【大學】金屬材料室溫拉伸試驗輔導講義

2.1金屬材料拉伸試驗編輯ppt2.1.1拉伸試驗的特點和分類（1）拉伸試驗的特點：單向應力、溫度恒定、靜載力學性能測試中最常用方法、簡單易行、試樣制備簡單、測量數(shù)據(jù)精確?？煞从巢牧纤l(fā)生的彈性、塑性與斷裂三個變形階段的基本特性。工程設(shè)計及合理選材、優(yōu)選工藝、研制新材料、合理使用現(xiàn)有材料采購、驗收、質(zhì)量控制、安全評估都有著很重要的應用價值和參考價值。編輯ppt2.1.1拉伸試驗的特點和分類（2）拉伸試驗分類：按溫度分：室溫拉伸試驗10℃～35℃高溫拉伸試驗＞35℃～1000℃低溫拉伸試驗-196℃～＜10℃液氦拉伸試驗-269℃編輯ppt2.1.1拉伸試驗的特點和分類按產(chǎn)品分：標準樣品的拉伸試驗金屬細絲的拉伸試驗金屬箔材的拉伸試驗金屬緊固件的拉伸試驗編輯ppt2.1.1拉伸試驗的特點和分類按試驗環(huán)境分：溫濕度下的拉伸試驗腐蝕氣氛下的拉伸試驗腐蝕液體中的慢速拉伸試驗編輯ppt2.2.1金屬材料拉伸試驗相關(guān)的拉伸試驗機（1）試驗機的分類機械式試驗機電子式萬能試驗機液壓式萬能試驗機電液伺服試驗機編輯ppt（1）力物體間的相互作用叫力。力有三個要素，即力的大小、方向和作用點

（2）力學性能材料在力作用下顯示的與彈性和非彈性反應相關(guān)或包含應力-應變關(guān)系的性能（3）力學試驗測定力學性能的試驗編輯ppt（4）彈性模量：軸向拉伸應力與軸向拉伸應變成線性比例關(guān)系階段中，拉伸應力與拉伸應變之比。（低于比例極限的應力與相應應變的比值）（5）橫向應變垂直于施加力方向的線性應變量（6）軸向應變施加力方向的線性應變量編輯ppt（7）軸向應力施加力方向的應力分量（8）應變由外力所引起的試樣尺寸和形狀的單位變化量（9）工程應變按照原始長度的軸向變化量除以原始長度計算的軸向應變（10）線性應變給定線性方向的應變分量（11）真應變在縮頸開始之前，瞬時長度與原始長度之比的自然對數(shù)（12）應力試驗期間任一時刻的力除以試樣原始橫截面積So之商編輯ppt（13）工程應力：拉伸力與試樣原始橫截面積的比值（14）正應力垂直于給定平面的應力分量（15）真應力按照瞬時橫截面積計算的軸向應力（16）試件/試樣：具有合格尺寸且滿足試驗要求的樣品（17）測量不確定度表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)編輯ppt（18）比例極限材料能夠承受的沒有偏離應力-應變比例特性的最大應力（19）應力-應變曲線表示正應力和試樣平行部分相應的應變在整個試驗過程中的關(guān)系曲線。編輯ppt（20）塑性應變比：在單軸拉伸應力作用下，試樣寬度方向真實塑性應變與厚度方向真實塑性應變之比。（21）應變硬化指數(shù)：在單軸拉伸應力作用下，真實應力與真實應變數(shù)學方程式中的真實應變指數(shù)。編輯pptA．電子萬能試驗機的基本結(jié)構(gòu)、主機的動力源是一個電動機，通過減速裝置和絲杠帶動活動橫梁向上或向下運動，使試件產(chǎn)生拉伸變形。安裝在活動橫梁或框架上的力傳感器測量試件變形過程中的力值，即載荷值；同時，絲杠的轉(zhuǎn)動帶動主機內(nèi)部一個光電編碼器，通過控制器換算成活動橫梁的位移值。載荷及位移信號，通過計算機顯示或者進行相關(guān)計算。

電子式萬能試驗機是以電測法測量并指示力和變形的機械型試驗機，其主要特點是速度范圍寬，且易于準確控制，顯示全數(shù)字化，操作簡便，配用計算機可按界面提示實施對試驗機的操作，自動進行數(shù)據(jù)處理。編輯ppt電子萬能試驗機

