2拉伸试验

第一节 拉伸试验的目的和意义

拉伸试验是材料力学性能试验中最常见、最重要的试验方法之一。

拉伸试验是在三个外界条件：温度、加载速度、应力状态都恒定的条件下进行的。温度条件指常温、低温、和高温。加载速度是在静载荷下进行的,应变速率一般为0.0001~0.01/s 。应力状态为单向沿轴拉伸，即简单应力状态。它具有简单易行、试样便于制备等特点。通过拉伸试验可以得到材料的基本力学性能指标，如弹性模量、屈服强度、规定非比例延伸强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率、应变硬化指数和塑性应变比等。缺口拉伸试验可以衡量材料的脆性破坏倾向。高温拉伸试验可以了解材料在高温下的失效情况；而低温拉伸试验则不但可以测定材料在低温下的强度和塑性指标，而且还可以用于评定材料在低温下的脆性。

拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制、设备的安全和评估，都有很重要的应用价值和参考价值，有些则直接以拉伸试验的结果为依据。例如：进行强度计算时，材料所受的应力应小于屈服强度，否则会因塑性变形而导致破坏。材料的强度越高，能承受的外力就越大，所用的材料也越少。又如：断后伸长率和断面收缩率大的材料，轧制和锻造的可塑性也越大，反之，可塑必就越小。此外，拉伸试验指标还和其他的力学性能指标建立了经验关系。如：热轧软钢的抗拉强度与布氏硬度之间有Rm =1/3HB 等。

我国2002年颁布了国家标准GB/T228——2002《金属材料室温拉伸试验方法》。按照金属力学性能试验方法标准体系逐步与国际接轨的方针，该标准等效采用了ISO6892：1998《金属材料室温拉伸试验》。将原GB/T228——1987《金属拉抻试验方法》、GB/T6397——1986《金属拉伸试验试样》和GB/T3076——1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》合并，不但技术内容、要求和规定采用国际标准，而且相第二章 金属材料的拉伸试验 F e H F e L F m 自

动

绘

出

的

试

验

力

延

伸

曲

线

关术语、性能名称、符号也采用国际标准。

第二节 拉伸试验原理

物体因外力作用产生变形,其内部各部分之间因相对位置的变化而引起的相

互作用称为内力.众所周知,即使不受外力,物体各质点间也存在相互作用力.我们所称的内力,是在外力作用下,上述各作用力的变化量,随着该变化量的逐渐加大,物体内部发生一系列的物理变化,当到达某一极限时,物体就会被破坏,该极限与物体的强度有直接关系.

将物体简化为杆件.杆件受到外力F 作用,在其任意横截面上均产生内力F.一般,截面上的内力并不是均匀分布的,因此,用单位横截面上的内力,即应力来表示材料抗破坏与变形的能力.由于横截面积S o 随着构件不断被拉伸而逐渐减小,故而

一般用初始截面积S O 来计算应力σ,该σ称为工程应力:

σ＝O F

S

在材料性能测试中，除了要测出应力，经常还要了解材料经拉伸后的变形程度。设杆件的初始长度为o l ,则工程应变ε为：

ε=1o o

l lo l l l -=

ε和σ是拉伸试验中两个最基本的参数，它们相互之间有一定的联系。

对于不同材料的试样，由于其化学成分及组织的不同，在拉伸过程中会体现出不同的物理现象及力学性质，但从外表看来，一般分为以下几个基本过程。以金属试样为例，将试样装夹在材料试验机上，按照有关标准规定选择合适的速率，均匀地对试样施加作用力F ，可以观察试样由开始到破坏（一般是断裂）的几个阶段。

试样初始受力，宏观上逐渐被均匀拉长，然后在某一点横截面渐渐变细（缩

颈），直至在该处断裂。塑性较好的材料一般有明显的缩颈现象。但也有例外，如奥氏体钢、铝青铜等塑性金属材料不发生缩颈，这类材料通常有圈套的加工硬化能力。而对于较脆弱的材料，一般由伸长到最终断裂前，通常无明显缩颈现象发生。

