金属材料室温拉伸试验方法注意事项
1.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。也就是说新标准定义的下屈服强度ReL包含了ζs和ζsL两种性能。5．2术语
因为国际标准采用了延伸（extension）和伸长（elongation）两个近义术语，国标中也相应地采用了这两近义术语。可以理解为拉伸试验时在引伸计标距（Le）上的伸长称为延伸，在试样标距（Lo）上的伸长称为伸长。它们并无本质区别，而且完全可以通过测定延伸方法来测定伸长。
6.性能名称和符号
6．1名称
新标准中定义了12种可测拉伸性能，其中10种性能的名称与修订前原标准的名称有差异。
新标准没有定义与旧标准相对应的屈服点（ζs）这一性能，所以不再有相应的性能名称及其符号相对应。6．2符号
对于强度性能的主符号，新标准用英文字母R代替旧符号的ζ；对于延性性能的主符号，新标准用字母A 代替旧符号的δ，用字母Z代替旧符号的ψ，见表1。
应特别注意新、旧标准对于断后伸长率符号表示的差异：
GB/T228—2002 GB/T228—1987
A δ5
A11.3 δ10
Axmm δxmm
符号A（不标注下脚注）表示用比例系数k=5.65的比例标距测定的断后伸长率；用其他比例系数的比例标距或非比例标距测定的断后伸长率时，符号A应分别标注下脚注说明所使用的比例系数值和非比例标距的长度，例如A11.3和A100mm。
标准中对各强度性能所对应的力的符号未全部具体规定，但规定了力的符号用F表示和规定了最大力符号Fm。因此，建议在试验报告和试验纪录中采用下列的力符号：
FeH（上屈服力）
FeL（下屈服力）
Fp（规定非比延伸力，例如Fp0.2）
Ft（规定总延伸力，例如Ft0.5）
Fr（规定残余延伸力，例如Fr0.2）
GB/T228—2002采用了国际标准的性能符号，鉴于目前相关的产品标准还不能同步修订的状况，为了避免出现混乱，建议：在过渡期内，试验报告可以在新的性能名称及其符号之后的括号内定出旧符号，例如：上屈服强度ReH（ζsU），下屈服强度ReL（ζsL），抗拉强度Rm（ζb），规定非比例延伸强度Rp0.2（ζp0.2），断后伸长率A（δ5），断面收缩率Z（Ψ），等。
7.单位
标准中规定采用的单位是国际单位制单位（SI单位）。应力单位N/mm2和Mpa，都是国际单位制的倍数单位，两者都是我国规定的法定计量单位，标准中，应力单位采用了N/mm2，而1N/mm2=1Mpa，如果报告中使用了应力单位Mpa，不认为是错误。但从标准的归一化意义上来说，应力单位应采用N/mm2。
8.试样
8．1取样的部位、方向和数量
样坯的切取部位、方向和数量应按照相关产品标准或GB/T2975—1998或协议的规定。对于钢产品，应在外观及尺寸合格的钢产品上切取样坯，取样时，应对抽样产品、试料、样坯及试样作出标记，以保证始终能识别取样的位置和方向。切取样坯时应防止过热、加工硬化而影响拉伸力学性能，应留有足够的机加工余量。取样方法参见GB/T2975—1998。
8．2机加工试样和不经机加工试样
应按照相关产品的协议的规定，采用机加工试样或采用不经机加工的试样。如果未作具体规定，一般在材料尺寸足够时机加工成带头试样。
机加工试样的尺寸公差和形状公差应分别按照标准中附录A的表A3和附录B的表B4要求；机加工表面粗糙度按照标准中图10、图11或图13规定的要求。
8．3试样的横截面形状和尺寸
相关产品标准或协议根据产品的形状和尺寸，可按标准中附录A~D所规定试样的形状和尺寸，特殊产品可以规定其它不同的试样。试样横截面的形状一般可为圆形、矩形、弧形和环形，特殊情况可以为其它形状。标准中的附录A~D按照产品的形状规定了主要的试样类型：
附录A：规定厚度0.1mm~<3mm薄板和薄带产品用的矩形横截面试样；
附录B：规定厚度≥3mm板材和扁材以及直径或厚度≥4mm线材、棒材和型材用的圆形和矩形横截面试样；附录C：规定直径或厚度<4mm线材、棒材和型材用的不经机加工试样；
附录D：规定管材用弧形横截面和环形横截面试样。
试样的横截面形状和试样的尺寸都对性能测定有影响，尤其对断后伸长率和断面收缩率有明显影响。
8．4厚度减薄试样及机加工圆形横截面试样
厚度<25mm的产品，试验机能力不足时，经协议可以机加工成圆形横截面试样，或单边减薄至厚度25mm 矩形横截面试样。