1．加力部分：試驗機加力機構(gòu)裝于主機機架內(nèi)，兩球形絲杠垂直分裝于主機左右兩側(cè)，橫梁兩側(cè)內(nèi)的絲杠副與相應的球形絲杠，工作時，交流伺服電機經(jīng)齒形皮帶減速后，驅(qū)動左右兩側(cè)絲杠同步原地轉(zhuǎn)動，橫梁內(nèi)與之合的螺母便帶動橫梁下降或上升主要由上橫梁、移動橫梁、臺面及光杠組成框架式結(jié)構(gòu)，球形絲杠固定在臺面及上橫梁之間，兩球形絲杠之絲母及兩光杠之導套固定在移動橫梁上。電機通過三級同步帶輪減速后帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，從而推動移動橫梁在選定的速度下作直線運動，以實現(xiàn)各種試驗功能。編輯ppt電子萬能試驗機2．測量部分試驗機力與變形的測量均采用電阻傳感器，測力傳感器固定在上橫梁或十字橫梁上，并與上夾頭或下夾頭連接，變形傳感器（引伸計）則安裝在試樣上，二者的信號電壓通過放大單元輸至計算機進行采集處理。編輯ppt電子萬能試驗機3.控制單元控制試驗機的速度，方向編輯ppt電子萬能試驗機4．顯示部分繪拉伸圖顯示力值及變形值及計算編輯ppt電子萬能試驗機編輯ppt電子萬能試驗機編輯pptB．液壓萬能試驗機的基本結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境、操作技術(shù)與維修保養(yǎng)1．加力部分：試驗機底座1裝有兩根固定立柱2，立柱支撐著固定橫梁3及工作油缸4。開動油泵電機后，電動機帶動油泵5，將油箱里的油經(jīng)送油閥22送至工作油缸4，推動工作活塞6，使上橫梁7、活動立柱8和活動平臺9向上移動。如將拉伸試樣裝于上夾頭10和下夾頭11內(nèi)，當活動平臺向上移動時，因下夾頭不動，上夾頭隨著平臺向上移動，則試樣受到拉伸，如將試樣放在平臺的承壓座12內(nèi)，平臺上升時，試樣則受到壓縮。做拉伸試驗時，為了適應不同長度的試樣，可開動下夾頭的電機使之帶動蝸桿，蝸桿帶動渦輪，渦輪再帶動絲杠，可控制下夾頭上、下移動，調(diào)整適當?shù)睦炜臻g。編輯ppt液壓萬能試驗機2．測力部分裝在試驗機上的試樣受力后，其受力大小可在測力度盤上直接讀出，試樣受到拉力作用，工作油缸的油就具有了一定的壓力，這壓力的大小與試樣受到的拉力大小成比例。而測力油管將工作油缸與測力油缸14連通，則測力油缸就受到與工作油缸相等的油壓。此油壓推動測力活塞15，帶動測力拉桿，使擺桿21和擺錘16繞支點轉(zhuǎn)動。力越大擺的轉(zhuǎn)角也越大。擺桿轉(zhuǎn)動時，上面的推桿便推動水平齒條17，從而使齒輪帶動測力指針轉(zhuǎn)動，這樣便可從測力盤上讀出試樣受力的大小。擺錘的重量可以更換，一般試驗機可以更換三種擺錘，所以測力盤上相應有三種刻度，這三種刻度對應著試驗機三種不同的量程。編輯ppt電液式材料試驗機

編輯pptD．引伸計（手動夾持式、光學式、全自動、高溫、低溫）在拉伸試驗時測量試樣變形的裝置稱作引伸計。引伸計有機械式、電子式、光學式、全自動式、高溫、低溫等。用的最多的是電子式中電阻應變式。它主要由電阻應變片、彈性元件、刀口、變形傳動桿幾部分組成。測量變形時，將引伸計安裝在試樣上，刀口與試樣接觸而感受變形，通過變形傳動桿使彈性元件產(chǎn)生應變ε，然后再通過粘貼在彈性元件上的電阻應變片把應變量ΔL轉(zhuǎn)換成電阻的變化量ΔR，由應變電測原理可知：ΔL與ε和ε與ΔR均成線性關(guān)系，因此測得ΔR后，即可得到所測變形ΔL。編輯pptE．高溫爐高溫拉伸試驗需要配置加熱試樣的高溫電爐，與各種材料試驗機，如電子萬能試驗機、液壓萬能試驗機等相配合，進行高溫下的力學性能試驗。一般為對開式圓筒型高溫電阻爐，加熱溫度約為200℃-1000℃編輯pptE．高溫爐采用內(nèi)置式加熱體，升溫速度快，調(diào)節(jié)靈敏，精度高。有較高的溫度精度與穩(wěn)定性。采用PID溫度控制儀，用電爐支架安裝在試驗機上，電爐方便進出主機。編輯pptF．環(huán)境箱進行-70℃～250℃中低溫拉伸試驗時，有時也會用到高低溫試驗箱，它由加熱源、制冷源、工作室、溫控單元組成。高溫采用硅碳棒加熱，低溫采用液氮或壓縮機制冷。工作室空氣用風扇鼓風循環(huán)，強制空氣對流，使之室內(nèi)溫度得到均勻。環(huán)境箱主要用于金屬材料在高溫或低溫下的機械性能試驗。可配于電子萬能試驗機。編輯pptF．環(huán)境箱主要技術(shù)指標溫度范圍：-70℃～250℃恒溫區(qū)長：300mm溫度波動：±2℃溫度梯度：4℃外形尺寸（長×寬×高）：490×870×800mm工作室尺寸（長×寬×高）：270×270×600mm編輯pptG．低溫恒溫器或杜瓦瓶進行深低溫拉伸試驗時，需要將試樣冷卻，應配有可放置冷卻液的低溫恒溫器或杜瓦瓶。試驗時，根據(jù)試驗溫度配置冷卻液，（-196℃用液氮，-269℃用液氦）并將其與試樣一起置于低溫恒溫器或杜瓦瓶中，并與材料試驗機連接就可以進行拉伸試驗。編輯ppt級別最大允許誤差，%示值相對誤差q示值重復性相對誤差b示值進回程相對誤差u零點相對誤差f0相對分辨力α0.5±0.50.50.75±0.050.251±1.01.01.5±0.10.52±2.02.03.0±0.21.0拉伸試驗機準確度級別的誤差要求編輯ppt2）試驗機的檢測/校準項目及相關(guān)要求1級精度的試驗機示值相對誤差q=（Fi-F）/F≤±1.0%F—測力儀指示力，F(xiàn)i—試驗機指示力，如果1級試驗機，標定時測力計標準值為1000N，則：（1010-1000）/1000=0.01=1.0%（990-1000）/1000=-0.01=-1.0%即試驗機力值在990N～1010N內(nèi)才合格編輯ppt試驗機的檢測/校準項目及相關(guān)要求示值重復性相對誤差b=（Fimax-Fimin）/F≤1.0%Fimax、Fimin—試驗機指示最大、最小力，F(xiàn)—測力儀指示力如果1級試驗機，標定時測力計標準值為1000N，試驗機力值為1010N，則其他幾次標定在1000N～1010N以內(nèi)才合格。如果低于此范圍，例如998N，則（1010-998）/1000=0.012=1.2%＞1.0%不合格編輯ppt試驗機的檢測/校準項目及相關(guān)要求1級試驗機示值進回程相對誤差uu=（Fi′-Fi）/F≤1.5%F—測力儀指示力，F(xiàn)i—試驗機指示力，F(xiàn)i′—卸載時試驗機指示力，如果1000N的1級試驗機，標定時測力計標準值為1000N，進程為1010N，回程必須在995N～1010N以內(nèi)才合格。（995-1010）/1000=-0.015編輯ppt試驗機的檢測/校準項目及相關(guān)要求零點相對誤差f01級試驗機F0=（Fio/FN

