

a)

の添字の付け方については,7.7 を参照。

図 1

g

20/

2

A

n

a)

又は

g

A

n

a)

の範囲

X:ひずみ  % 
Y:応力 
1:測定範囲の最小塑性ひずみ(4 %) 
2:測定範囲の最大塑性ひずみ(20 %,ただし A

g

が 20 %未満の場合は,A

g

a)

の添字の付け方については,7.7 を参照。

図 2

g

20/

4

A

n

a)

又は

20

4

n

a)

の範囲

%

%


5

Z 2253

:2011

X:ひずみ  % 
Y:応力 
1:測定範囲の最小塑性ひずみ(4 %) 
2:測定範囲の最大塑性ひずみ(20 %,ただし A

g

が 20 %未満の場合は,A

g

a)

の添字の付け方については,7.7 を参照。

図 3

g

20/

4

A

n

a)

又は

g

A

n

a)

の範囲 

7.5 

試験力と対応する塑性ひずみから,次の式によって真応力を計算する。

]

/

)

Δ

[(

)

/

(

e

e

o

L

L

L

S

F

+

×

=

σ

 (3)

次の式によって,真ひずみを計算する。

)]

/

/

)

Δ

ln[(

E

o

e

e

m

S

F

L

L

L

×

+

=

ε

 (4)

弾性ひずみが,全ひずみの 10 %未満である場合には,式(4)に代えて式(5)を用いてもよい。

e

e

/

)

Δ

ln(

L

L

L

+

=

ε

 (5)

注記 1 ISO 

10275:1993

では,値の計算は,全ひずみを用いて行っていた。従来のデータ及び取引

で用いる多くの協定では,この計算方法[式(5)]で得られた結果を基に規定値が定められて

いる。

注記 2  物理的な観点から,真ひずみを算出するためには,式(4)の原断面積 S

o

の代わりに,式(6)に

よる真断面積 を使用するのがよい。しかし,経験的に 又は S

o

によって得られる結果に大

きな差異のないことが証明されているので,計算を簡便にするために式(4)では原断面積 S

o

を使用することが望ましい。

)

Δ

/(

e

e

o

L

L

L

S

S

+

×

=

 (6)

7.6 

測定を限られたデータ点数で評価する場合は,等比数列的に少なくとも 5 点以上のデータから,最

小二乗法を使用して,箇条 で与えられる式(2)によって 値を計算する(

図 参照)。この目的から,式(2)

は,次のように書き直すことができる。

yAxB

ここに,

y=  ln

σ

x=  ln

ε

%


6

Z 2253

:2011

A=  n

B=  lnC

この式から,値に対して次の関係が導きだされる。

=

=

=



N

i

N

i

i

i

N

i

N

i

i

N

i

i

i

i

x

x

N

y

x

y

x

N

n

1

2

1

2

1

1

1

 (7)

7.7 

自動で測定する場合には,値は,直接,自動引張試験機及びデータ処理プログラムによって得られ

る。

値は,真応力の対数及び真ひずみの対数間の直線回帰から求める。直線回帰を求める区間は,

2 %

以上

の塑性ひずみの範囲をもたなければならない。同じ試験を基に,異なる塑性ひずみの区間を用いて 値を

測定してもよい。

値の測定に用いた塑性ひずみの範囲は,下付きの添字によって表す(次の例を参照)。

n

4

6

4

6 %

の塑性ひずみ域での直線回帰

C

n

log

)

log(

)

log(

+

×

=

ε

σ

n

10

15

10

15 %

の塑性ひずみ域での直線回帰

C

n

log

)

(

log

)

(

log

+

×

=

ε

σ

n

10

20/Ag

A

g

20 %

未満のひずみの場合で,

10

20 %

の塑性ひずみ域で

20 %

に代えて A

g

までの

直線回帰

C

n

log

)

(

log

)

(

log

+

×

=

ε

σ

n

2

20/Ag

A

g

20 %

未満のひずみの場合で,

2

20 %

の塑性ひずみ域で

20 %

に代えて A

g

までの

直線回帰

C

n

log

)

(

log

)

(

log

+

×

=

ε

σ

最小ひずみ及び最大ひずみの範囲が指定されている場合(例えば,n

10

15

)で,A

g

の値が指定の最大ひず

みよりも小さい場合は,値は測定できない。

なお,式

(1)