拉伸过程中，材料试验机上的自动记录装置也可自动绘出拉伸曲线图，该图

以力F/N 作为纵坐标，试样的伸长量l ?/mm 为横坐标，即F-l ?曲线，习惯上称为拉伸图。现在以20低碳钢为例，具体说明拉伸过程中的几个阶段。

第一阶段为弹性阶段（ob 段）。试样变形为弹性变形，一旦取消外力，试样完全恢复原状，不会产生残余伸长，b 点对应的外力F 。为试样产生弹性变形的极限

伸

试

样

横

截

面

为S o ，

外力，超过b 点，便会产生塑性变形。在该阶段的一定范围内（oa 段），试样伸长与载荷之间符合虎克定律，即成正比关系，称为比例变形阶段，a 点对应的外力F p 分为产生比例变形的极限外力，一旦超过此外力，变形与外力之间比例关系也即

破坏。ab 段为弹性变形的非比例阶段，时间很短，要靠很精密的仪器才能测量得出。

第二阶段为屈服阶段（cd 段），即试样屈服于外力产生较大塑性变形阶段。此时试样伸长急剧增加，但载荷却在很小的范围内波动，若忽略这一微小的波动，F-l ?曲线上该段可见一水平线段，该段对应的外力Fs 以表示，这是由弹性变形阶段到塑性变形阶段的分界点。

第三阶段为强化阶段（de ）（均匀塑性变形阶段）。试样屈服变形阶段结束后，要使之继续变形，就要继续施加外力，克服试样内部不断增加的抗变形力。因为材料本身在塑性变形中会产生强化，也称为加工硬化。该阶段的塑性变形比弹性变形大得多，所以曲线上可见l ?有很大增加。由d 点开始，屈服结束，试样某部 原始 标距L 0

5mm

拉伸前试样 装有引伸计试样 颈缩现象 断裂后对接

试样拉伸过程的物理现象

引伸计

位产生塑性变形，截面变小，但加工硬化使该部位抗变形力增加，这样，下一步变形就转移到试样的其它部位。由此，在de段试样各部位产生较均匀的塑性变形之间近似遵循直线关系，且此直径gh与弹性现阶段内直线oa近似平行。由此可见，试样的变形包括了弹性变形l?e和塑性变形l?p。如卸载时的载荷，此后原则上遵循着原来的拉伸曲线。

第四阶段为局部塑性变形阶段（ef段）。在前一阶段，试样的变形量越来越大，其强化能力也逐渐减小，到了e点，由于其强化能力跟不上变形，终于在某个最薄弱处产生局部塑性变形，这时，该处横截面积显著收缩，载荷读数迅速下降，出现前述的“缩颈”现象。此时虽然力F不断下降，但缩颈部位仍不断被拉长，直至断裂。出现局部塑性变形的开始点（e点）所对应的力Fb为试样在拉伸过程中所能随的最大外力。