8．5试样原始标距（Lo）
试样标距分为比例标距和非比例标距两种，因而有比例试样和非比例试样之分。凡试样标距与试样原始横截面积有以下关系的，称为比例标距，试样称为比例试样：
Lo=k（So）1/2 （1）
式中k——比例系数
So——原始横截面积
非比例标距（也称定标距）与试样原始横截面积不存在式（1）的关系。如果采用比例试样，应采用比例系数k=5.65的值，因为此值为国际通用，除非采用此比例系数时不满足最小标距15mm的要求。在必须采用其他比例系数的情况下，k=11.3的值为优先采用。
产品标准或协议可以规定采用非比例标距。
不同的标距对试样的断后伸长率的测定影响明显。
8．6试样平行长度（Lc）
试样平行长度应大于试样标距，规定的范围如下：
带头的圆形横截面试样：Lc≥Lo=d/2，仲裁试验，Lc=Lo+2d；
不带头的圆形横截面试样：Lc≥Lo+3d（夹头间的自由长度）；
带头的矩形和弧形横截面试样：Lc≥Lo+1.5(So)1/2，仲裁试验，Lc=Lo+2(So)1/2。
不带头的矩形和弧形横截面试样：Lc≥Lo+3b（夹头间的自由长度）；
薄板用带头的矩形横截面试样：Lc≥Lo+b/2，仲裁试验，Lc=Lo+2b；
薄板用不带头的矩形横截面试样：Lc=Lo+3b（夹头的自由长度）。
8．7试样过渡半径（r）
试样的过渡半径在附录A，B和D中规定如下：
薄板用矩形横截面试样：r≥20mm；
圆形横截面试样：r≥0.75d；
矩形和弧形横截面试样：r≥12mm；
试样过渡半径对试样的断裂位置有影响，对于延性差，脆性断裂敏感于应力集中的材料，建议过渡半径取较大的值。
8．8矩形横截面试样的宽厚比
试样的宽厚比影响性能的测定，尤其影响延性性能的测定。标准中附录B推荐的宽厚比范围为不超过8：1，但应注意，这一宽厚范围不适用于薄板和薄带（厚度0.1mm~<3mm）的试样。
8．9带头和不带头试样
虽然机加工不带头试样可以降低成本，但容易在夹头端部附近处发生断裂，影响性能测定，甚至使试验无效。因此建议：
凡从冶金产品上切取样坯机加工的试样，一般机加工成带头试样，除非产品标准明确规定采用不带头试样或材料不足够。
具有恒定横截面的产品，如相关产品标准规定了采用其产品的部分不经机加工的试样，应遵照其规定。如果未具体规定，建议材料尺寸足够时机加工成带头试样。
9.试样原始横截面积的测量
9．1 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≤±2%
不经机加工试样：横截面积准确度≤±1%
机加工圆形和矩形试样：每个横截面积尺寸准确度≤±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≤±1%
9．2 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。
9．3 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。
9．4 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：≤±0.5%
试样质量测定准确试：≤±0.5%
试样的材料密度：至少取3位有效数字
9．5 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。计算时，常数π应至少取4位有效数字。
对于圆管的弧形试样，b/D≥0.25%时用标准中的式（D1）计算；b/D＜0.25时用标准中的式（D2）计算；式（D1）严格准确，式（D2）为近似准确的公式，但与式（D1）的误差不大，可以忽略。建议，b/D＜0.17时也可采用式(D2)计算,以保证计算误差在可忽略的范围内。
10.原始标距的标记
试样比例标距的计算值应修约到最接近5mm的倍数，中间数值向较大一方修约。标记原始标距的准确试应在±1%以内，由于标记试样标距装置的检验尚无相应标准，因此，建议试验室应自行检查其准确度，可以用小冲击点、细划线或细墨线做标记，标记应清晰，试验后能分辨，不影响性能的测定。
对于带头试样，原始标距应在平行长度的居中位置上标出。
11.平行长度的测量
一般不测试试样的平行长度，但如采用力夹头位移方法测定规定非比例延伸强度时，必须在试验前测出
