金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法
金属材料室温拉伸试验方法
1．范围
本标准规定了金属材料拉伸试验方法的原理、定义、符号和说明、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。
本标准适用于金属材料室温拉伸性能的测定。但对于小横截面尺寸的金属产品，例如金属箔，超细丝和毛细管等的拉伸试验需要协议。
2 环境要求
除非另有规定，试验一般在室温10℃-35℃范围内进行。对温度要求严格的试验，试验温
度应为23℃士5℃。
3 设备要求
万能材料试验机应按照GB/T16825进行检验，并应为1级或优于1级准确度。
4 一般要求
试样的形状与尺寸取决于要被试验的金属产品的形状与尺寸。通常从产品、压制坯或铸锭切取样坯经机加工制成试样。但具有恒定横截面的产品〔型材、棒材、线材等)和铸造试样(铸铁和铸造非铁合金)可以不经机加工而进行试验.
试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。
试样原始标距与原始横截面积有Lo＝k关系者称为比例试样。国际上使用的比例系数k的值为5.65。原始标距应不小于15 mm。当试样横截面积太小，以致采用比例系数k为5.65 的值不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的值(优先采用11.3的值)或采用非比例试样。非比例试样其原始标距(Lo)与其原始横截面积(S。)无关。
5 原始横截面积(S。)的测定
应根据测量的试样原始尺寸计算原始横截面积(也可以查相应技术规范)，并至少保留4位有效数字。
6 原始标距(Lo)的标记
应用小标记、细划线或细墨线标记原始标距，但不得用引起过早断裂的缺口作标记。
对于比例试样，应将原始标距的计算值修约至最接近5mm的倍数，中间数值向较大一方修约。原始标距的标记应准确到土1%。
如平行长度(Lo)比原始标距长许多，例如不经机加工的试样，可以标记一系列套叠的原始标距。有时，可以在试样表面划一条平行于试样纵轴的线，并在此线上标记原始标距。
7 试验步骤
7．1检查原材尺寸，在截取的相当长度原材上标明标距5.65 (相隔5mm的连续冲击点，计Lo)。
7．2 开机，揿下点动开关将母材夹持在相应量程的数显式万能试验机上，其夹持长度不少于夹头深度的3/4。
7．3 关闭回油阀，打开送油阀。试验机夹头的分离速率应尽量保持恒定，并使其应力速率控制在6-60MP/s。同时还需在相应阶段控制其应变速率。
7．4一直施加试验力，直至原材断裂。读取屈服力（Fe）和最大试验力（Fm），立即打开回油，同时关闭送油阀，将试样取出。
7．5 量取标距为5.65的断后标距Lu。
7．6 根据试验结果计算相应指标。
8 原材拉伸试验结果处理
伸长率A=（Lu—Lo）/Lo
屈服强度Rel=Fe/So
抗拉强度Rm=Fm/S0
9 性能测定结果数值的修约
试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，应按照表1的要求进行修约。修约的方法按照GB/T 8170。
10试验结果评定
10．1 试验出现下列情况之一其试验结果无效，应重做同样数量试样的试验。
a) 试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上，而且断后伸长率小于规定最小值;
b) 试验期间设备发生故障，影响了试验结果。
10.2 试验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金缺陷(例如分层、气泡、夹渣、缩孔等)，应在试验记录和报告中注明。
实验一 金属材料的拉伸实验 拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。 一．实验目的 1.测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力s σ和抗拉强度b σ。 2.测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。 3.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。 4.绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。 二．实验仪器、设备 1.电子万能试验机(或液压万能材料试验机)。 2.钢尺。 3.数显卡尺。 三、实验试样 按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。 夹持 过渡 (a) (b) 图1-1 试件的截面形式 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（l ）。标距（l 0）是待测部分的主体，其截面积为A 0。按标距（l 0）与其截面积（A 0）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。按国家标准GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表1-1。 四．实验原理 （一）塑性材料弹性模量的测试：
在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ，也叫杨氏模量。因此金属材料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。 测定材料弹性模量E 一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为： EA PL L ?= ? 若已知载荷ΔF 及试件尺寸，只要测得试件伸长ΔL 或纵向应变即可得出弹性模量E 。 ε ???=???= 1 )(000A P A L PL E 本实验采用引伸计在试样予拉后，弹性阶段初夹持在试样的中部，过弹性阶段或屈服阶段，弹性模量E 测毕取下，其中塑性材料的拉伸实验不间断。 （二）塑性材料的拉伸（低碳钢）： 图1-2所示是典型的低碳钢拉伸图。 当试样开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的曲线斜率较小，它并不反映真实的载荷—变形关系；载荷加大后，滑动消失，材料的拉伸 进入弹性阶段。 σ 1-2b 典型的低碳钢拉伸图 低碳钢的屈服阶段通常为较为水平的锯齿状（图中的B’-C 段），与最高载荷B’对应的应力称上屈服极限，由于它受变形速度等因素的影响较大，一般不作为材料的强度指标；同样，屈服后第一次下降的最低点也不作为材料的强度指标。除此之外的其它最低点中的最小值（B 点）作为屈服强度σs ： σs = A P SL 当屈服阶段结束后（C 点），继续加载，载荷—变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。若在这一阶段的某一点（如D 点）卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。此时立即再加载，则加载曲线沿原卸载曲线上升到D 点，以后的曲线基本与未经卸载的曲线重合。可见经过加载、卸载这一过程后，材料的比例极限和屈服极限提高了，而延伸率降低了，这就是冷作硬化。 随着载荷的继续加大，拉伸曲线上升的幅度逐渐减小，当达到最大值（E 点）Ｒm 后，试样的某一局部开始出现颈缩，而且发展很快，载荷也随之下降，迅速到达F 点后，试样断裂。材料的强度极限σb 为：