对于不同的材料，其拉伸时所表现出的物理现象和力学性质不尽相同，因面有着不同的σ—ε曲线。下面列举几种常见的σ—ε曲线。

图a是一般低碳钢的σ—ε曲线。有锯齿状的屈服阶段，分上下屈服点，产生缩颈现象后，试样断裂。

图b是中碳钢的σ—ε曲线。有屈服阶段，但波动微小，几乎成一直线，产生缩颈现象后，试样断裂。

图c是淬火后低、中温回火钢的σ—ε，无可见屈服阶段，试样产生缩颈变形后断裂。

图d是铸铁、淬火钢等较脆材料的σ—ε曲线。不仅无屈服阶段，且在产生少量均匀塑性变形后就突然断裂。

第二节拉伸试验基本术语

1、上屈服强度ReH：（σsU）试样发生屈服，并且外力首次下降前的最大应力。

2、下屈服强度ReL：（σsL）不记初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。

3、规定非比例延伸强度Rp：（σp）试样标距部分的非比例延伸达到规定的原始标距百分比时的应力。

4、抗拉强度Rm：（σb）试样受外力（屈服阶段之前不计）拉断过程中所随的最大名义应力。

5、断后伸长率A：（δ）试样拉断后，原始标距部分的伸长与原始标距的百分比。

6、断面收缩率Z：（ψ）试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。

第三节金属拉伸试样

一、拉伸试样的分类

（一）按产品形状分类

拉伸试样按金属产品形状的不同可以分为板材（薄带）试样、棒材试样、管材

试样、线材试样、型材试样以及铸件试样等种类。根据其形状及试验目的的不同，试样可以进行机加工，也可以采用不经加工的原始截面试样。对试样尺寸有一定规定，其形状分为圆形、矩形、异形及全截面。同时试样又分为带头试样和不带头试样。对机加工带头的圆形和矩形试样，平等部分和头部的过渡要缓和，圆弧半径r的大小可按试样的尺寸、材质和机加工工艺而定。对脆性材料，r可适当放大。试样头部的形状和尺寸应按试样大小、材料性能及试验机情况而定。对带头

（二）和不带头的圆形或矩形试样，其夹持部分的长度至少应为楔形夹具长度的3/4。（二）按Lo与So的关系分类

试样分为比例和定标距两种。由于同一种材料测定的断后伸长率A值与K＝

Lo/的比值有关，因此，K值相同的试样称为比例试样。通常把K＝5.65称

为短比例试样，记为A；K＝11.3称为长比例试样，记为

A。根据Lo＝可

11.3

知：圆截面短（长）比例试样的标距为5d(10d)：矩形截面短（长）比例试样的标

距为5.65 11.3 。试验时，一般优先选用短比例试样，但要保证原始标距不小于15mm，否则，建议采用长比例试样或其他类型试样。

对于截面较小的薄带试样以及某些异型截面试样，由于其标距短或截面不用测量（例如：只测定延伸率）可以采用Lo为50mm、100mm、200mm的定标距试样。非比例试样测定的断后伸长率应在其符号下角注明标距的长度，即用“A mm”表示。它的标距与试样截面不存在比例关系。

二、试样的形状及尺寸

常温拉伸试验符号名称和单位

a 矩形、弧形试样或管壁的原始厚度

au 矩形试样拉断后缩颈处的最小厚度

b 矩形或弧形试样平等长度部分的原始厚度

bu 矩形试样拉断后缩颈处的最大宽度

d 圆形试样平等长度部分的原始直径

du 圆形试样拉断后缩颈处的最小直径

D 圆管试样原始外直径

Lt 试样总长度

L C 平行长度。试样两头或两夹持部分（不带头试样）之间的平行长度。

Lo 试样原始标距。试验前，测量试样伸长所标记的标距长度。

Lu 试样断后标距。试样拉断后，将断口对接在一起时试样的标距长度。

Le 引伸计标距。用引伸计测量试样延伸所使用的试样部分的长度。

So 试样平行长度部分的原始横截面积

Su 试样拉断后缩颈处的最小横截面积

（一）圆截面试样

L c≥Lo+d/2仲裁试验Lo+2d Lo=5d,10d或定标距 r≥0.75 d粗糙度≤0.8μm

试样总长度原则上LtLt＞Lc+4d 不带头Lt＞Lc+3d 试样应优先选用d =5、10、20 mm

（二）矩形试样

薄板L c≥Lo+b/2仲裁Lo+2b L c≥

距

薄板 r≥20mm材板r≥12mm 粗糙度≤3.2μm四面加工≤0.8μm

厚度大于0.1mm的板（带）材料一般采用矩形截面试样。原板材可通过机加工

减薄，其宽厚比不大于8∶1；若短比例试样的Lo小于15mm，则应选用 K＝11.3

的长比例试样。薄带试样还可采用标距为50mm或80mm的定标距试样。

（三）其他类型试样

对于管材可采用纵向弧形试样，或带塞头的全截面试样。应优先选用K＝5.65 的

短比例试样。

弧形试样L c≥Lo+2Lo= K≥12mm 粗糙度≤3.2μm 试样b = 10、15、20 mm

管段试样L c≥Lo+D/2仲裁试验Lo+2D

管状试样配塞头距离标距就大于D/4。对于不配塞头的试样，可将其两端夹持头部压扁进行试验。

铸件一般采用圆截面试样，线材一般采用标距为100mm或200mm的定标距试样。

一定影响.试样机加工造成的形状公差一般有三种情况:一端大另一端小,两端大中间小,中间大两端小.最常见的是一端大另一端小的情况.

