JIS-Z-2241：2011金属材料拉伸试验方法

金属材料室温拉伸试验方法1 试样原始横截面积的测量1．1 测量的准确度要求要求测量出最小原始横截面积〔So〕。

以实测的横截面尺寸计算试样原始横截面积。

除非相关产品标准或协议另有规定，不采用标称截面积。

测量准确度要求：薄板和薄带用矩形试样：横截面积准确度W±2%不经机加工试样：横截面积准确度W±1%机加工圆形和矩形试样：每个横截面积尺寸准确度W±0.5%机加工弧形试样和环形度样〔圆管段试样〕：横截面积准确W±1%1．2 量具或尺寸测量仪器的选择试样横截面积测定的准确性受多种因素的影响，而量具的分辨力是主要因素之一。

建议按照标准中表3的要求选择量具或尺寸测量仪器的测量分辨力，以使面积测定准确度有保证。

按照国家计量标准JJG1001-1991的定义，分辨力［resolution〕定义为：“指示装置对紧密相邻量值有效分辨的能力。

注：一般认为模拟式指示装置的分辨力为标尺分度值的一半，数字式指示装置的分辨力为末位数的一个字码”例如，卡尺的游标分度值为0.02mm ,则其分辨力为0.01mm。

1．3 测量部位和方法〔1〕对于圆形横截面积的试样，在其标距的两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径，取其平均直径计算面积，取三处测量得的最小值为试样的原始横截面积。

〔2〕对于矩形和弧形横截面试样，在其标距的两端及中间三处横截面上测量厚度〔或壁厚〕和宽度，取三处测得的最小横截面积为试样的原始横截面积。

〔3〕对于环形横截面试样〔圆管段试样〕，在其一端相互垂直的方向测量外直径和四处的壁厚，以平均外径和平均壁厚计算的横截面积为试样的原始横截面积。

1．4 称重方法测定原始横截面积具有名义上恒定横截面的试样，可以用称重方法测定其横截面积。

但这种方法测定的是平均横截面积，因此建议在报告中注明为称重方法测定。

试样长度测量准确度：W±0.5%试样质量测定准确试：W±0.5%试样的材料密度：至少取3位有效数字1．5 原始横截面积的计算值因为原始横截面积数值是中间数据，不是试验结果数据，所以，如果必须计算出原始横截面积的值时，其值至少保留4位有效数字。

金属材料拉伸试验(能力验证)细则1、标准试样的处理1.1.收到标准试样后一定要精确测量其实际直径,量具应符合GB/T228-2002标准中的规定,建议使用最小分辨率为0.02mm的游标卡尺,这时可读出最小分辨率的位数,而没有必要进行估读。

1.2.原始标距一定要准确可靠,建议先用签字笔做好标记,然后使用小裁纸刀在试样表面轻刻出划痕,划痕长度不应超过1/4试样周长(原因见3.4),选择划痕中与试样轴向垂直程度最好的部位,再用签字笔进行标记,签字笔划线的长度最好不超过1mm,以避免由于标距不平行造成的测量偏差。

1.3.因为缺乏适合的夹具,在试验中使用了葛洲坝实验室加工的套筒作为夹头。

在试验过程中,由于螺口咬合、试验机同轴度等多方面的原因,会出现试样紧夹在套筒中,难于拧出的问题,这时千万不可使用老虎钳等工具强行拧出,以避免损害试样,建议采用下述做法:手持试样,用一硬物轻轻敲打套筒,一般轻敲数次后即可顺利拧出。

2、试验机和引伸计的检验按照GB/T228-2002所引述的各项标准检验。

3、试验过程3.1.选用11#WAW-Y500试验机;选用标距50mm,满量程位移5mm电子引伸计;选用济南厂配套试验软件。

3.2.在软件中选择X-Y试验方式,引伸计选择A+B模式,最大试验力设为100kN。

3.3.将试样两端装上套筒,固定于试验机上端夹头。

3.4.将引伸计以相对的方向固定于试样上。

为避免引伸计刀口在装卸过程中对试样上原有标距的损伤,同时避免标距划痕对引伸计响应精确程度的影响,应将引伸计固定于没有划痕的两侧。

3.5.对试验机力值进行调零,夹紧下夹头。

选择手动加荷、10kN量程,对试样施以缓慢的荷载进行预拉,预拉荷载最大值约为5kN左右。

预拉完毕后,同样缓慢地卸去荷载。

3.6.对引伸计进行调零,然后按照3.5条对试样进行再次预拉,重复进行引伸计调零与预拉的程序,至引伸计达到良好的工作状态。

3.7.根据GB/T228-2003标准中的试验要求,在测定屈服强度、规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度时,应根据应变速率和应力速率共同确定试验机夹头的分离速率。