《金属材料室温拉伸试验方法》GBT228-2002实施要点2006-11-04 15:061 引言 国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》已于2002年颁布实施。这一新国家标准是合并修订国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》三个标准为一个标准，它等效采用了国际标准ISO6892：1998《金属材料室温拉伸试验》，也是GB/T228第三次修订。GB/T228-2002包括的技术内容和要求与原三个标准有较大的不同，尤其在性能名称和符号、抗拉强度定义、试验速率、性能结果数值的修约方面变动较大。而且，新标准中增加了引用标准和关于试验方法准确度方面阐述的内容。为了更好地贯彻实施GB/T228-2002，将该标准的要点和实施中需注意之点说明如下。 2 GB/T228-2002标准的适用范围 标准适用于金属材料（包括黑色和有色金属材料，但不包括金属构件和零件）室温拉伸性能的测定，试样或产品的横截面尺寸≦0.1mm。对于小横截面尺寸的金属产品，例如金属箔、超细丝和毛细管等的拉伸试验需要双方协议。其原因在于：①横截面小的产品，按照标准中建议的量具分辨力要求不能满足附录A和附录C规定横截面测定准确度在±1%和±2%以内的要求。②试样标距采用常规的划细线、打小冲点等方法进行标记不可行。③常用的引伸计不适用于此类型产品试样的试验。试样的夹持方法需要特殊夹头等。 3 室温的温度范围 标准中规定室温的温度范围为10-35℃，超出这一范围不属于室温。对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而采用更严格的温度范围试验时，应采用23±5℃的控制温度。上述10-35℃的温度范围实质是指容许的试样温度范围，只要试样的温度是在这规定的室温范围内便符合标准要求。 4 标准中的引用标准 标准中的第二章引用了6个国家标准，即： GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备（eqv ISO377：1997） GB/T8170-1987数值修约规则 GB/T12160-2002单轴试验用引伸计的标定（idt ISO9513：1999） GB/T16825-1997拉力试验机的实验（idt ISO7500—1：1986） GB/T17600.1—1998钢的伸长率换算第1部分：碳素钢和低合金钢（eqv ISO2566—1：1984）GB/T17600.2—1998钢的伸长率换算第2部分：奥氏体钢（eqv ISO2566—2：1984） 标准中通过注日期引用的这6个国家标准是构成GB/T228—2002标准本身不可缺少的部分，应遵照被引用的6个标准中的相关规定和要求，其中被引用的5个标准分别等同和等效相应的国际标准。目前，GB/T8170—1987《数值修约规则》还没有相对应的国际标准。 5 性能和术语定义 5．1性能定义 为了与国际接轨，性能的定义按照国际标准的规定。与原GB/T228—1987相比较，屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异，其他性能的定义无实质性差异。 新标准将抗拉强度定义为相应最大力（Fm）的应力，而最大力（Fm）定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力；对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。按照这一定义，如图1所示的拉伸曲线，最大力应为曲线上的B点，而不是旧标准中的取其A点的力（上屈服力）计算抗拉强度。 新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同，前者是泛指上、下屈服强度性能；而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能，也特指单一屈服状态的屈服点性能（ζs）。因为新标准已将旧标准中的屈服点性能ζs归入为下屈服强度ReL（见标准中的图2d）。所以，新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能（ζs）相对应的性能定义。也就是说新标
金属材料拉伸试验标准试样类型及尺寸 编制： 审核：________________________ 批准：生效日期:
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1.0 本文件规定了常温下金属材料拉伸试验标准试样的类型，形状及其尺寸测量。 2.0范围 适用于本公司常温下金属材料的拉伸试验所需的比例试样制备。 3.0规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 3.1GB/T 2975钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备 3.2GB/T 8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 3.3GB/T 10623金属材料力学性能试验术语 4.0术语和定义 4.1试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试样的材料或部分材料。 4.2标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 4.3原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 4.4断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 4.5平行长度parallel length 试样两头部或加持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。 4.6断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量（S0-S u）与原始横截面积（S0）之比的百分率。 S o-S u Z0=S- S-X100% S0 5.0符号和说明 与试样相关的符号及说明如下:
金属材料-拉伸试验-标准试样类型及尺寸
金属材料拉伸试验标准试样类型及尺寸
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1.0 目的 本文件规定了常温下金属材料拉伸试验标准试样的类型，形状及其尺寸测量。 2.0 范围 适用于本公司常温下金属材料的拉伸试验所需的比例试样制备。 3.0 规范性应用文件
下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 3.1 GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置和试样制备 3.2 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 3.3 GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语 4.0 术语和定义 4.1 试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试样的材料或部分材料。 4.2 标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 4.3 原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 4.4 断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 4.5 平行长度parallel length 试样两头部或加持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。 4.6 断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量（S 0-S u ）与原始横截面积（S 0）之比的百分率。 U S -S =100%Z X S 5.0 符号和说明 与试样相关的符号及说明如下：
金属材料拉伸试验的标准试验方法 1范围 1.1 本方法适用于室温下任何形状的金属材料的拉伸试验。特别是对于屈服强度、屈服点延伸率、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定。 1.2 对于圆形试样，标距长度等于直径的4倍【E8】或5倍【E8M】（对于E8和E8M，试样的标距长度是两个标准的最大区别，其他技术内容是一致的）。用粉末冶金（P/M）材料制成的试样无此要求，以保持工业要求的材料的压力至规定的设计面积和密度。 1.3 除本方法规定外，可对特殊材料制定单独的技术规范及试验方法，例如：试验方法和定义A370，试验方法B557，B557M。 1.4 除非另有规定，室温应定为10—38℃。 1.5 国际单位(SI)和英制单位相互独立，两个单位体系的数值并不完全相等，因此，它们应该独立使用。两个单位体系结合使用得到的数值与标准不符合。 1.6 本标准并不涉及所有安全的问题，如果有，也是与它的用途有关。在使用本标准前制定适当的安全和健康规范，确定使用的规章制度是本标准使用者的责任。 2参考文件 2.1 ASTM标准： A 356/A 356M 铸钢、碳素钢、低合金钢、不锈钢、蒸汽锅炉钢的产品规范 A370 钢产品力学性能试验方法及定义 B557 锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法 B557M锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法(公制) E4 试验机的力学校验方法 E6 力学性能试验方法相关术语
E29 用标准方法确定性能所得试验数据的有效位数的推荐方法 E83 引伸计的的校验及分级方法 E345 金属箔拉伸试验的测试方法 E691 实验室之间探讨确定试验方法精确度的实施指南 E1012 拉伸载荷下试样对中方法的确定 E1856 试验机计算机数据分析处理系统的使用指导 3 术语 3.1 定义——在E6中出现的有关拉伸测试的名词术语均可以用在该拉伸试验方法中。另外需补充以下术语： 3.1.1 不连续屈服——轴向试验中，由于局部屈服，在塑性变形开始的地方观察到力的停滞或起伏（应力-应变曲线不一定出现不连续）。 3.1.2 断后延伸率——由于断裂，使得施加的力突然降低，在此之前测得的延伸率。很多材料并不出现力突然降低的情况，这时断后延伸率通过测量力减小到最大力的10%时的应变值获得。 3.1.3 下屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，不考虑瞬时效应的情况，不连续屈服过程中记录的最小应力。 3.1.4 均匀延伸率（EL U[%]）——在试样出现缩颈、断裂或者二者都出现之前，所承受最大力时材料的延伸率为均匀延伸率。 3.1. 4.1 说明：均匀伸长率包括弹性延伸率和塑性延伸率。 3.1.5 上屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，伴随不连续屈服首此出现的应力最大值（首次出现零斜率时的应力）； 3.1.6 屈服点延伸率（YPE）——轴向试验中，不连续屈服过程中上屈服点（应力斜率为0时的转换/临界点）所对应得应变与均匀应变硬化转折点之间的应变差（用百分比表示）。若均匀应变硬化转折点超出应变范围，则YPE的终点是(a)(b)两条直线与横轴的交点： (a)应力—应变曲线的不连续屈服段，通过最后一个零斜率点的水平正切线； (b)应力—应变曲线的均匀应变硬化段的正切线。 若在屈服的地方或附近没有出现斜率为零的点，则材料的的屈服点延伸率为0%。
实验一金属材料的拉伸 实验 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