三、加工要求

1、试样在机加工过程中要防止冷变形或受热而影响其力学性能，通常以切削加工为宜，进刀深度要适当，并充分泠却；特别是最后一道切削或磨削的深度不宜过大，以免影响性能。

2、对于矩形试样，一般要保留原表面层并防止损伤。试样上的毛刺要清除，尖锐棱边应倒圆，但半径不宜过大。试样允许较直，但应防止矫正力对力学性能产生显著影响。对于不测定断后伸长率的试样可不经矫正直接进行试验。

3、不经机加工铸件试样表面上的夹砂、夹渣、毛刺、飞边等必须加以清除。

4、加工后，试样的尺寸和表面粗糙度应符合规定的要求，表面不应有显著的横向刀痕、磨痕或机械损伤、明显的淬火变形或裂纹以及其他可见的冶金缺陷。

第三节试验设备

一、拉力试验机

拉力试验机是拉伸试验的主要设备。它主要有加载机构、夹样机构、记录机构和测力机构4部分组成。目前主要分为机械式、液压式、电子万能以及电液式几类。无论试验机是哪一种类型，拉伸试验所用的机器应满足以下要求：①达到试

验机检定的1级精度；②有加载调速装置；③有数据记录或显示装置；④由计量部门定期进行检定。

二、引伸计

在测定微小塑性变形下的力学性能指标时，要用到精度高、放大倍数大的电

子万能材料试

验机 计算机控制

长度测量仪，它称为引伸计。引伸计一般由3部分组成：变形部分（与试样表面接触，感受试样的微量变形），传递和放大部分（将接受到的变形放大），指示部分（记录或显示变形量）。它的主要参数为放大倍数和测量范围（量程）。拉伸试验中常用的引抻计有机械式、电子式。

引伸计根据其标定的精度分为A 、B 、C 、D 、E5个等级。使用时应根据试验机和检测变形量的要求来选取引伸计的式样及等级。若试验要求记录载荷-变形图，应选用电子式引伸计。引伸计应定期进行栓定。日常试验中要经常检查引伸计，如发 现异常应重新标定后再使用。

三、高温试验辅助装置

加热装置是把试样加热到规定的试验温度，并保持该温度直到试验结束所使用的装置。对于温度在100～1100℃试验，可采用电阻丝加热泪盈眶炉。它应有均匀温度区，其长度一般为试样标距的2倍。均匀温度区内沿试样标距的温度梯度应小于5℃。温度测量装置热电偶、补偿导线和电位差计组成。根据不同的试验温度选择热电偶类型。热电偶、补偿导线和电位差计应定期进行检定。

第四节 拉伸性能的测定

一.准备工作

（一）测量原始截面积So

测量试样原始截面尺寸时，应按照表选取量具。根据所测得的试样尺寸，（厚度在0.1mm 至小于3 mm 准确到±2%，其它试样准确到±1%）计算横截面积So 并至少保留4位有效数字或保留两位小数点。 试样横截面尺寸 分辩率不大于

0.1～0.5 0.001

＞0.5～2.0 0.005

＞2.0～10.0 0.01

＞10.0 0.05

次直径，取其算术平均值，先用3处测得横截面积的最小值。横截面积So 按下式计算：

214

So d π= 矩形截面试样应在试样工作段的两端及中间处测量其宽度和厚度，选用3处测得横截面积中的最小值。横截面积So 按下式计算：

So ab =

圆管纵向弧形试样在试样工作段的两端及中间处测量，选用3处测得横截面积中的最小值。有关标准或协议无规定时，横截面积So 按下式计算：

当/b D ＜0.25 时 2

[1]6(2)

b So ab D D a =+- 当/b D ＜0.17时 So ab =

计算时，管外径D 取标称值。

圆管截面试样应在管的一端两个相互垂直的方向各测1次外径，取其算术平均值。在同一管端圆周上相互垂直的方向测量4处管壁厚度，取其算术平均值。用平均外径和平均管壁厚度计算得到的横截面积作为标距内的原始横截面积。原始横截面积 So 按下式计算：()So a D a π=-

