金属材料拉伸试验：室温试验方法

a.在工程应用中，拉伸性能是结构静强度设计的主要依据之一。 b.提供预测材料的其它力学性能的参量，如抗疲劳、断裂性能。 c.研究新材料，或合理使用现有材料和改善其力学性能时，都要测定材料的拉伸性能。 注意：拉伸试验的应力状态、加载速率、温度、试面积上承受的的力，用千帕（KPa）或兆帕（MPa）表示。 工程构件可能受到的应力类型有：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲 等
增加了资料性附录A计算机控制拉伸试验机使用时的建议；
增加了资料性附录F考虑试验机刚度后估算的横梁位移速率方法
符号变化
GB/T 228-2010 GB/T 228-2002 a0，T b0 a b 定义 矩形横截面试样原始厚度或管壁 厚度
矩形横截面试样平行长度的原始 宽度或管的纵向剖条宽度或扁丝 原始宽度 圆形横截面试样平行长度的原始 直径或圆丝原始直径或管的原始 内径
管原始外直径 无颈缩塑性伸长率 断裂总延伸 应变速率
d0 D0 AWN △Lf
d D Ag 无 无
eL e

符号变化
GB/T 228-2010 GB/T 228-2002 无 无 无 无 无 εP εt εr 定义 平行长度估计的应变速率 横梁位移速率 应力速率 应力-延伸率曲线在给定试验时 刻的斜率
eL c
Vc

R
m mE 无 无 无

应力-延伸率曲线弹性部分的斜率
规定非比例延伸率 规定总延伸率 规定残余延伸率
学习讨论内容
拉伸试验概述 金属拉伸试验准备 试验速率模式 主要技术内容
一、拉伸试验概述
1.单向拉伸试验特点
• • • 应力状态：单向拉应力，应力状态简单，最常用的力学性能试验方法 拉伸试验反映的信息：弹性变形、塑性变形和断裂（三种基本力学行为），能综合评 定力学性能。 通过拉伸试验可测材料的弹性、强度、延伸率、加工硬化和韧性等重要的力学性能指 标，它是材料的基本力学性能。
力 应力 截面积
四种形式的应力
所有的应力，不论有多复杂，都可以描述成两个或多个基本应力的组合。
应力
单向应力
变形方式
伸长
压缩
应力类型
拉伸
压缩 剪切
剪切应力 扭转力矩 弯曲力矩
剪切 扭转
扭转 弯曲
弯曲
2）应变 • 应变是被测试材料尺寸的变化率，它是 加载后应力引起的尺寸变化。 • 由于应变是一个变化率，所以它没有单 位。
规定残余延伸强度 Rr：试样卸除应力后，标距部分的残余延伸率等于规定的原始 标距或引伸计标距百分率时的应力。
3、抗拉强度 Rm 相应最大力对应的应力。
伸长率延伸率术语 断后伸长率 A：试样拉断后，原始标距部分的残余伸长与原始标距的百分率。 断裂总延伸率 At: 试样在断裂时刻，原始标距的总延伸（弹性延伸加塑性延伸）与引 伸计标距之比的百分率。 最大力塑性延伸率 Ag：试样拉至最大力时，原始标距的塑性延伸与引伸计标距之比 的百分率。 最大力总延伸率 Agt：试样拉至最大力下时，原始标距的总延伸（弹性延伸加塑性延 伸）与引伸计标距之比的百分率。 残余延伸率：试样施加并卸除外力后，引伸计标距的延伸与引伸计标距的百分率。 屈服点延伸率 : 试样自屈服开始到屈服阶段结束之间，引伸计标距的伸长与引伸计 标距的百分率。
3.拉伸试验
在试样两端缓慢地施加载荷，使试样的工作部分受轴向拉力，引起试样沿轴 向伸长，直至拉断为止。
金属材料拉伸试验技术包含：室温拉伸、高温拉伸、低温拉伸、液氦拉伸、弹性模量 和泊松比（静态法）与薄板和薄带塑性应变比、拉伸应变硬化指数七项标准试验方法。 GB/T 228分为以下四个部分：
液氦试验方法 低温试验方法 高温试验方法
金属材料 拉伸试验 第一部分：室温试验方法
201 年 月
金属力学性能试验方法
1.金属力学性能试验方法标准概述
在力学、化学、金相、无损检验中，金属力学性能试验方法标准是 冶金产品质量检测标准中重要的一部分。 力学性能是指材料在外加载荷与环境因素联合作用下表现的行为，也 就是材料抵抗外加载荷引起变形和断裂的能力。 按国际标准化组织对本部分的分类，有如下5部分：
长度的变化量 应变 原始长度
应变的计算
3.基本术语
• 1、平行长度 Lc
•
• • • • • • •
试样两头部或两夹持部分（不带头试样）之间的平行长度。
俗称：可工作段。(名义截面积相等) 2、试样标距 原始标距 L0：试验前，测量试样伸长所标记的长度。 引伸计标距 Le：用引伸计测量试样延伸所使用的试样部分的长度。 断后标距 Lu：试样拉断后，将断口对接在一起时,试样的标距长度 3、断面收缩率 Z 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率。
与应力有关的术语 1、屈服强度
上屈服强度 ReH：试样发生屈服，并且外力首次下降前的最高应力。
下屈服强度 ReL：不记初始瞬时效应时，屈服阶段中的最低应力。 2、规定延伸强度
规定塑性延伸强度 Rp：试样标距部分的塑性延伸率等于规定的引伸计标距百分率 时对应的应力。
力。 规定总延伸强度 Rt：试样标距部分的总延伸等于规定的引伸计标距百分率时的应
室温试验方法
金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法
• 国标标准号：GB/T 228.1-2010
内容与国际标准ISO 6892-1：2009基本一致
GB/T228.1-2010与GB/T228-2002主要区别
增加了方法A应变速率控制方法；
修改了试验结果的数值修约方法；
将原始横截面积的最小值改为平均值； 符号变更； 增加了对于上、下屈服强度位置判定的基本原则； 增加了拉伸试验测量不确定度的评定方法；
硬度试验
拉伸试验
韧性试验
延性试验
疲劳试验
2.金属力学性能基本概念
力学性能
强度 成形性 刚度 韧性 耐久性
•拉伸 •屈服 •压缩 •弯曲 •剪切 •蠕变
• 延伸率 • 断面收缩率 • 弯曲曲率
• 模量 • 弯曲模量
• 冲击强度 • 缺口敏感性
•磨损阻力 •疲劳强度
金属的服役性能与力学性能相关
拉伸试验 冲击试验 硬度试验
4、拉伸应力-应变曲线
使用电子万能试验机对材料进行拉伸，由电脑记录下实验过程中的应力与应变，并绘制成曲线。 对于不同的材料，有不同的拉伸曲线。