实验一 金属材料的拉伸实验 拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。 一．实验目的 1.测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力s σ和抗拉强度b σ。 2.测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。 3.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。 4.绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。 二．实验仪器、设备 1.电子万能试验机(或液压万能材料试验机)。 2.钢尺。 3.数显卡尺。 三、实验试样 按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。 夹持 过渡 夹持 过渡 h 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（l ）。标距（l 0）是待测部分的主体，其截面积为A 0。按标距（l 0）与其截面积（A 0）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。按国家标准GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表1-1。 四．实验原理 （一）塑性材料弹性模量的测试： 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ，也叫杨氏模量。因此金属材料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。
拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数， 如 弹性模量、强度、塑性等。 一. 实验目的 1. 测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力 二s 和抗拉强度二b 。 2. 测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率 和断面收缩率’-：。 3. 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉 强度 ：「b 。 4. 绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形 式。 二. 实验仪器、设备 1. 电子万能试验机（或液压万能材料试验机）。 2. 钢尺。 3. 数显卡尺。 三. 实验试样 按照国家标准 GB6397 — 86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品 种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、 矩形截面试样、异形截面试样和不经机 加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准 GB6397 — 86。 图1-1试件的截面形式 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（ I ）。标距（I 0）是待测部分的主体，其截面 积为A 。。按标距（I 。）与其截面积（A o ）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例 试样。按国家标准 GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表 1-1。 表1-1 试样 标距 | I 。, (mm) 截面积A 0 ,(mm 2 ) 圆形试样直径 d （mm ） 延伸率 比例 长 11.3 J A 。或 10 d 任意 任意 短 5.65 JA 。或 5 d 四. 实验原理 （一）塑性材料弹性模量的测试: 实验 金属材料的拉伸实验 夹持过渡 (b
金属材料－拉伸试验-标准试样类型及尺寸
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金属材料拉伸试验标准试样类型及尺寸 编制: 审核： 批准： 生效日期：
受控标识处: 分发号： 发布日期:20１6年9月27日实施日期：２016年9月27日 制／修订记录 序号更改原因更改内容简述更改日期版本号备注1 新增程序2016-９-２7 A.0
1．0 目的 本文件规定了常温下金属材料拉伸试验标准试样的类型,形状及其尺寸测量。 2.０ 范围 适用于本公司常温下金属材料的拉伸试验所需的比例试样制备。 3.0 规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件,其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。 3.1 G Ｂ/T 29７5 钢及钢产品 力学性能试验取样位置和试样制备 3.2 ＧB ／T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 ３．3 GB/T 1０６2３ 金属材料 力学性能试验术语 4.0 术语和定义 4.1 试件/试样test p ｉec ｅ/s ｐｅｃｉme ｎ 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试样的材料或部分材料。 ４．2 标距g ａｕｇe leng ｔｈ 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 ４.3 原始标距ori ｇin ａl ｇau ｇe length 在施加试验力之前的标距长度。 4.4 断后标距final gau ｇe ｌen ｇth a ｆｔｅr f ｒａcture 试样断裂后的标距长度。 ４.5 平行长度parall ｅl l ｅｎg ｔh 试样两头部或加持部分（不带头试样)之间平行部分的长度。 4.6 断面收缩率per ｃe ｎtage redu ｃtio ｎ of a ｒea 断裂后试样横截面积的最大缩减量(S 0-S ｕ)与原始横截面积（Ｓ0)之比的百分率。 0U 00 S -S = 100%Z X S 5.0 符号和说明
lo小于25mm,为保证测量精度,亦可采用。 但在特殊情况下,根据产品标准或双方协议要求采用lo=4do或8do的试样时,亦应遵照执行。此时,对矩形试样,lo应分别等于根号Fo或根号Fo,对于脆性材料,亦可采用lo=。或根号Fo的试样。 定标距试样系原始标距lo与原始横截面积Fo或直径间do间无所述比例关系。其标距lo和平行长度l,应按有关标准或双方协议规定执行。 拉伸试样的分类 棒材试样 对棒材(包括方和六方形等),一般采用圆形试样,其平行部分直径通常为3～25mm。而各部分尺寸之允许偏差及表面加工粗糙度符合图1的和表2的规定。对钢、铜材通常采用do=10mm,lo=5do的比例试样,但有时为了考核产品的整体性能,也可取制do>25mm或尽可能大的圆形试样进行试验。通常铝材尺寸偏小,试样可按有关标准或