）×100%≤±0.1%Fio試驗機卸載后零點示值FN-試驗機相應檔次的最大力值如用1000N檔，卸載后零點示值在±1N內(nèi)合格。編輯ppt試驗機的檢測/校準項目及相關(guān)要求相對分辨力α1級試驗機α=（γ/F）×100%≤0.5%

γ-分辨力F-試驗機相應檔次的最大力值如用1000N檔，相對分辨力α≤0.5%，則分辨力γ應為5N。刻度值應為10N。編輯ppt引伸計分類1.機械式（千分表）2.光學式3.電子式（電阻式、電感式、電容式）4.非接觸式（激光、攝像頭、光柵式）編輯ppt（3）引伸計的檢測/校準項目及相關(guān)要求1級精度的引伸計標距相對誤差≤±1.0%；qLe=(Le′-Le

）/LeLe—引伸計標距標稱值，Le′—引伸計標距測量值，li—引伸計指示的位移，lt—標定器給出的真實位移如果引伸計標距標稱值為50mm，引伸計標距測量值為50.5mm，則qLe=(Le′-Le

）/Le=（50.5-50）/50=1.0%編輯ppt引伸計的檢測/校準項目及相關(guān)要求引伸計分辨力（從儀器上能讀取的最小量值或讀數(shù)的百分比）或1.0μm；1級精度的引伸計分辨力≥0.5%讀數(shù)為1mm時，分辨力至少為0.005mm，刻度值為0.01mm。編輯ppt引伸計的檢測/校準項目及相關(guān)要求1級引伸計系統(tǒng)相對誤差≤±1.0%或±3μmq=（Li-Lt）/LtLi—引伸計指示位移，

Lt—標定器給出的真實位移如果標定器給出的真實位移為1mm，引伸指示位移應在0.99mm～1.01mm之內(nèi)。編輯ppt引伸計的檢測/校準項目及相關(guān)要求引伸計量程50mm引伸計，量程有5mm，25mm，50mm（10%，50%，100%）編輯ppt（4）試驗機的期間核查試驗機在兩次檢定期間，需進行期間核查，用測力計檢查試驗機的示值相對誤差，示值重復性相對誤差編輯ppt（5）溫度測量裝置的檢測/校準項目及相關(guān)要求溫度偏差≤600℃±3℃；＞600～800℃±4℃；＞800-1100℃±5℃；溫度梯度≤600℃3℃；＞600～800℃4℃；＞800-1100℃5℃編輯ppt2.3.1金屬材料室溫拉伸試驗2.3.1.1試驗標準2.3.1.2適用范圍2.3.1.3試驗原理2.3.1.4試驗方法編輯ppt2.3.1.1試驗標準中國標準

GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分室溫試驗方法》,國際標準

ISO6892-1：2009Metallicmaterials-Tensiletesting-Methodoftestatambienttemperature美國ASTM標準

ASTME8M-2008StandardTestMethodforTensiletestingofMetallicmaterials(Metric)編輯ppt2.3.1.2GB/T228.1-2010適用范圍適用于金屬材料室溫拉伸性能的測定，但對于小橫截面尺寸的金屬產(chǎn)品，例如金屬箔、超細絲和毛細管等的拉伸試驗需要相關(guān)方的協(xié)議。編輯ppt2.3.1.3試驗原理試驗系用拉力拉伸試樣，一般拉至斷裂，測定拉伸標準中定義的一項或幾項力學性能編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明1)標距L測量伸長用的試樣圓柱或棱柱部分的長度2)原始標距L0

