拉伸試驗(yàn)是金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)中常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)
第一：取樣部位和方法。取樣部位的差異會(huì)直接影響金屬材料拉伸試驗(yàn)的斷后伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度等各項(xiàng)性能指標(biāo)。金屬材料中因成分、組織、結(jié)構(gòu)、缺陷、加工變形等分布不均，使得同一批甚至同一產(chǎn)品的不同部位的力學(xué)性能出現(xiàn)了差異。所以取樣應(yīng)嚴(yán)格按GB/T 228- 2002 附錄中的規(guī)定進(jìn)行。此外，在切取樣坯時(shí)， 必須防止因受熱、加工硬化及變形而影響其力學(xué)性能。
第二：試樣的形狀、尺寸和精度。同一材料同一狀態(tài)的金屬材料，如果截面形狀不同，測(cè)得的結(jié)果對(duì)上屈服強(qiáng)度影響大，對(duì)下屈服強(qiáng)度影響小；大橫截面積（大尺寸）的試樣的抗拉強(qiáng)度較小尺寸的低，而且塑性指標(biāo)也下降；試樣平行長(zhǎng)度內(nèi)的平行度和尺寸精度也很容易影響測(cè)試結(jié)果。因?yàn)樵嚇訙y(cè)量的尺寸值可能不是實(shí)際樣品的最小位置尺寸，這將造成測(cè)試的結(jié)果偏低。所以試件的形狀和尺寸需按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
第三：測(cè)量?jī)x器方面。尺寸測(cè)量?jī)x和量具的精度必須符合試驗(yàn)要求。所以在進(jìn)行試驗(yàn)之前，必須要對(duì)各種測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校驗(yàn)，同時(shí)保持量具的清潔干凈。
第四：試驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)機(jī)與引伸計(jì)是金屬材料拉伸試驗(yàn)中常用的兩種試驗(yàn)設(shè)備，直接影響試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的準(zhǔn)確信和真實(shí)性。前者用來(lái)測(cè)量作用力數(shù)值；后者主要用來(lái)進(jìn)行位移或者延伸的測(cè)定。所以試驗(yàn)時(shí)必須要確保試驗(yàn)機(jī)與引伸計(jì)在檢定合格的有效期之內(nèi)，并定期校驗(yàn)。
第五：試驗(yàn)環(huán)境溫度。某些金屬材料具有很高的溫度敏感性，即便是普通的金屬材料，如果試驗(yàn)溫度相差過(guò)大，也有可能導(dǎo)致試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的不一致。一般而言，體心立方金屬隨著溫度下降，屈服強(qiáng)度急劇提高，面心立方金屬變化則沒(méi)有那么明顯。而溫度上升，金屬材料的屈服強(qiáng)度一般會(huì)下降。因此 GB/ T 228-2002 在關(guān)于金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定中，試驗(yàn)一般室溫須在10℃-35℃范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)溫度有嚴(yán)格要求的試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。
第六：夾持具選擇、試樣夾持的影響。 夾持具選擇、試樣夾持和引伸計(jì)的裝卸不正確會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。夾持具與試驗(yàn)的試樣形狀不匹配和夾具的表面外型花紋形狀不適宜,會(huì)造成夾具和試樣間不能形成足夠的夾持面積,靜摩擦力不夠,導(dǎo)致拉伸過(guò)程中夾具和試樣產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從而影響了拉伸結(jié)果。
第七：夾持方法。試樣的夾持方法對(duì)拉伸試驗(yàn)?zāi)芊癯晒χ陵P(guān)重要，如果試樣夾不住必然會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，如果夾持方法不合理還易引起試樣打滑或斷在鉗口內(nèi),，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏低。
第八：拉伸速率。拉伸速率直接影響金屬材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。不同材料對(duì)速度的敏感程度不同，拉伸速率對(duì)不同的材料的影響大小不一樣，對(duì)強(qiáng)度低、塑性好的材料影響要大。GB/ T 228- 2002 在關(guān)于金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定中：“在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定，并在規(guī)定的應(yīng)力速率范圍內(nèi)（材料彈性模量E＜150000N/mm2，應(yīng)力速率在（2-20）N/mm2?s- 1 范圍內(nèi)，彈性模量E≥150000N/mm2，應(yīng)力速率在（6-60）N/mm2?s- 1 范圍內(nèi)）。若僅測(cè)定下屈服強(qiáng)度， 在試樣平行長(zhǎng)度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/ s-0.0025/s 之間，平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。在塑性范圍和直至規(guī)定強(qiáng)度應(yīng)變速率不應(yīng)超過(guò)0.0025/ s”。
第九：拉伸試樣橫截面積的確定。拉伸試樣橫截面積確定有2個(gè)方法：一個(gè)是金屬拉伸試驗(yàn)方法 GB/T 228，另一個(gè)是材料相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定拉伸試驗(yàn)試樣的橫截面積按名義尺寸的橫截面積要求， 如果產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)此特殊規(guī)定，均應(yīng)遵循 GB/T 228 標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量實(shí)際尺寸計(jì)量橫截面積。