（二）标记原始标距Lo

试样的原始标距所在位置一般应在平行长度居中对称的位置上。应采用不损伤试样或不影响试验结果的方法标记试样标距。例如采用打点机打的小冲点、细划线或细墨线等标记。标记应清晰，对于脆性试样，应可能采用不损伤表面的方法标记。比例试样的原始标距值，取计算结果最接近5mm 或10mm 的倍数，中间值向大的一方取值，标距的长度应精确到取值数值的±1%。

（三）选取试验机和引伸计

根据试样选取合适的夹持装置以及试验机合适的量程。一般是在量程80%左右。检定过的拉力试验机应满足1级或优于1级的准确度。引伸计标距应不小于试样标距的一半（即Le ≥1/2Lo ）。

（四）确定试验速率

如仅测定上屈服强度时试验时的弹性应力速率应在标准的表4规定的范围内尽可能保持恒定的速率如仅测定下屈服强度，平行长度屈服期间应变速率应在

0.00025/s～0.0025/s范围内尽可能保持恒定。。当不能直接调节这一应变速率，允许调节屈服即将开始前的应力速率，不超过标准的表4规定的最大速率，直至屈服阶段完成之前不再改变试验机的控制。

若仅测定抗拉强度，在弹、塑性范围内，试样工作段的应变速率可达到

（一）上、下屈服强度的测定

对有明显屈服现象的材料，应测定其上、下屈服强度；无明显屈服现象的材料，按要求（一般为0.2%）测定规定非比例延伸强度或规定残余延伸强度。

1、图示法，用记录装置绘制力-延伸曲线或者力-夹头拉移曲线（在加载速率恒定的情况下也可用力-时间曲线），曲线至少要记录到屈服阶段结束。在曲线上确定屈服阶段中力值首次下降前的最大力FeH——上屈服力；不计初始瞬时效应时的最小力FeL——下屈服力，屈服平台不变的力也记为FeL——下屈服力。用测得的上、下屈服力FeH、FeL除以试样原始截面So就可以得到上、下屈服强度。

上屈服强度Re H=FeH

So

下屈服强度Re

FeL

L

So

=

2.指针方法

采用指针方法测定上屈服强度和下屈服强度时，在试验测定中要注视试验机测力表盘指针的指示，按照定义判读上屈服力和下屈服力。当指针首次停止转动保持恒定的力即为下屈服力FeL；指针首次回转前指示的最大力判为上屈服力FeH；当指针出现多次回转，则不考虑第1次回转，而取其余这些回转指示的最低力判为下屈服力FeL；当只有一次回转，则取回转的最低力判为下屈服力FeL。

对于上和下屈服强度位置判定的基本原则如下：

a)屈服前的第1个峰值应力（第1个极大值应力）判为上屈服强度，不管其后

的峰值应力比它大或比它小。

b)屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力，舍去第1个谷值应力（第1个

极小值应力）不计，取其余谷值应力中之最小者判为下屈服强度。如只呈现1个下降谷，此谷值应力判为下屈服强度。

c)屈服阶段中呈现屈服平台，平台应力判为下屈服强度；如呈现多个而且后者高

于前者的屈服平台，判第1个平台应力为下屈服强度。

d)正确的判定结果应是下屈服强度一定低于上屈服强度。

由图解方法或指针方法测得的上屈服力（FeH）和下屈服力（FeL）分别除以试样原始横截面积So即得到上屈服强度和下屈服强度。

(二)规定非比例延伸强度测定:

对于不同的材料，规定非比例延伸强度有不同的测定方法。除自动系统测定时可以不绘制拉伸图外，其余的测定方法均与力-延伸曲线有关。具体的测定方法有：常规平等线法、滞后环法、逐步逼近法。测定非比例延伸不小于0.2%的材料时，日常试验还可以采用力-夹头拉移曲线。引伸计标距应等于或小于试样查清距Lo，而大于或等于试样标距的一半（1/2Lo）。