目次1 适用范围....................................................................................... .................................... . １2 规范性引用文件................................................................................................................ .... １3术语和定义............................................................................................................................... １4 符号和说明 (2)5原理........................................................................................................................ ............. . (8)6 试样.........................................................................................................................................186.1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..........................................................................................................................................2923．2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)附录G（参考附录）断后伸长率低于5%的测定方法................................................................47附录H(参考附录)移位法测定断后伸长率 (48)附录I（(参考附录）棒材、线材和条材等长产品的无缩颈塑性伸长率的测定方法 (50)附录JA(参考附录) (51)附录JB（参考附录） (52)附录JC(参考附录)JIS与国标对照表 (55)日本工业规格Z2241：2011金属材料拉伸试验方法Metallic materials -Tensile testing -Method of test at room temperature 序文本标准修改采用国际标准ISO 6892-1：2009《金属材料室温拉伸试验方法》。

材料力学的拉伸试验是评价材料抗拉强度、延展性等力学性能的常用方法之一。

下面是拉伸试验的一般步骤和相关概念：
1. 试样制备：从待测试的材料中切割出标准尺寸的试样。

通常，试样的形状为圆柱形或矩形，其尺寸和几何形状应符合相应的标准。

2. 安装试样：将试样固定在拉伸试验机上，通常通过夹具或夹持装置来确保试样在拉伸过程中不会滑动或扭曲。

3. 施加载荷：开始施加拉伸加载，并记录加载过程中的拉伸力和试样的变形量。

通常在试验过程中以一定速率施加加载，直到试样发生断裂。

4. 绘制应力-应变曲线：根据所记录的载荷和试样变形数据，计算得到应力和应变的数值，并绘制应力-应变曲线。

应力是指单位截面积上的力，应变是指试样长度的相对变化。

5. 分析结果：通过应力-应变曲线可以得到一系列力学性能参数，如屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等。

在拉伸试验中，通常会关注以下几个重要的力学性能参数：
-屈服强度：在应力-应变曲线上，屈服强度对应的应力值是材料开始出现塑性变形的点，表征了材料的抗塑性变形能力。