室溫下施力前的試樣標距。3)斷后標距Lu

在室溫下將斷后的兩部分試樣緊密地對接在一起，保證兩部分的軸線位于同一條直線上，測量試樣斷裂后的標距。4)平行長度Lc

試樣平行縮減部分的長度。5)伸長試驗期間任一時刻原始標距的增量。編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明6)伸長率原始標距的伸長與原始標距Lo之比的百分率。7)殘余伸長率卸除指定的應力后，伸長相對于原始標距Lo的百分率。8)斷后伸長率A

斷后標距的殘余伸長（Lu-L0）與原始標距(L0)之比的百分率。對于比例試樣，若原始標距不為5.65S0(S0為平行長度的原始橫截面積)，符號A應附以下腳注說明所使用的比例系數(shù)，例如，A11.3表示原始標距為11.3的斷后伸長率。對于非比例試樣，符號A應附以下腳注說明所使用的原始標距，以毫米（mm）表示，例如，A80mm表示原始標距為80mm的斷后伸長率。編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明9)引伸計標距Le

用引伸計測量試樣延伸時所使用試樣引伸計起始標距長度。注：對于測定屈服強度和規(guī)定強度性能，建議Le應盡可能跨越試樣平行長度。理想的Le應大于L0/2但小于約0.9Lc。這將保證引伸計能檢測到發(fā)生在試樣上的全部屈服。最大力時或在最大力之后的性能，推薦Le等于L0或近似等于L0，但測定斷后伸長率時Le應等于L0。10)延伸試驗期間任一給定時刻引伸計標距Le的增量。11)延伸率用引伸計標距Le表示的延伸百分率編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明12)殘余延伸率試樣施加并卸除應力后引伸計標距的增量與引伸計標距Le之比的百分率。13)屈服點延伸率Ae

呈現(xiàn)明顯屈服（不連續(xù)屈服）現(xiàn)象的金屬材料，屈服開始至均勻加工硬化開始之間引伸計標距的延伸與引伸計標距Le之比的百分率。見圖3.7。14)最大力總延伸率Agt

最大力時原始標距的總延伸（彈性延伸加塑性延伸）與引伸計標距Le之比的百分率。見圖3.1。15)最大力塑性延伸率Ag

最大力時原始標距的塑性延伸與引伸計標距Le之比的百分率。見圖3.1。16)斷裂總延伸率At

斷裂時刻原始標距的總延伸（彈性延伸加塑性延伸）與引伸計標距Le之比的百分率。見圖3.1。編輯ppt圖3.1延伸的定義R-應力e-延伸率Δe-平臺范圍A：斷后伸長率（從引伸計的信號測得或直接從試樣上測得）Ag：最大力塑性延伸率Agt：最大力總延伸率At：斷裂總延伸率Rm：抗拉強度mE

：應力-延伸率曲線上彈性部分的斜率編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明17)試驗速率a)應變速率用引伸計標距測量時單位時間的應變增加值。b)平行長度應變速率的估計值根據(jù)橫梁分離速率和試樣平行長度Lc計算的試樣平行長度的應變單位時間內(nèi)的增加值。c)橫梁位移速率vc

單位時間的橫梁位移。d)應力速率單位時間應力的增加。注：應力速度只用于方法B試驗的彈性階段。編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明18)斷面收縮率Z

斷裂后試樣橫截面積的最大縮減量(So-Su)與原始橫截面積So之比的百分率:19)最大力Fm

對于無明顯屈服（不連續(xù)屈服）的金屬材料，為試驗期間的最大力。對于不連續(xù)屈服的金屬材料，在加工硬化開始之后，試樣所承受的最大力。

20)應力R

試驗期間任一時刻的力除以試樣原始橫截面積So之商。注1：此應力指的是工程應力。注2：在后續(xù)標準文本中，符號“力”和“應力”或“延伸”，“延伸率”和“應變”分別用于各種情況（如圖中的坐標軸標識所示，或用于解釋不同力學性能的測定）。然而，對于曲線上一已定義點的總描述和定義，“力”和“應力”或“延伸”，“延伸率”和“應變”相互之間是可以互換的。編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明21)抗拉強度Rm

相應最大力(Fm)的應力。22)屈服強度當金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應力點。應區(qū)分上屈服強度和下屈服強度。a)上屈服強度ReH

試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應力。見圖3.2。b)下屈服強度ReL

在屈服期間，不計初始瞬時效應時的最小應力。見圖3.2。c)規(guī)定塑性延伸強度Rp

塑性延伸率等于規(guī)定的引伸計標距Le百分率時對應的應力。注：使用的符號應附下腳標說明所規(guī)定的塑性延伸率，例如，Rp0.2，表示規(guī)定塑性延伸率為0.2%時的應力。見圖3.3。編輯ppt圖3.2不同類型曲線的上屈服強度下屈服強度