双方协议规定执行。对软金属,经双方同意,可采用较低表面粗糙度,但对高强材料,则要求高的加工表面粗糙度,直至抛光。 试样分为带头不带头的两种,仲裁试验时应采用前者,后者一般用于不宜或不经机加工而整拉的棒材。 板材试样 对厚、薄板材,一般采用矩形试样,其宽度根据产品厚度(通常为～25mm),采用10、、15、20、25和30mm六种比例试样,尽可能采用lo=而的短比例试样。试样厚度一般应为原轧制厚度,但在特殊情况下也允许多号用四面机加工的试样。通常试样宽度与厚度之比不大于421或821,其试样按表10规定散制,对铝钱材则一般可采用较小宽度。对厚度小于的薄板(带),亦可采用定标距试样。试样各部分允许机加工偏
差及侧边加工粗糙度应符合图2和表3的规定,对四面机加工的矩形试样,其机加工偏差应用于圆形试样,如表2所示。 根据有关标准要求,对厚钢板亦可取制垂直轧制面(Z向)的拉伸试样,此时应按钢板厚度及表2的规定,采用带头圆形试样为宜。必要时,可焊钢板于两端,以利夹持。对中、薄高强度板材,亦可采用头部带销孔的试样,以免其在拉伸过程中的卷曲现象。矩形试样分为带头和不带头的两种,带头试样两头部轴线与平行部分轴线间的偏差不得大于。仲裁试验时应采用带头试样。 管材试样
金属材料室温拉伸试验方法 GB/T 228-2002 金属材料室温拉伸试验方法 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T228-2002 eqv ISO 6892:1998 金属材料室温拉伸试验方法 Metallic materials——Tensile testing at ambient temperature 发布 GB/T228-2002 目次 前言Ⅲ ISO前言Ⅳ 1 范围1 2 引用标准1 3 原理1 4 定义1 5 符号和说明5 6 试样6 7 原始横截面积（So）的测定7 8 原始标距（Lo）标记7 9 试验设备的准确度7 10 试验要求8 11 断后伸长率（A）和断裂总伸长率（At）的测定8 12 最大力总伸长率（Agt）和最大力非比例伸长率（Ag）的测定9 13 屈服点延伸率（Ae）的测定9 14 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReL）的测定10 15 规定非比例延伸强度（Rp）的测定10 16 规定总延伸强度（Rt）的测定11 17 规定残余延伸强度（Rr）的验证方法11 18 抗拉强度（Rm）的测定11 19 断面收缩率（Z）的测定12 20 性能测定结果数值的修约14 21 性能测定结果的准确度14
22 试验结果处理15 23 试验报告15 附录A（标准的附录）厚度0.1mm～＜3 mm薄板和薄带使用的试样类型16 附录B(标准的附录)厚度等于或大于3mm板材和扁材以及直径或厚度等于或大于 4mm线材、棒材和型材使用的试样型17 附录C（标准的附表录）直径或厚度小于4mm线材、棒材和型材使作的试 样类型20 附录D（标准的附录）管材使用的试样类型21 附录E（提示的附录）断后伸长率规定值低于5%的测定方法24 附录F（提示的附录）移位方法测定断后伸长率24 附录G（提示的附录）人工方法测定棒材、线材和条材等长产品的最大力总伸长率25 附录H（提示的附录）逐步逼近方法测定规定非比例延伸强度（Rp）26 附录I（提示的附录）卸力方法测定规定残余延伸强度（Rr0。2）举例27 附录J（提示的附录）误差累积方法估计拉伸试验的测量不确定度28 附录K（提示的附录）拉伸试验的精密度—根据实验室间试验方案的结果31 附录L（提示的附录）新旧标准性能名称和符号对照34 GB/T228-2002 前言 本标准有效采用国际标准ISO 6892：1998《金属材料室温拉伸试验》。在主要技术内容上与ISO6892：1998相同，但部分技术内容较为详细和具体，编写结构不完全对应。补充性能测定结果数值的修约要求和试验结果处理。增加试样类型。删去附录F（提示的附录）计算矩形横截面试样原始标距用计算图尺；删去附录L（提示的附录）参考文献目录。增加附录H（提示的附录）逐步逼近方法测定规定非比例延伸强度（RP）；增加附录L（提示的附录）新旧标准性能名称和符号对照。 本标准合作并修订原国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》。对原标准在以下方面的技术内容进行了较大修改和补充： ——引用标准； ——定义和符号； ——试样； ——试验要求； ——性能测定方法； ——性能测定结果数值修约； ——性能测定结果准确度阐述。 自本标准实施之日起，代替GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》。 本标准的附录A∽D都是标准的附录。 本标准的附录E∽L都是提示的附录。 本标准由原国家冶金工业局提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会归口。
机械学基础实验 指导书 力学实验中心 金属材料的拉伸与压缩实验 1.1 金属材料的拉伸实验 拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。任何一种材料受力后都要产生变形，变形到一定程度就可能发生断裂破坏。材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中，不仅有一定的变形能力，而且对变形和断裂有一定的抵抗能力，这些能力称为材料的力学机械性能。通过拉伸实验，可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。例如：弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。除此而外，通过拉伸实验的结果，往往还可以大致判定某种其它机械性能，如硬度等。 我们以两种材料——低碳钢，铸铁做拉伸试验，以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。 这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图，及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。 试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响，就是同一材料由于试件的计算长度不同，其延伸率变动的范围就很大。例如： 对45#钢：当L 0＝10d 0时（L 0为试件计算长度，d 0为直径），延伸率A 10＝24~29%，当L 0＝5d 0时，A 5＝23~25%。 为了能够准确的比较材料的性质，对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。按国标GB/T228-2002、GB/P7314-2005的要求，拉伸试件一般采用下面两种形式： 图1-1 1. 10倍试件； 圆形截面时，L 0＝10d 0 矩形截面时，L 0＝11.30S 2. 5倍试件 圆形截面时，L 0＝5d 矩形截面时, L 0＝5.650S = 045 S d 0——试验前试件计算部分的直径；