-抗拉强度：应力-应变曲线上的最大应力值，表示材料的抗拉性能，通常在试样发生断裂前的最大应力点处。

-断裂伸长率：材料在拉伸断裂时的变形量与原始长度的比值，反映了材料的延展性能。

-杨氏模量：描述了材料在弹性阶段的应力-应变关系，是材料的刚度指标。

拉伸试验是材料力学研究中非常重要的一种试验方法，通过对材料在受拉状态下的力学性能进行分析，可以评价材料的工程应用性能，并为材料的设计和选用提供重要参考依据。

金属材料拉伸试验金属材料拉伸试验是一种常用的力学测试方法，主要用来研究材料的机械性能。

通过拉伸试验可以测定材料的抗拉强度、屈服强度、断裂强度等重要参数，从而评价材料的力学性能和可靠性。

拉伸试验一般采用标准试样，如圆柱形试样。

试样在拉伸机上夹紧，通过施加拉力，使试样在一个方向上延展。

试验过程中，可以实时记录试样的变形和载荷，从而获得材料的应力-应变曲线。

拉伸试验可以得到以下几个重要的力学性能指标：1. 抗拉强度：试样在拉伸过程中最大的应力值，代表材料抵抗拉伸力的能力，单位为MPa。

2. 屈服强度：试样开始发生塑性变形的应力值，代表材料开始失去弹性的能力，单位为MPa。

3. 断裂强度：试样发生断裂时的应力值，代表材料失效前的最大应力，单位为MPa。

4. 延伸率：试样断裂前的相对延伸长度与原始长度的比值，代表材料的延展性能。

通常以百分比表示。

5. 弹性模量：拉伸过程中的应力与应变之间的比值，衡量材料的刚度和变形能力，单位为GPa。

拉伸试验的过程中需要关注试样的应变速率、试样形状等因素。

通常情况下，拉伸速率为每分钟进行几毫米的拉伸，以保证试样在拉伸过程中的均匀变形。

在拉伸试验中，应力-应变曲线的形状和试验条件密切相关。

材料的组织结构、温度等因素都会影响曲线的形状。

通常情况下，材料的应力-应变曲线可分为弹性阶段、屈服阶段、硬化阶段和颈缩阶段。

在弹性阶段，试样受力后会立即恢复到初始状态，应力-应变曲线为一条直线。

当应力超过一定范围后，材料进入屈服阶段，发生塑性变形。

在硬化阶段，应力逐渐增加，材料的变形能力增强。

最后，在颈缩阶段，试样中的一部分区域发生颈缩现象，形成狭窄的断裂区域。

拉伸试验是研究材料力学性能的重要手段，可以为材料的选材和设计提供重要参考。

同时，拉伸试验也是其他力学试验的基础，如压缩试验和弯曲试验等。

通过多种试验方法的综合分析，可以全面了解材料的力学性能和行为。

日本工业标准JISJIS Z 2241-1998导言本日本工业标准是基于ISO 6892:1984金属材料――拉伸试验，通过翻译国际标准的相应部分制定而成，对国际标准的技术内容未作修改。

在这次修订中，把应力速率的上限规定为50％/min，为的是和国际标准保持一致。

本标准也规定了应力速率为＞50％/min～80％/min内容，为的是和日本工业标准的材料和产品标准保持一致。

1 适用范围此日本工业标准规定了金属材料拉伸试验方法。

注：以下标准为相应的国际标准：ISO 6892:1984金属材料――拉伸试验2 引用标准本标准在条文中适当处引用了下列标准中的条款。

应该引用下列标准的最新版本。

JIS B 7721 拉力试验机应力测量系统的校验JIS B 7741 单轴试验用引伸计的标定JIS G 0202 铁和钢术语（试验）JIS Z 2201 金属材料的拉伸试验试样JIS Z 8401 数字修约规则3 定义JIS G 0202中规定相关定义和以下定义适用于本标准：a)标距【gauge length】测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。

1)原始标距【original gauge length(L o)】施力前的试样标距。

2)断后标距【final gauge length(L u)】试样断裂后的标距。

b)引伸计标距【extensometer gauge length(L e)】用引伸计测量试样伸长时所用试样的平行长度部分长度（这个长度不同于L o，应该比b、d或管状试样的外径大，但是要比试样平行长度部分短。

这里，b：板状试样平行部分的宽度，或从管材轴向上截取的试样的平均宽度，或棒状试样的宽度。

d：圆形截面试样的直径。

c)伸长【elongation】试验期间任一时刻原始标距的增量。

d)伸长率(%)【percentage elongation】原始标距的伸长与原始标距(L o)之比的百分率。

1)残余延伸率(%)【percentage permanent elongation】卸载后原始标距的伸长与原始标距(L o)之比的百分率。

拉伸试验是金属材料中广泛使用的力学性能试验方法之一，试验时对夹在试验机上的试样两端缓慢地施加载荷，使试样的工作部分受轴向拉伸载荷沿轴向伸长至拉断为止。

测定试样对外加载荷的抗力，可以求出材料的强度判据，测定试样在拉断后的塑性变形，可以求出材料的塑形判据。

金属材料拉伸试验主要测试参数指标：利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的基本力学性能指标（强度和塑性指标等）如弹性极限、屈服强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、断后伸长率、断面收缩率等。

拉伸测试制样：金属拉伸试样通常是从毛坯件加工成特定形状与尺寸，拉伸试样的形状与尺寸取决于被测试验材料的形状与尺寸，横截面形状有圆形、矩形、多边形、环形及其他形状，常用的是圆形和矩形。

主要性能指标：1、屈服强度：当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形而载荷不增加的应力点。

当所测材料无明显屈服时，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限。

2、抗拉强度：试样受外力（屈服阶段之后）过程中所受到的名义应力。

抗拉强度表征了材料在拉伸条件下所能承受的应力，物理意义是在于它反映了均匀变形的抗力。

抗拉强度是脆性金属选材的依据。

3、断后伸长率和断面收缩率：断后伸长率：原始标距部分的伸长与原始标距之百分比。

断面收缩率：缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积之百分比。

4、弹性模量：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。

它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。

目次1 适用范围....................................................................................... .................................... . １2 规范性引用文件................................................................................................................ .... １3术语和定义............................................................................................................................... １4 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)附录G（参考附录）断后伸长率低于5%的测定方法 (47)附录H(参考附录)移位法测定断后伸长率 (48)附录I（(参考附录）棒材、线材和条材等长产品的无缩颈塑性伸长率的测定方法 (50)附录JA(参考附录) (51)附录JB（参考附录） (52)附录JC(参考附录)JIS与国标对照表 (55)日本工业规格Z2241：2011金属材料拉伸试验方法Metallic materials -Tensile testing -Method of test at room temperature序文本标准修改采用国际标准ISO 6892-1：2009《金属材料室温拉伸试验方法》。