1、常规平行线法由载荷传感器、变形传感器检测到的力、伸长量经过测量放大电路处理后，用记录装置绘制成力-延伸曲线。在曲线图上，作一条与曲线的弹性直线段的距离为OC＝Leεp（其中，Le为引伸计的标距长度；εp为要测定的非比例延伸率），做出的直线与曲线的交截点所给出力即为所求规定非比例延伸强度的力值Fp，将它除以试样的原始截面积So，就得到规定的非比例延伸强度。

非比例延伸强度

Fp Rp

So

常规平行线方法测定Rp0.2 曲线原点修正

2、滞后环法有些金属材料（铜合金、铝合金等）的拉伸曲线没有明显的弹性直线段，无法用作平行线的方法来测定规定非比例延伸强度。在此情况下，可采用滞后环法。其核心是用滞后环顶点的连线来替代拉伸图中的弹性直线段。具

体方法如下：对试样连续施力，超过预期规定的非比例延伸强度相应的力值后，将其卸载至上述所施力的10%左右，接着再加力并超过前次达到的力值。正常情况下，这一过程将给出一个滞后环曲线。通过环的两端点作一条直线作为基准线。从拉伸曲线的原点O 起，在延伸上取OC ＝Le εp,过C 点作一直线与基准线平行，该直线与拉伸曲线的交截点即为规定非比例延伸强度所对应的力值Fp 。同样由于很多因素的影响，曲线的原点可能需要修正。可以采各种方法修正曲线的原点。一般采用这样的方法：在曲线图上穿过其斜率最接近于滞后环斜率的弹性上升部分，划一条平行于滞后环所确定的直线的平行线，此平行线与延伸轴的交截点即为曲线的修正原点。其他方法，例如将弹性上升段的曲线趋势反向延伸与延伸轴交截，交截点作为修正原点。

滞后环法方法测定Rp0.2 卸力点超前情况测定Rp0.2

3、逐步逼近法 该方法也适用于明显弹性直线段金属可以采用本方法。该方法的实施步骤如下（以Fp 为例）：作拉伸试验曲线，并且力值要超过预期估计的Fp 值。从曲线上任取一点Ao 作为Fp ，用0.1Fp 和0.5Fp 与拉伸曲线的交点B1和D1作直线，以此直线为蕨线，从真实原点O 起，截取OC ＝Le εp 段，过C 点作基准线的平行线CA1交于A1，如果A1与Ao 不重合，则以A1为新的Fp ，再次实施以上的步骤，直至最后一次得到的交截点与前一次重合。最后一次所用的基线也可以作

O C F

延伸O C F p A

F Fp 1 0.2

Fp 0

0.2Fp 2 0.2A1A2A0D1

D2

B1B2

nL e ×0.2%εnL e p 伸长

力-夹头位移方法适用于具有明显弹性直线段材料和规定非比例延伸率大于或等0.2%的规定非比例延伸强度的测定。此方法是通过记录的力-夹头位移曲线或采集力-夹头位移数据来测定非比例延伸强度。

试验时记录力-夹头位移曲线 或采集力-夹头位移数据，直至超过预期的规定非比例延伸强度。然后，经过夹头位移轴上等于εpLc 的C 点作平行于曲线的弹性直线段OA 的平行线CB ，交曲线 于B 点，B 点对应的力Fp 为所求测的规定非比例延伸力。此力除以试样原始横截面积So 便得到规定非比例延伸强度Rp 。

日常试验中，采用力-夹头位移曲线测定0.2%以上的非比例延伸强度时，应注意引伸计的标距长度用试样工作段来代替（不是测量伸长率用的标距）。否则得不到正确结果。

测定规定非比例延伸强度时，应特别注意，不管在达到规定非比例延伸强度之前是否有高于它的力值出现，均以规定非比例延伸对应的力作为规定非比例延伸力值。

使用上述各种测量规定非比例延伸强度的方法时，要注意拉伸曲线的原点位置是否正确。如果原点的位置需要修正，可以采用以下的办法：①将拉伸曲线弹性段直线与延伸轴的交点作为修正后的原点；②在拉伸曲线上作一条切线，斜率等于滞后环两顶点所构成直线的斜率，此平行线与延伸轴的交点即为修正后的原点。

十、抗拉强度（Rm ）的测定

从拉伸图上找出试验过程中的最大力值Fm (对于有屈服的材料屈服阶段之前不计),或从测力盘上读取屈服阶段结束后试验过程中的最大力值Fm,将其除以试样截面积So 即得到抗拉强度Rm.

