金属材料拉伸试验试样标距与试验结果的影响研究

第２５卷第５期（总第１１７期）　Ｖｏ１．２５　Ｎｏ．５（ＳＵＭ　Ｎｏ．１　１７）　机械管理开发　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　２０１０年１Ｏ月　０ｃｔ．２０１０　

金属室温拉伸中拉伸速度对　

试验结果的影响　

王艳侠　

（中航工业洪都理化测试中心，江西南昌　３３００２４）　【摘要】通过测试４５钢棒和ＬＹ１２铝棒在不同夹头移动速度和不同应力速度情况下的Ｖ—Ｒｍ、Ｖ—Ａ曲线来了解金　属室温拉伸速度对力学性能数据影响的规律及程度的材料性能数据的准确测定提供借鉴”ｊ。　【关键词】试验；夹头移动速度；应力速度　【中图分类号】ＴＢ３０２．３　【文献标识码】Ａ　【文章编号】　１００３—７７３Ｘ（２０１０）０５—００９５—０２　

０引　言　

力学性能测试是通过各种力学试验和相应测量求　

得各种性能判据（指标）的实验技术。研究材料的力学　

性能，从理论上说是要确立材料成分、组织结构号ｌ生能　

之问的关系，而从实践上则是评定构件于不同复杂受　载条件下变形过程中材料行为。无论设计新产品，还　

是改进老产品，都有材料和计算截面尺寸的问题。选　

材的主要依据是材料的使用性能、工艺性能和经济Ｉ生，　

其中使用性能是必须满足的，而力学性能则是主要的　

使用性能。对于一般的构件，只有满足特定的力学性　

能要求，才有可能保证零件正常运转和经久耐用。设　计计算零件的危险截面尺寸或校核安全系数以及安全　

寿命设计的许用应力，也要根据正确的力学性能数据　

给出。对于构件的设计，选用哪种材料为最合适，则材　

料的力学性能就是考虑主要项目之一。因此研制新材　

料、变革老工艺、选择代用材料、改进材料质量、最大限　

度发挥材料的潜力、进行机械构件的失效分析等，都与　

材料的力学性能密切相关ｔ　。　

材料力学性能是材料在力作用下所显示与弹性和　

非弹性反应相关或涉及应力一应变关系的性能。材料　

力学性能高低，表征材料抵抗各种损伤作用能力的大　

小，是评定材料质量的主要判据，也是材料制件设计时　

金属材料拉伸试验的影响因素包括以下几个方面：

1. 试样制备：试样的制备对拉伸试验的结果有很大的影响。试样的形状、尺寸、精度和制备方法等都会对试验结果产生影响。在试样制备过程中，应该采用正确的制备方法，保证试样的尺寸精度和表面质量。

2. 试验机：试验机的精度和灵敏度对拉伸试验的结果也有影响。试验机的误差和灵敏度不高会导致试验结果不准确。因此，在进行拉伸试验时，应该选择合适的试验机，并确保其精度和灵敏度符合要求。

3. 夹具：夹具的精度和稳定性也会对拉伸试验的结果产生影响。夹具的误差和不稳定会导致试验结果失真。因此，在进行拉伸试验时，应该选择合适的夹具，并确保其精度和稳定性符合要求。

4. 环境温度：环境温度对金属材料的拉伸性能也有影响。在不同的温度下，金属材料的拉伸性能会有所不同。因此，在进行拉伸试验时，应该确保环境温度的稳定性和恒定性。

5. 人员操作：人员的操作技能和经验也会对拉伸试验的结果产生影响。操作人员的误操作或不当处理会导致试验结果出现偏差。因此，在进行拉伸试验时，操作人员应该具备相应的技能和经验，并严格按照规定的操作程序进行处理。

针对以上影响因素，可以采取以下控制策略：

1. 试样制备：采用正确的制备方法，保证试样的尺寸精度和表面质量。试样的形状、尺寸、精度和制备方法等应该符合标准要求。

2. 试验机：选择合适的试验机，并确保其精度和灵敏度符合要求。在试验前应该对试验机进行检查和校准，确保其测量准确度和稳定性。 3. 夹具：采用稳定的夹具，确保夹具的精度和稳定性符合要求。在试验前应该对夹具进行检查和校准，确保其能够正确地夹持试样。

4. 环境温度：保持环境温度的稳定性和恒定性。在试验前应该对环境温度进行检查和控制，确保其符合标准要求。

5. 人员操作：操作人员应该具备相应的技能和经验，并严格按照规定的操作程序进行处理。在试验前应该对操作人员进行培训和考核，确保其能够正确地操作和处理试样。

影响金属材料拉伸试验检测结果的主要因素分析

在拉伸试验过程中，金属材料理论上不仅包含许多内容，而且在实际测试过程中，它们需要一系列操作过程来确保整个操作过程的完整性，并确保它们不受外部因素的影响。因此，在试验前，有必要弄清楚原因和影响因素，包括规定的具体内容。