の指数式に従うことが既知な材料に対しては,値の測定に用いる最小データ数は二つでよ

い。

注記  2

点法の場合,式

(7)

は,式

(8)

となる。

)

(

)

(

2

1

2

1

x

x

y

y

n

=

 (8)

真ひずみ

εと塑性ひずみ との関係ε=

ln (1

e

)

から式

(8)

を書き直すと式

(9)

となる。

)

1

log(

)

1

log(

log

)

1

(

)

1

(

log

2

1

2

2

1

1

e

e

F

e

F

e

n

+

+

+

+

=

 (9)

ここに,

e

1

e

2

それぞれ

2

点の塑性ひずみ

F

1

F

2

: e

1

e

2

に対応した試験力(

N

したがって,値は,

2

点の塑性ひずみ及び試験力だけから式

(9)

によって算出できる。

7.8 

値は,特に指定のない場合は,

JIS Z 8401

の規則

A

によって,小数点以下

2

位に丸める。

報告 

試験報告書が必要な場合には,報告する事項は,次のうちから,受渡当事者間の協定によって選択する。

a)

この規格に従って試験したことの記述


7

Z 2253

:2011

b)

試験材料を識別するために必要な情報

c)

使用した試験片の種類

d)

値を測定した塑性ひずみの範囲(

7.7

を参照)

e)

手動で測定した場合は,値を測定するために使用したデータの数

f)

使用した方法(手動又は自動)

g)

試験結果

h)

この規格に規定する条件からの逸脱事項


附属書 JA

(参考)

JIS

と対応国際規格との対比表

JIS Z 2253:2011

  薄板金属材料の加工硬化指数試験方法

ISO 10275:2007

  Metallic materials−Sheet and strip− Determination of tensile

strain hardening exponent

(I)JIS の規定

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条
ごとの評価及びその内容

箇 条 番 号
及び題名

内容

(II) 
国際規格

番号

箇条番号

内容

箇 条 ご と
の評価

技術的差異の内容

(V)JIS と国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

1  適 用 範

加 工 硬 化 指 数 を 測
定 す る た め の 方 法
について規定する。

一致

JIS

では,注記で全ひずみの適

用に関する記載を追加した。

2  引 用 規

3  記 号 及
び内容

表 1 に,この規格で
使 用 す る 記 号 及 び
内容を規定。

一致

JIS

では,ISO 規格の誤りで採

用された記号を削除した。

4  試 験 の
原理

均 一 塑 性 ひ ず み が
生 じ て い る 範 囲 内

で 一 定 速 度 の 単 軸
方 向 引 張 ひ ず み を
与えて得た,応力−

ひ ず み 線 図 を 基 に
求める。

一致

5  試 験 装

引張試験機は,JIS B 

7721

の等級 1 級以

上,伸び計は,JIS B 

7741

の 2 級以上とす

る。

一致

6  試験片

JIS Z 2241

による。

一致

8

Z 2

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20
1

1


(I)JIS の規定

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条
ごとの評価及びその内容

箇 条 番 号

及び題名

内容

(II) 
国際規格
番号

箇条番号

内容

箇 条 ご と

の評価

技術的差異の内容

(V)JIS と国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

7  試験

JIS Z 2241

に従って

行う。 
10∼35  ℃で試験す
る。ひずみ速度は,
0.008 s

1

以下とす

る。

追加

JIS

では,弾性ひずみが全ひず

みの 10 %未満である場合は,
全ひずみを用いて計算してよ
いことを追加した。

理解を助けるため,2 点法の計
算例を追加した。

ISO

へ提案する。

変更

測定範囲の最大塑性ひずみ及

び最小塑性ひずみは ISO 規格
では報告を要求しているが,記
録することとした。

変更は軽微である。

8  報告

必要な場合に,記載
の 項 目 か ら 受 渡 当
事 者 間 の 協 定 に よ

って選択する。

変更

ISO

規格では,報告事項は全て

記載することとしている。JIS
では,受渡当事者間で不要なも

のもあり,選択できるものとし
ている。

技術的差異は軽微である。

JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価:ISO 10275:2007,MOD

注記 1  箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。

    −  一致……………… 技術的差異がない。

    −  追加……………… 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。 
    −  変更……………… 国際規格の規定内容を変更している。

注記 2  JIS と国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。

    −  MOD……………  国際規格を修正している。

9

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