抗拉强度Rm 计算公式， 抗拉强度Fm Rm So

（三）、断后伸长率（A ）的测定

试验前，在试样的平行长度上居中标记试样标距Lo ，准确到±1％。为了避免因断裂发生在规定的中间1/3Lo 以外而造成试样报废，可以在标距内标出N 个等分隔（N 一般为10或5）。试验时塑性范围的应变速率不超过0.008/s ，拉断后

将断裂部分在断裂处配接在一起，使其轴线处于同一直线上并采取适当措施（例如通过螺丝施加压力）确保试样断裂部分适当接触，用分辨力优于0.1mm 的量具或测量装置测量断后标距（Lu ）,准确到±0.25mm 。断后标距可选用下列方法之一测量。

(1)直测法 试样断裂处距离最近标距标记的距离等于或大于1/3Lo 时或者断后伸长率大于或等于规定的最小值时，直接测量两标距标记间距离即为Lu 。

(2) 移位法:如果试样拉断处到标距端点的距离小于1/3Lo,则根据原始标距内的小点数值，以试样拉断处为中心。向两侧数小标点数,直到其数值达到原始标距内的小标点数,断样较短的一须小标点数不足的部分由较长一段上的与拉断处对称位置的小标点数补足,测量上述所数的小标点数的距离Lu.

2Lu AB BC =+

12Lu AB BC CC =++或1Lu AB BC BC =++

将测量得到的数值Lu 减去试样原始标距Lo 后,再除以试样原始标距Lo 即得到断后伸长率A.

断后伸长率计算公式， 断后伸长率100%Lu Lo A Lo

-=? （四）、断面收缩率（Z ）的测定

将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。对于圆形横 截面试样，在缩颈最小处相互垂直的方向测量直径，准确到±1%，取其算术平均值计算最小横截面积Su ；准确到±2%

对于矩形横截面试样，测量缩颈处的

最大宽度bu 和最小厚度au ，两者之乘

积为断后最小横截面积Su 。原始横截面

积So 与断后最小横截面积Su 之差除以

原始横截面积So 得到的百分比即；

即为断面收缩率Z 。

100%So Su Z So -=? 圆形 横截面试样可以用 2[1()]100%u d Z d

=-? 第八节 拉伸试验测定结果的数据处理和分析

一、试验结果的处理

有以下情况之一者，可判定拉伸试验结果无效：

（1）试样断在机械刻划的标距上或标距外，且造成断后伸长率不符合规定的最小值者。

（2）操作不当

（3）试验期间仪器设备发生故障，影响了性能测定的准确性。

遇有试验结果无效时，应补做同样数量的试验。但若试验表明材料性能不合格，则在同一炉号材料或同一批坯料中加倍取样复检。若再不合格，该炉号材料或该批坯料就判废或降级处理。

此外，试验时出现2个或2个以上的缩颈，以及断样显示出肉眼可见的冶金缺陷（分层、气泡、夹渣）时，应在试验记录和报告中注明

二、数值修约

（一）数值进舍规则

数值的进舍规则可概括为“四舍六入五考虑，五后非零应进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一”。具体说明如下：

（1）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字小于5（不包括5）时，则舍去，即所拟保留的末位数字不变。

例如、将13.346修约到保留一位小数,得13.3。

（2）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字大于5（不包括5）时，则进1，即所拟保留的末位数字加1。

例如，将52. 463修约到保留一位小数，得52.5。

最大宽度和最小厚度

（3）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字等于5，其右边的数字并非全部为零时，则进1，所拟保留的末位数字加1。