R應力e延伸率a初始瞬時效應ReH

上屈服強度ReL

下屈服強度編輯ppt圖3規(guī)定非比例延伸強度R應力e延伸率1規(guī)定非比例延伸率RP：規(guī)定非比例延伸強度編輯ppt圖6規(guī)定非比例延伸強度編輯ppt圖6規(guī)定非比例延伸強度如力—延伸曲線圖的彈性直線部分不能明確地確定，以致不能以足夠的準確度劃出這一平行線，推薦采用如下方法（見圖6）。試驗時，當已超過預期的規(guī)定非比例延伸強度后，將力降至約為已達到的力的10%。然后再施加力直至超過原已達到的力。為了測定規(guī)定非比例延伸強度，過滯后環(huán)兩端點畫一直線。然后經(jīng)過橫軸上與曲線原點的距離等效于所規(guī)定的非比例延伸率的點，作平行于此直線的平行線。平行線與曲線的交截點給出相應于規(guī)定非比例延伸強度的力。此力除以試樣原始橫截面積得到規(guī)定非比例延伸強度（見圖6）。編輯ppt2.3.1.4試驗方法

（1）術(shù)語、符號及相關(guān)說明d)規(guī)定總延伸強度Rt

總延伸率等于規(guī)定的引伸計標距Le百分率時的應力。注：使用的符號應附下腳標說明所規(guī)定的總延伸率，例如t0.5，表示規(guī)定總延伸率為0.5%時的應力。見圖3.4。e)規(guī)定殘余延伸強度Rr

卸除應力后殘余延伸率等于規(guī)定的原始標距Lo或引伸計標距Le百分率時對應的應力。注：使用的符號應附下腳標說明所規(guī)定的殘余延伸率。例如Rr0.2，表示規(guī)定殘余延伸率為0.2%時的應力。見圖3.5。23)斷裂當試樣發(fā)生完全分離時的現(xiàn)象。編輯ppt圖3.4規(guī)定總延伸強度R應力e延伸率1規(guī)定總延伸率Rt：規(guī)定總延伸強度編輯ppt圖3.5規(guī)定殘余延伸強度R應力e延伸率1規(guī)定殘余延伸率Rr：規(guī)定殘余延伸強度編輯ppt（2）試樣的外形和尺寸要求試樣的形狀與尺寸取決于要被試驗的金屬產(chǎn)品的形狀與尺寸。通常從產(chǎn)品、壓制坯或鑄件切取樣坯經(jīng)機加工制成試樣。但具有恒定橫截面的產(chǎn)品（型材、棒材、線材等）和鑄造試樣（鑄鐵和鑄造非鐵合金）可以不經(jīng)機加工而進行試驗。試樣橫截面可以為圓形、矩形、多邊形、環(huán)形，特殊情況下可以為某些其他形狀。試樣原始標距與橫截面積有關(guān)系者稱為比例試樣。國際上使用的比例系數(shù)k的值為5.65。原始標距應不小于15mm。當試樣橫截面積太小，以致采用比例系數(shù)k為5.65的值不能符合這一最小標距要求時，可以采用較高的值（優(yōu)先采用11.3的值）或采用非比例試樣。注：選用小于20mm標距的試樣，測量不確定度可能增加。非比例試樣其原始標距Lo與原始橫截面積So無關(guān)。試樣的尺寸公差應符合相應的附錄B～附錄E（見6.2）。編輯ppt試樣的主要類型

薄板–

板材–扁材線材—棒材—型材產(chǎn)品類型GB/T228.1-2010相應的附錄厚度a(mm)直徑或邊長(mm)0.1≤a＜

3—B—＜

4Ca＞3≥4D管材E編輯ppt試樣的主要類型圓形橫截面機加工試樣

編輯ppt試樣的主要類型機加工矩形橫截面試樣編輯ppt試樣的主要類型管段試樣編輯ppt管材縱向弧形試樣

編輯ppt（3）機加工試樣的基本要求如試樣的夾持端與平行長度的尺寸不相同，他們之間應以過渡弧連接。此弧的過渡半徑的尺寸可能很重要，如相應的附錄中對過渡半徑未作規(guī)定時，建議應在相關(guān)產(chǎn)品標準中規(guī)定。試樣夾持端的形狀應適合試驗機的夾頭。試樣軸線應與力的作用線重合。試樣平行長度Lc或試樣不具有過渡弧時夾頭間的自由長度應大于原始標距Lo。編輯ppt（4）非機加工試樣的基本要求如試樣為未經(jīng)機加工的產(chǎn)品或試棒的一段長度，兩夾頭間的長度應足夠，以使原始標距的標記與夾頭有合理的距離（見附錄B～附錄E）。鑄造試樣應在其夾持端和平行長度之間以過渡弧連接。此弧的過渡半徑的尺寸可能很重要，建議在相關(guān)產(chǎn)品標準中規(guī)定。試樣夾持端的形狀應適合于試驗機的夾頭。平行長度Lc應大于原始標距Lo。編輯ppt（5）試樣類型附錄B～附錄E中按產(chǎn)品的形狀規(guī)定了試樣的主要類型，見表2。相關(guān)產(chǎn)品標準也可規(guī)定其他試樣類型編輯ppt（6）原始橫截面積的測定宜在試樣平行長度中心區(qū)域以足夠的點數(shù)測量試樣的相關(guān)尺寸。原始橫截面積So是平均橫截面積，應根據(jù)測量的尺寸計算。原始橫截面的計算準確度依賴于試樣本身特性和類型。附錄B～附錄E給出了不同類型試樣原始橫截面積So的評估方法，并提供了測量準確度的詳細說明。原始橫截面積應根據(jù)試樣的尺寸測量值計算得到。原始橫截面積的測定應準確到