金属材料拉伸试验的标准试验方法 1 范围 本方法适用于室温下任何形状的金属材料的拉伸试验。特别是对于屈服强度、屈服点延伸率、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定。 对于圆形试样，标距长度等于直径的4倍【E8】或5倍【E8M】（对于E8和E8M，试样的标距长度是两个标准的最大区别，其他技术内容是一致的）。用粉末冶金（P/M）材料制成的试样无此要求，以保持工业要求的材料的压力至规定的设计面积和密度。 除本方法规定外，可对特殊材料制定单独的技术规范及试验方法，例如：试验方法和定义A370，试验方法B557，B557M。 除非另有规定，室温应定为10—38℃。 国际单位(SI)和英制单位相互独立，两个单位体系的数值并不完全相等，因此，它们应该独立使用。两个单位体系结合使用得到的数值与标准不符合。 本标准并不涉及所有安全的问题，如果有，也是与它的用途有关。在使用本标准前制定适当的安全和健康规范，确定使用的规章制度是本标准使用者的责任。 2 参考文件 ASTM标准： A 356/A 356M 铸钢、碳素钢、低合金钢、不锈钢、蒸汽锅炉钢的产品规范 A370 钢产品力学性能试验方法及定义 B557 锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法 B557M锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法(公制) E4 试验机的力学校验方法
E6 力学性能试验方法相关术语 E29 用标准方法确定性能所得试验数据的有效位数的推荐方法 E83 引伸计的的校验及分级方法 E345 金属箔拉伸试验的测试方法 E691 实验室之间探讨确定试验方法精确度的实施指南 E1012 拉伸载荷下试样对中方法的确定 E1856 试验机计算机数据分析处理系统的使用指导 3 术语 定义——在E6中出现的有关拉伸测试的名词术语均可以用在该拉伸试验方法中。另外需补充以下术语： 3.1.1 不连续屈服——轴向试验中，由于局部屈服，在塑性变形开始的地方观察到力的停滞或起伏（应力-应变曲线不一定出现不连续）。 3.1.2 断后延伸率——由于断裂，使得施加的力突然降低，在此之前测得的延伸率。很多材料并不出现力突然降低的情况，这时断后延伸率通过测量力减小到最大力的10%时的应变值获得。 3.1.3 下屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，不考虑瞬时效应的情况，不连续屈服过程中记录的最小应力。 3.1.4 均匀延伸率（EL [%]）——在试样出现缩颈、断裂或者二者都出现之前， U 所承受最大力时材料的延伸率为均匀延伸率。 3.1. 4.1 说明：均匀伸长率包括弹性延伸率和塑性延伸率。 3.1.5 上屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，伴随不连续屈服首此出现的应力最大值（首次出现零斜率时的应力）； 3.1.6 屈服点延伸率（YPE）——轴向试验中，不连续屈服过程中上屈服点（应力斜率为0时的转换/临界点）所对应得应变与均匀应变硬化转折点之间的应变差（用百分比表示）。若均匀应变硬化转折点超出应变范围，则YPE的终点是(a)(b)
金属的拉伸实验一 一、实验目的 1、测定低碳钢的屈服强度二S、抗拉强度匚b、断后延伸率「?和断面收缩率'■ 2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（ F —「丄曲线） 3、分析低碳钢的力学性能特点与试样破坏特征 二、实验设备及测量仪器 1、万能材料试验机 2、游标卡尺、直尺 三、试样的制备 试样可制成圆形截面或矩形截面，采用圆形截面试件，试件中段用于测量拉伸变形，其 长度I。称为“标矩”。两端较粗部分为夹持部分，安装于试验机夹头中，以便夹紧试件。试验表明，试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大，为了能正确地比较材料力学性能，国家对试件的尺寸和形状都作了标准化规定。直径d0= 20mm ,标矩 I。=2O0nm（k 1 0或I0 =100mm（l0 =5d0）的圆形截面试件叫做“标准试件”，如因原 料尺寸限制或其他原因不能采用标准试件时，可以用“比例试件”。 四、实验原理 在拉伸试验时，禾U用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图2-11所示的F —△L曲线。图中最初阶段呈曲线，是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点，作为其坐标原点。拉伸曲 线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系，可由该图形的状态来判断材 料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。但同一种材料的 拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点 便于比较，以消除试样几何尺寸的影响，可将拉伸曲线图的纵坐标（力F）除以试样原始横 截面面积并将横坐标（伸长△ L）除以试样的原始标距I。得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力一应变曲线或R —；曲线，如图2 —12所示。从曲线上可以看出，它与拉伸 图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。 爲一上屈服力：①一下屈服力'厂最尢力；叫一断裂后塑性伸恰业一彈性佃长 團2—11低碳钢拉伸曲线 拉伸试验过程分为四个阶段，如图2—11和图2-12所示。 （1 ）、弹性阶段OC。在此阶段中拉力和伸长成正比关系，表明钢材的应力与应变为线性关系，完全遵循虎克定律，如图2-12所示。若当应力继续增加到C点时，应力和应变的关系不再是线性关系，但变形仍然是弹性的，即卸除拉力后变形完全消失。