例如，将2.1502修约到只保留一位小数。得2.2。

(4)在拟舍弃的数字中若左边第一个数字等于5，其右边无数字或数字皆为零碎时，所拟保留的末位数字若为奇数则进1，若为偶数（包括0）则舍弃。

例如，将下列数字修约到只保留一位小数。

修约前0.45 0.750 2.0500 3.15

修约后0.4 0.8 2.0 3.2

（5）所拟舍弃的数字若为两位数字以上时，不得连续进行多次修约，应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小，按上述规则一次修约出结果。

例如，将17.4548修约成整数。

正确的做法是：17.4548→17

不正确的做法是:17.455→17.46→17.5→18

（二）非整数单位的修约

试验数值有时要求以5为间隔修约。此时将拟修约的数值乘以2，按指定位数依前述进舍规则修约，然后将所得数值再除以2即可。例如：将下列数字修约到个位数的0.5单位。

拟修约数值X 乘以2 2X修约值 X修约值

30.75 61.50 62.0 30.0

30.45 60.90 61.0 30.5

三、拉伸试验的力学性能指标修约

在拉伸试验中，无论所用的仪器多么精密，方法多么完善，操作者多么细心，所得的结果与真值之间也必定存在误差。分析其原因，除了试验温度、介质环境外，影响试验结果的因素主要有：拉伸速度，试样的形状、尺寸及表面粗糙度，应力集中，试样的装夹等。

1、拉伸速率的影响在常温下，试验机的拉伸速率对结果均有影响，一般来说，拉伸速度过快，测得的屈服点或规定非比例伸长应力都有所提高，而且对于不同材料，速度的影响也不全相同，因此各国拉伸试验标准都根据不同材料的性质和其试验目的，对拉伸速率都作了相应的规定。GB、T228—1987规定，控制拉伸速度可以用控制应变速率和控制应力速率两种方法。

有关拉伸速度对试验结果的影响，具体举例如下：

例如，对d o＝10mm的Q235A·F圆钢进行不同拉伸速度的试验结果为：以应力速率为10N、(mm2·s)为基准，当速度为此速率的2倍时，屈服点上升4.2%，10倍于此速率时，屈服点升高17.3%，20倍时升高50%。

又如，对铝基轴承合金进行不同拉伸速度的试验，结果表明：拉伸速度由4mm\min提高到15mm\min，屈服点约提高14%，而抗拉强度没有明显变化。

2、试样形状、尺寸及表面粗糙度的影响

对不同截面形状的试样进行拉伸试验，对比结果发现：下屈服点Re L受试样形状的影响不大，而上屈服点Re H影响效大。

试样肩部的过渡形状对上屈服点也有较大影响。随着肩部过渡的缓和，上屈服点明显升高，也即应力集中越大，上屈服点越低。因此材料试验中通常取下屈服点。

试样尺寸大小对结果也有影响。一般说来，试样直径减小，其抗拉强度和断面收缩率会有所增大。例如，经淬火和低温回火非均质高强度钢，当其试样直径

由Ф5mm减小到Ф0.8mm，其ψ可增加30%～50%，脆性材料尺寸的影响更为显著。

低碳钢板的矩形截面试样，其伸长率和断面收缩率要比同等到横截面积的圆珠笔形试样小，而且矩形截面的试样，其A和Z受试样宽、厚比（b/a）的影响，一般取b/a在1～4比较合适。

表面粗糙度对拉伸结果也有一定影响。一般，材料塑性越好，粗糙度的影响越小，反之，塑性较差的材料，随着粗糙度的增加，其屈服强度、伸长率等到均有所下降（抗拉强度几乎不受影响）。

3、应力集中的影响如前所述，应力集中越严重，材料的上屈服点越低。此外，随着应力集中的增加，材料的抗拉强度也会出现不同程度的下降。

4、试样装夹的影响拉伸试验时，一般不允许对试样施加偏心力，偏心力会使试样产生附加弯曲应力，从而使结果产生误差，尤其对于脆性材料，这种误差就更大。产生这种偏心误差除了试验机本身的构造不良（对中不好）外，还可能由于试样形状不对称、夹头的构造和安装不正确、试样在夹头内固定得不正确等原因而造成。