±

2

%。當誤差的主要部分是由于試樣厚度的測量所引起的，寬度的測量誤差不應超過±

0.2

%。為了減小試驗結(jié)果的測量不確定度，建議原始橫截面積應準確至或優(yōu)于±1%。對于薄片材料，需要采用特殊的測量技術(shù)。編輯ppt橫截面尺寸測定單位為毫米

橫截面尺寸分辨力不大于

0.1~0.50.001（微米千分尺）＞0.5～2.00.005（千分尺）＞2.0～10.00.01（游標卡尺）＞10.00.05（游標卡尺）編輯ppt橫截面尺寸測定2002板狀試樣在工作部分的兩端和中部測量三點厚度與寬度，取其最小橫截面積作為試樣橫截面積。圓棒試樣在工作部分的兩端部和中部測量三點直徑，取其最小值計算試樣橫截面積。編輯ppt橫截面尺寸測定對于圓形橫截面的產(chǎn)品，應在兩個相互垂直方向測量試樣的直徑，取其算數(shù)平均值計算橫截面積。編輯ppt編輯ppt移位法測定斷后伸長率編輯ppt（7）原始標距的標記應用小標記、細劃線或細墨線標記原始標記，但不得用引起過早斷裂的缺口作標記。對于比例試樣，如果原始標距的計算值與其標記值之差小于10%L0,可將原始標距的計算值按GB/T8170修約至最接近5mm的倍數(shù)。原始標距的標記應準確到±1%。如平行長度Lc比原始標距長許多，例如不經(jīng)機加工的試樣，可以標記一系列套疊的原始標距。有時，可以在試樣表面劃一條平行于試樣縱軸的線，并在此線上標記原始標距編輯ppt(8）試驗條件設(shè)定試驗力零點在試驗加載鏈裝配完成后，試樣兩端被夾持之前，應設(shè)定力測量系統(tǒng)的零點。一旦設(shè)定了力值零點，在試驗期間力測量系統(tǒng)不能再發(fā)生變化。試樣的夾持方法應使用例如楔形夾頭、螺紋夾頭、平推夾頭、套環(huán)夾具等合適的夾具夾持試樣。應盡最大努力確保夾持的試樣受軸向拉力的作用，盡量減小彎曲。這對試驗脆性材料或測定規(guī)定塑性延伸強度、規(guī)定總延伸強度、規(guī)定殘余延伸強度或屈服強度時尤為重要。為了得到直的試樣和確保試樣與夾頭對中，可以施加不超過規(guī)定強度或預期屈服強度的5%相應的預拉力。宜對預拉力的延伸影響進行修正。編輯ppt應變速率控制的試驗速率(方法A)方法A是為了減小測定應變速率敏感參數(shù)（性能）時的試驗速率變化和試驗結(jié)果的測量不確定度。本部分闡述了兩種不同類型的應變速率控制模式。第一種應變速率是基于引伸計的反饋而得到。第二種是根據(jù)平行長度估計的應變速率，即通過控制平行長度與需要的應變速率相乘得到的橫梁位移速率來實現(xiàn)。編輯ppt應變速率控制的試驗速率(方法A)如標準中規(guī)定：塑性變形階段最大速度為0.00025/s，即相當于每秒每毫米標距試樣變形0.00025mm，0.00025×60=0.015/min，如果平行長度為60mm，則60mm×0.015/min=0.9mm/min此為近似試驗機的橫梁速度編輯ppt應力速率控制的試驗速率（方法B）試驗速率取決于材料特性并應符合下列要求。如果沒有其他規(guī)定，在應力達到規(guī)定屈服強度的一半之前，可以采用任意的試驗速率。超過這點以后的試驗速率應滿足下述規(guī)定。測定屈服強度和規(guī)定強度的試驗速率上屈服強度，ReH

在彈性范圍和直至上屈服強度，試驗機夾頭的分離速率應盡可能保持恒定并在表3規(guī)定的應力速率范圍內(nèi)。注：彈性模量小于150000MPa的典型材料包括錳、鋁合金、銅和鈦。彈性模量大于150000MPa的典型材料包括鐵、鋼、鎢和鎳基合金。編輯ppt

表3應力速率

材料彈性模量E/(GPa)