标签：金属材料；拉伸试验；检测结果；主要因素

金属力学性能测试是评估和测试金属产品质量的重要方法。但是，在实际拉伸试验过程中，一些外部因素往往会干扰数据，从而影响数据的准确性。因此，本文对金属材料拉伸试验结果的主要影响因素进行了讨论和分析。

1试样制作

在样品测试过程中，拉伸试验中存在方向差异，导致金属拉伸试验受到断裂后拉伸速率，屈服强度，拉伸强度等主要参数的影响，标本开始出现问题。在水平取样时，所有操作程序必须按照相关规定进行。虽然产品的伸长率不符合标准，但平行轧制方向的机械性能良好，纵向机械性能不符合相关标准。为解决上述问题，首先，在取样前，样品粗糙应加热，变形，硬化等预防过程，因为它们会影响机械性能；其次，当切割样品粗糙时，应留出一定的处理空间用于样品粗加工。储备空间应大于20毫米。另外，在样品粗加工过程中，应尽可能消除热处理和冷处理的硬化部分，以免影响测定因素，保证数据的准确性。最后，通过汽车，铣削，刨削，磨削等工艺将样品加工成样品。

2测试仪器

在测量过程中，测量仪器的精度必须符合相关标准。测量内容包括切割后的截面尺寸和截面尺寸。其中，分辨率是影响测量结果的重要因素之一。测量工具和仪器必须符合国家标准。

3夹持法

第一，金属材料的拉伸试验通常采用夹紧方法。在夹紧试验中，如果样品不稳定，则不能正常进行试验，因为夹紧稳定性代表误差的大小。因此，如果样品保持不稳定，实验数据的误差很大，金属材料上的应力会集中，导致金属材料断裂，整个实验都会失败。第二，假设装载轴与试样中心的位置不同，偏心载荷只会增加曲率。但是，通常不允许样品偏心，因为它很容易导致样品偏差。第三，如果选择的拉力夹具不及时，它还会在一定程度上增加额外的弯曲应力，从而导致最终数据的误差。当然，不正确地夹紧样品可能导致滑动和断裂，数据可能太低，或者数据可能不正确。第四，偏心载荷通常发生在夹紧试样形状，加载系统和非材料试样的过程中。因此，除了适当减少偏心效应外，还应严格执行相关标准。

金属材料拉伸试验试样标距的确定

金属材料的拉伸试验是材料性能测定的最为常用的试验，然而拉伸试验所用试样的尺寸有很多种。有比例试验、非比例试样，标距有50mm、80mm、100mm、200mm，钢材的形状又有很多种，从截面上来说有矩形、方形、圆形、管形以及各种型材等。标距对试验结果，尤其是延伸率有较大的影响，那么这个标距该如何确定呢？

由于金属材料的塑性变形由线性和非线性两部分组成，所以材料的延伸率在横截面积一定的情况下随着标距的不同而不同，因此要测定钢材的延伸率，试样的标距一定要按照标准规定，这样测出的结果才有可比性。有专家研究，同样的材料在相同的截面积下，将试样加工成不同的标距进行拉伸试验，结果表明原始标距越长，断后伸长率越小，反之则越大。下图为材料的标距与断面伸长率的关系。

关于拉伸试验国内外相关的标准如下：GB/T 228.1：2010；ASTM

E 8：2013；JIS Z 2241：2011；ISO 6892-1：2009。其中我国现行的GB/T 228.1：2010是等效采用了ISO 6892：1998《金属材料-室温拉伸试验》的基础上历经几次修订后形成的。

我国标准GB/T 228.1：2010关于试样的具体要求分别有4个规范性附录，具体如下：

附录编号 附录名称

附录B 厚度0.1mm~<3mm薄板和薄带使用的试样类型

附录C 直径或厚度小于4mm线材、棒材和型材使用的试样类型

附录D 厚度等于或大于3mm板材和扁材以及直径或厚度等断后伸长率变化曲线图 于或大于4mm线材、棒材和型材使用的试样类型

附录E 管材使用的试样类型

下面以板材为例进行说明。我国标准GB/T 228.1：2010中关于矩形截面形状试样标距的规定按钢板厚度分为小于3mm（附录B）和大于等于3mm（附录D）两种要求，总结如下：

1、矩形截面非比例试样(常用)见表1，单位为mm

2、厚度3mm以下的薄板比例试样见表2，单位为mm