实验四金属材料的拉伸实验（二）一．实验目的 1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σ s ，强度极限σ b ，延伸率δ和断面 收缩率ψ。 2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σ b 。 3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的特征。 4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。 5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。 二．仪器设备 1．微机控制电子万能材料试验机 2．数显游标卡尺 三．试件 在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。国家标准规 定比例试件应符合以下关系：L0=K A。对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。即直径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。本试验采用L0=10d0的比例试件。 图 3-4-1 四．测试原理
实验时，实验软件能够实时的绘出实验时力与变形的关系曲线，如图3-4-2所示。 图3-4-2 1．低碳钢拉伸 ⑴．弹性阶段 弹性阶段为拉伸曲线中的OB段。在此阶段，试件上的变形为弹性变形。OA段直线为线弹性阶段，表明载荷与变形之间满足正比例关系。接下来的AB段是一非线弹性阶段，但仍满足弹性变形的性质。 ⑵．屈服阶段 过弹性阶段后，试件进入屈服阶段，其力与曲线为锯齿状曲线BC段。此时，材料丧失了抵抗变形的能力。从图形可看出此阶段载荷虽没明显的增加，但变形继续增加；如果试件足够光亮，在试件表面可看到与试件轴线成45°方向的条纹，即滑移线。在此阶段试件上的最小载荷即为屈服载荷P s. ⑶．强化阶段 材料经过屈服后，要使试件继续变形，必须增加拉力，这是因为晶体滑移后增加了抗剪能力，同时散乱的晶体开始变得细长，并以长轴向试件纵向转动，趋于纤维状呈现方向性，从而增加了变形的抵抗力，使材料处于强化状态，我们称此阶段为材料的强化阶段（曲线CD部分）。强化阶段在拉伸图上为一缓慢上升的曲线，若在强化阶段中停止加载并逐步卸载，可以发现一种现象——卸载规律，卸载时载荷与伸长量之间仍遵循直线关系，如果卸载后立即加载，则载荷与变形之间基本上还是遵循卸载时的直线规律沿卸载直线上升至开始卸载时的M点。我们称此现象为冷作硬化现象。从图可知，卸载时试件的伸长不能完全恢复，还残留了OQ一段塑性伸长。 ⑷．颈缩阶段 当试件上的载荷达到最大值后，试件的变形沿长度方向不再是均匀的了，在试件某
目次 1 适用范围....................................................................................... .................................... . １ 2 规范性引用文件................................................................................................................ .... １ 3术语和定义............................................................................................................................... １ 4 符号和说明 (2) 5原理........................................................................................................................ ............. . (8) 6 试样 (18) 6.1形状及尺寸..................................................................................................... .. (18) 6.2试样种类............................................................................................... ......... . (18) 6.3试样加工..................................................................................................... .. (19) 7 原始横截面积的测定 (21) 8 原始标距的标记 (21) 9 试验设备的准确度 (22) 9.1试验机 (22) 9.2延伸计 (22) 10 试验条件 (22) 10.1试验零点的设定 (22) 10.2试样夹持方法 (22) 10.3试验速度 (23) 11 上屈服强度的测定 (24) 12 下屈服强度的测定 (25) 13 规定塑性延伸强度的测定 (25) 14 规定总延伸强度的测定 (25) 15 规定残余延伸强度的验证和测定 (25) 16 屈服点延伸率的测定 (26) 17 最大力塑性延伸率的测定 (26) 18 最大力总延伸率的测定 (26) 19 断裂总延伸率的测定 (26) 20 断后伸长率的测定 (27) 21 断面收缩率的测定 (28) 22试验报告 (28) 23测量不确定度 (29) 23.1一般 (29) 23．2试验条件 (29) 23.3试验结果 (29) 附录A(参考附录)计算机控制拉伸试验机使用的建议 (30) 附录B（规范性附录）厚度0.1mm～<3mm 薄板和薄带使用的试样类型 (31) 附录C(规范性附录)直径或厚度小于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (34) 附录D(规范性附录)厚度等于或大于3mm 板材和扁材以及直径或厚度等于或大于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (35) 附录E (规范性附录)管材使用的试样类型 (43) 附录F(参考附录)考虑试验机柔度估计的横梁分离速率 (46)