應力速率/MPa·s-1最小最大＜150220≥150660編輯ppt應力速率下屈服強度如僅測定下屈服強度，在試樣平行長度的屈服期間應變速率應在0.00025/s±0.00005/s之間。平行長度內(nèi)的應變速率應盡可能保持恒定。如不能直接調(diào)節(jié)這一應變速率，應通過調(diào)節(jié)屈服即將開始前的應力速率來調(diào)整，在屈服完成之前不再調(diào)節(jié)試驗機的控制。任何情況下，彈性范圍內(nèi)的應力速率不得超過表3規(guī)定的最大速率。編輯ppt規(guī)定非比例延伸強度試驗速率在塑性范圍和直至規(guī)定強度應變速率不應超過0.00025/s。應力速率不得超過表3規(guī)定范圍。編輯ppt夾頭分離速率如試驗機無能力測量或控制應變速率，直至屈服完成，應采用等效于表3規(guī)定的試驗機夾頭分離速率。編輯ppt測定抗拉強度的試驗速率在塑性范圍內(nèi)，平行長度的應變速率不應超過0.008/s。如果標距Lc為60mm，則0.008×60×60=28.8mm/min在試驗不測定屈服強度或規(guī)定強度，試驗速率可達到塑性范圍內(nèi)的最大值。編輯ppt試驗方法和速率的選擇除非另有規(guī)定，只要能滿足本標準的要求，實驗室可以自行選擇方法A、方法B和試驗速率。注：使用方法A、方法B兩種方法對于某些材料的測量結(jié)果可能會有差異。編輯ppt試驗條件的表示為了用縮略的形式報告試驗控制模式和試驗速率，可以使用下列縮寫的表示形式：示例1：GB/T228A224定義本試驗為應變速率控制，不同階段的試驗速率范圍分別為2，2和4。示例2：GB/T228B30定義試驗為應力速率控制，試驗的名義應力速率為30MPa/s。示例3，GB/T228B定義試驗為應力速率控制，試驗的名義應力速率符合表3。編輯ppt拉伸試驗中測定ReH、ReL、Rp、Rt和Rm時應選用的應變速率范圍

e應變速率t拉伸試驗時間進程范圍1：范圍2：范圍3：范圍4：引伸計控制或橫梁控制6橫梁控制a推薦的編輯ppt（9）上屈服強度的測定

上屈服強度ReH可以從力—延伸曲線圖或峰值力顯示器上測得，定義為力首次下降前的最大力值對應的應力。

編輯ppt（10）下屈服強度的測定

下屈服強度ReL可以從力—延伸曲線上測得，定義為不計初始瞬時效應時屈服階段中的最小力所對應的應力。編輯ppt上、下屈服強度位置判定基本原則屈服前的第1個峰值應力（第1個極大值應力）判為上屈服強度，不管其后的峰值應力比它大或比它??；屈服階段中如呈現(xiàn)兩個或兩個以上的谷值應力，舍去第1個谷值應力（第1個極小值應力）不計，取其余谷值應力中之最小者判為下屈服強度。如只呈現(xiàn)1個下降谷，此谷值應力判為下屈服強度；屈服階段中呈現(xiàn)屈服平臺，平臺應力判為下屈服強度；如呈現(xiàn)多個而且后者高于前者的屈服平臺，判第1個平臺應力為下屈服強度；編輯ppt上、下屈服強度位置判定基本原則正確的判定結(jié)果應是下屈服強度一定低于上屈服強度。為提高試驗效率，可以報告在上屈服強度之后延伸率為0.25%范圍以內(nèi)的最低應力為下屈服強度，不考慮任何初始瞬時效應。用此方法測定下屈服強度后，試驗速率可以按照10.3.4增加。試驗報告應注明使用了此簡捷方法。注：此規(guī)定僅僅適用于呈現(xiàn)明顯屈服的材料和不測定屈服點延伸率情況。編輯ppt（11）規(guī)定非比例延伸強度Rp

（規(guī)定塑性延伸強度）的測定

根據(jù)力—延伸曲線圖測定規(guī)定塑性延伸強度Rp。在曲線圖上，劃一條與曲線的彈性直線段部分平行，且在延伸軸上與此直線段的距離等效于規(guī)定塑性延伸率，例如0.2%的直線。此平行線與曲線的交截點給出相應于所求規(guī)定塑性延伸強度的力。此力除以試樣原始橫截面積So得到規(guī)定塑性延伸強度。

編輯ppt如力—延伸曲線圖的彈性直線部分不能明確地確定，以致不能以足夠的準確度劃出這一平行線，推薦采用如下方法。

編輯ppt（11）規(guī)定非比例延伸強度Rp

（規(guī)定塑性延伸強度）的測定試驗時，當已超過預期的規(guī)定塑性延伸強度后，將力降至約為已達到的力的10%。然后再施加力直至超過原已達到的力。為了測定規(guī)定塑性延伸強度，過滯后環(huán)兩端點畫一直線。然后經(jīng)過橫軸上與曲線原點的距離等效于所規(guī)定的塑性延伸率的點，作平行于此直線的平行線。平行線與曲線的交截點給出相應于規(guī)定塑性延伸強度的力。此力除以試樣原始橫截面積得到規(guī)定塑性延伸強度（見圖）。注1：可以用各種方法修正曲線的原點。劃一條平行于滯后環(huán)所確定的直線的平行線并使其與力-延伸曲線相切，此平行線與延伸軸的交截點即為曲線的修正原點（見圖）。編輯ppt（12）規(guī)定總延伸強度的測定