第十：試樣尺寸的測(cè)量方法和測(cè)量人為誤差。拉伸試樣應(yīng)視直徑大小選用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺或矩形樣用游標(biāo)卡尺。如果測(cè)量方法不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致人為地尺寸測(cè)量偏大。由于主觀因素和操作技術(shù)的不同，也會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。
第二：試樣的形狀、尺寸和精度。同一材料同一狀態(tài)的金屬材料，如果截面形狀不同，測(cè)得的結(jié)果對(duì)上屈服強(qiáng)度影響大，對(duì)下屈服強(qiáng)度影響小；大橫截面積（大尺寸）的試樣的抗拉強(qiáng)度較小尺寸的低，而且塑性指標(biāo)也下降；試樣平行長(zhǎng)度內(nèi)的平行度和尺寸精度也很容易影響測(cè)試結(jié)果。因?yàn)樵嚇訙y(cè)量的尺寸值可能不是實(shí)際樣品的最小位置尺寸，這將造成測(cè)試的結(jié)果偏低。所以試件的形狀和尺寸需按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
第三：測(cè)量?jī)x器方面。尺寸測(cè)量?jī)x和量具的精度必須符合試驗(yàn)要求。所以在進(jìn)行試驗(yàn)之前，必須要對(duì)各種測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校驗(yàn)，同時(shí)保持量具的清潔干凈。
第四：試驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)機(jī)與引伸計(jì)是金屬材料拉伸試驗(yàn)中常用的兩種試驗(yàn)設(shè)備，直接影響試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的準(zhǔn)確信和真實(shí)性。前者用來(lái)測(cè)量作用力數(shù)值；后者主要用來(lái)進(jìn)行位移或者延伸的測(cè)定。所以試驗(yàn)時(shí)必須要確保試驗(yàn)機(jī)與引伸計(jì)在檢定合格的有效期之內(nèi)，并定期校驗(yàn)。
第五：試驗(yàn)環(huán)境溫度。某些金屬材料具有很高的溫度敏感性，即便是普通的金屬材料，如果試驗(yàn)溫度相差過(guò)大，也有可能導(dǎo)致試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的不一致。一般而言，體心立方金屬隨著溫度下降，屈服強(qiáng)度急劇提高，面心立方金屬變化則沒(méi)有那么明顯。而溫度上升，金屬材料的屈服強(qiáng)度一般會(huì)下降。因此 GB/ T 228-2002 在關(guān)于金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定中，試驗(yàn)一般室溫須在10℃-35℃范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)溫度有嚴(yán)格要求的試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。
第六：夾持具選擇、試樣夾持的影響。 夾持具選擇、試樣夾持和引伸計(jì)的裝卸不正確會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。夾持具與試驗(yàn)的試樣形狀不匹配和夾具的表面外型花紋形狀不適宜,會(huì)造成夾具和試樣間不能形成足夠的夾持面積,靜摩擦力不夠,導(dǎo)致拉伸過(guò)程中夾具和試樣產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從而影響了拉伸結(jié)果。
第七：夾持方法。試樣的夾持方法對(duì)拉伸試驗(yàn)?zāi)芊癯晒χ陵P(guān)重要，如果試樣夾不住必然會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，如果夾持方法不合理還易引起試樣打滑或斷在鉗口內(nèi),，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏低。
第八：拉伸速率。拉伸速率直接影響金屬材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。不同材料對(duì)速度的敏感程度不同，拉伸速率對(duì)不同的材料的影響大小不一樣，對(duì)強(qiáng)度低、塑性好的材料影響要大。GB/ T 228- 2002 在關(guān)于金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定中：“在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定，并在規(guī)定的應(yīng)力速率范圍內(nèi)（材料彈性模量E＜150000N/mm2，應(yīng)力速率在（2-20）N/mm2?s- 1 范圍內(nèi)，彈性模量E≥150000N/mm2，應(yīng)力速率在（6-60）N/mm2?s- 1 范圍內(nèi)）。若僅測(cè)定下屈服強(qiáng)度， 在試樣平行長(zhǎng)度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/ s-0.0025/s 之間，平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。在塑性范圍和直至規(guī)定強(qiáng)度應(yīng)變速率不應(yīng)超過(guò)0.0025/ s”。
第九：拉伸試樣橫截面積的確定。拉伸試樣橫截面積確定有2個(gè)方法：一個(gè)是金屬拉伸試驗(yàn)方法 GB/T 228，另一個(gè)是材料相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定拉伸試驗(yàn)試樣的橫截面積按名義尺寸的橫截面積要求， 如果產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)此特殊規(guī)定，均應(yīng)遵循 GB/T 228 標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量實(shí)際尺寸計(jì)量橫截面積。
第十：試樣尺寸的測(cè)量方法和測(cè)量人為誤差。拉伸試樣應(yīng)視直徑大小選用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺或矩形樣用游標(biāo)卡尺。如果測(cè)量方法不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致人為地尺寸測(cè)量偏大。由于主觀因素和操作技術(shù)的不同，也會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。
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