实验一金属材料的拉伸实验 拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数， 如 弹性模量、强度、塑性等。 一. 实验目的 1. 测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力 二s 和抗拉强度二b 。 2. 测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率 和断面收缩率＜。 3. 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度 ；「b 。 4. 绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形 式。 二. 实验仪器、设备 1. 电子万能试验机（或液压万能材料试验机）。 2. 钢尺。 3. 数显卡尺。 三. 实验试样 按照国家标准 GB6397— 86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、 规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、 矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工 的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准 GB6397— 86。 (a) (b) 图1-1试件的截面形式 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（ I ）。标距（I 0）是待测部分的主体，其截面 积为A o 。按标距（I o ）与其截面积（A o ）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试 样。按国家标准GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表 1-1。 试样 标距 I I o , (mm) 截面积A, (mrr ) 圆形试样直径 d （mm ） 延伸率 比例 长 11.3 你0 或 10 d 任意 任意 短 5.65 J A0 或 5 d 夹持过渡
四.实验原理 （一）塑性材料弹性模量的测试： 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的 比例常数就是材料的弹性模量E,也叫杨氏模量。因此金属材料拉伸时弹性模量E地测定是 材料力学最主要最基本的一个实验。 测定材料弹性模量 E 一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为： EA o 若已知载荷△ F及试件尺寸，只要测得试件伸长△ L或纵向应变即可得出弹性模量E。 A PL° A P 1 E 二△（△L）A0 A0也名 本实验采用引伸计在试样予拉后，弹性阶段初夹持在试样的中部，过弹性阶段或屈服阶段，弹性模量E测毕取下，其中塑性材料的拉伸实验不间断。 （二）塑性材料的拉伸（低碳钢）：图1-2所示是典型的低碳钢拉伸图。 当试样开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的 力称上屈服极限，由于它受变形速度等因素的影响较大，一般不作为材料的强度指标；同样， 屈服后第一次下降的最低点也不作为材料的强度指标。除此之外的其它最低点中的最小值（B 点）作为屈服强度二s： A o 当屈服阶段结束后（C点），继续加载，载荷一变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。若在这一阶段的某一点（如D点）卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。此时立即再加载，则加载曲线沿原卸载曲线上升到D点，以后的曲线基本与未经卸 载的曲线重合。可见经过加载、卸载这一过程后，材料的比例极限和屈服极限提高了，而延 伸率降低了，这就是冷作硬化。 随着载荷的继续加大，拉伸曲线上升的幅度逐渐减小，当达到最大值（E点）R m后，
金属室温拉伸力学性能的测定 主讲教师：
一、实验目的 1．掌握金属材料屈服强度σs 、抗拉强度σb 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ的测 试方法。 2．了解用引伸仪测定金属材料弹性模量E的方法。
二、实验原理 拉伸实验是用拉力拉伸试样，一般拉至断裂，以测定材料的一项或几项力学性能。常温下的拉伸实验是测定材料力学性能的基本实验，可用以测定弹性常数E 和泊松比μ，屈服强度σs （上屈服强度或下屈服强度），规定非比例延伸强度，如σp0.2，抗拉强度σb ，断后伸长率δ和断面收缩率ψ等，这些力学性能指标都是工程设计的重要依据。
二、实验原理 1. 弹性模量E 的测定 弹性模量是应力低于比例极限时应力与应变的比值，即1 0Fl E A l σε==?
为检查载荷与变形的关系是否符合虎克定律，减少测量误差，试验一般用等增量法加载，即把载荷分成若干相等的加载等级ΔF （图1(a)），然后逐级加载。为保证应力不超出比例极限，加载前先估算出试样的屈服载荷，以屈服载荷的70%-80%作为测定弹性模量的最高载荷F n 。此外，为使试验机夹紧试样，消除引伸仪和试验机机构的间隙，以及开始阶段引伸仪刀刃在试样上的可能滑动，对试样应施加一个初始载荷F 0，F 0可取为屈服载荷的10%，从F 0到F n 将载荷分成n 级，且n 不小于5，于是 (n ≥5) 0n F F F n -?=
例如低碳钢的下屈服强度σs =300MPa ，试样直径d =10mm ，则 实验时，从F 0到F n 逐级加载，载荷的每级增量ΔF 。对应着每个载荷F i (i =1，2，…，n )，记录下相应的伸长Δl i ，Δl i +1与Δl i 的差值即为变形增δ(Δl )i ，它是ΔF 引起的伸长增量。在逐级加载中，若得到的各级δ(Δl )i 基本相等，就表明Δl 与F 成线性关系，符合虎克定律。完成一次加载过程，将得到F i 和Δl i 的一组数据，按线性拟合法求得： 2180%188504 n s F d N N πσ=??=2110%23564n s F d N N πσ=??=(取为18KN 或19KN)(取为3KN 或4KN)