在力—延伸曲線圖上，劃一條平行于力軸并與該軸的距離等效于規(guī)定總延伸率的平行線，此平行線與曲線的交截點給出相應于規(guī)定總延伸強度的力，此力除以試樣原始橫截面積So得到規(guī)定總延伸強度Rt（見圖）。編輯ppt（12）規(guī)定總延伸強度的測定編輯ppt（13）規(guī)定殘余延伸強度的驗證和測定試樣施加相應于規(guī)定殘余延伸強度的力，保持力10s～12s，卸除力后驗證殘余延伸率未超過規(guī)定百分率（見圖5）。注：這是檢查通過或未通過的試驗，通常不作為標準拉伸試驗的一部分。對試樣施加應力，允許的殘余延伸由相關(guān)產(chǎn)品標準（或試驗委托方）來規(guī)定。例如：報告“Rr0.5=750MPa通過”意思是對試樣施加750MPa的應力，產(chǎn)生的殘余延伸小于等于0.5%。如為了得到規(guī)定殘余延伸強度的具體數(shù)值，應進行測定，附錄K提供了測規(guī)定殘余延伸強度的例子。編輯ppt13）規(guī)定殘余延伸強度的驗證和測定編輯ppt（14）屈服點延伸率的測定對于不連續(xù)屈服的材料，從力—延伸圖上均勻加工硬化開始點的延伸減去上屈服強度ReH對應的延伸得到屈服點延伸Ae。均勻加工硬化開始點的延伸通過在曲線圖上，經(jīng)過不連續(xù)屈服階段最后的最小值點劃一條水平線或經(jīng)過均勻加工硬化前屈服范圍的回歸線，與均勻加工硬化開始處曲線的最高斜率線相交點確定。屈服點延伸除以引伸計標距Le得到屈服點延伸率（見圖）。試驗報告應注明確定均勻加工硬化開始點的方法。編輯ppt屈服點延伸率的測定編輯ppt（15）最大力（非比例）塑性延伸率的測定在用引伸計得到的力—延伸曲線圖上從最大力時的總延伸中扣除彈性延伸部分即得到最大力時的（非比例）塑性延伸，將其除以引伸計標距得到最大力（非比例）塑性延伸率。

編輯ppt編輯ppt（16）最大力總延伸率的測定在用引伸計得到的力-延伸曲線圖上測定最大力總延伸。最大力總延伸率Agt按照式（3）計算：（3）式中：Le

是引伸計標距；△Lm是最大力下的延伸。注：有些材料在最大力時呈現(xiàn)一平臺。當出現(xiàn)這種情況，取平臺中點的最大力對應的總延伸率（見圖1）。編輯ppt（17）斷裂總延伸率的測定在用引伸計得到的力-延伸曲線圖上測定斷裂總延伸。斷裂總延伸率At按照式（4）計算：（4）式中

Le

是引伸計標距；

At是斷裂總延伸。編輯ppt（18）斷后伸長率的測定為了測定斷后伸長率，應將試樣斷裂的部分仔細地配接在一起使其軸線處于同一直線上，并采取特別措施確保試樣斷裂部分適當接觸后測量試樣斷后標距。這對小橫截面試樣和低伸長率試樣尤為重要。按公式（5）計算斷后伸長率A：

（5）式中：Lo

是原始標距；Lu

是斷后標距。編輯ppt（18）斷后伸長率的測定應使用分辨力足夠的量具或測量裝置測定斷后伸長量（Lu-Lo），并準確到±0.25mm。如規(guī)定的最小斷后伸長率小于5%，試驗前在平行長度的兩端處做一很小的標記。使用調(diào)節(jié)到標距的分規(guī)，分別以標記為圓心劃一圓弧。拉斷后，將斷裂的試樣置于一裝置上，最好借助螺絲施加軸向力，以使其在測量時牢固地對接在一起。以最接近斷裂的原圓心為圓心，以相同的半徑劃第二個圓弧。用工具顯微鏡或其他合適的儀器測量兩個圓弧之間的距離即為斷后伸長，準確到±0.02mm。為使劃線清晰可見，試驗前涂上一層染料。編輯ppt移位法測定斷后伸長率原則上只有斷裂處與最接近的標距標記的距離不小于原始標距的三分之一情況方為有效。但斷后伸長率大于或等于規(guī)定值，不管斷裂位置處于何處測量均為有效。如斷裂處與最接近的標距標記的距離小于原始標距的三分之一時，可采用規(guī)定的移位法測定斷后伸長率。編輯ppt移位法測定斷后伸長率編輯ppt（18）斷后伸長率的測定能用引伸計測定斷裂延伸的試驗機，引伸計標距應等于試樣原始標距，無需標出試樣原始標距的標記。以斷裂時的總延伸作為伸長測量時，為了得到斷后伸長率，應從總延伸中扣除彈性延伸部分。為了得到與手工方法可比的結(jié)果，有一些額外的要求（例如：引伸計高的動態(tài)響應和頻帶寬度）。原則上，斷裂發(fā)生在引伸計標距Le以內(nèi)方為有效，但斷后伸長率等于或大于規(guī)定值，不管斷裂位置處于何處測量均為有效。注：如產(chǎn)品標準規(guī)定用一固定標距測定斷后伸長率，引伸計標距應等于這一標距。編輯ppt（18）斷后伸長率的測定

試驗前通過協(xié)議，可以在一固定標距上測定斷后伸長率，然后使用換算公式或換算表將其換算成比例標距的斷后伸長率（例如可以使用GB/T17600.1和GB/T17600.2