平行长度，准确度在±1%以内。不应采用平行长度的标称值，除非实际值能保证准确到±1%。
12.试验设备准确度级
12．1 引伸计
引伸计是测延伸用的仪器。应把引伸计看成是一个测量系统（包括位移传感器、记录器和显示器）。引伸计应符合GB/T12160-2002规定的准确度级，并按照该标准要求定期进行检验。
每一引伸计级别包含3项内容，即标距误差、系统误差和分辨力。引伸计的检验应包括这3项内容。
标准中规定，测定不同性能时，使用不同级别的引伸计，测定上屈服强度、下屈服强度、屈服点延伸率、规定总延伸强度、规定非比例延伸强度、规定残余延伸强度和规定残余延伸强度的验证试验使用不劣于1级准确度的引伸计：测定其它具有较大延伸率的性能，例如抗拉强度、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率、断裂总伸长率和断后伸长率等，应使用不劣于2级准确度的引伸计。
在这里顺便说明，在使用引伸计系统测定性能时。标准中没有规定放大倍数的下限，是因为引伸计级别里规定了分辨力的要求，这就间接地起到了对最小数放大倍数的限定。
12．2 试验机
试验机应符合GB/T16823—1997规定的准确度级，并按照该标准要求检验。测定各强度性能均应采用1级或优于1级准确度的试验机。
试验机的每一准确度级都包含5项内容，应按照GB/T16825-1997的要求进行检验。其中示值进回程相对误差在有要求时才进行检验。，其他4项应进行定期检验，经检验合格后的试验机方能使用应以拉力方式检验。对于大吨位试验机，若采用压力方式检验，应在检验报告中注明。
13.试验速率
试验速率对性能的测定有明显影响。新、旧标准对试验速率的规定主要不同之处有两个方面，新标准规定的弹性应力速率允许范围比旧标准的宽和高，见表5。对对测定强度（Rp,Rt ,Rr）,增加了在塑性范围的应变速率不超过0.025/s的要求。对于抗拉强度的试验速率，规定应变速率不超过0.008/s（相关夹头分离速率0.48Lc/min）。与旧标准规定夹分离速率不超过0.5Lc/min要求有所不同。
13．1 测定ReH的试验速率
在弹性范围和直至上屈服强度，弹性应力速率应符合表5（即标准中的表4）规定的要求，并尽可能保持恒定。
13．2 测定ReL的试验速率
试样平行长度的变速率应在0.00025/s~0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。如不能直接调节这一应变速率，应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整，在屈服完成之前不再调节试验机控制。任何情况下，弹性范围内的应力速率不得超过表5规定的最大速率。
13．3 测定规定强度Rp,Rt和Rr的试验速率
屈服前的弹性应力速率应符合表5规定的要求，并尽可能保持恒定，进入塑性范围和直至规定强度应变速率不应超过0.0025/ s。如果不能调节这一应变速率，应调节屈服前弹性应力速率不超过表5规定的最大速率，直至规定强度测定，不再调节试验机的控制。
13．4 测定Rm的试验速率
在塑性范围，平行长度的应变速率应不超过0.008/ s（相对于夹头分离速率0.48Lc/min）。如果在同一试验中不测定屈服性能，允许在弹性范围达到塑性范围的最大应变速率（虽然，此种情况下弹性阶段的应力速率可能超过表5规定的最大值）
13．5 测定Ae的试验速率
按照测定ReL的试验速率。
13．6 测定Agt,Ag,At,A和Z的试验速率
按照测定Rm的速率要求。
13．7 弹性范围内应力速率与应变速率的等效换算
在假定金属材料的弹性阶段应力与应变符合虎克定律的前提下，可以利用虎克定律关系进行应力速率与
应变速率的等效换算，以使用位移速率控制型的试验机做应力速率控制试验，用加力速率控制型的试验机做应力速率控制试验，用加力速率控制型的试验机做应变速率控制试验。
ζ=（E/Lc）V1 (2)
ε= (1/ESo)V2(3)
式中ζ——应力速率
ε——应变速率
E——弹性模量
Lc——试样平行长度
So——试样原始横面积
V1——位移速率（等于εLc）.mm/s
V2——加力速率（等于F）.N/s
应注意,由于试验机的柔度和间隙存在.致使按理论计算得到的应力速率和应变速率比试验机上的实测值低。
14.性能的测定
标准中共定义了12种可测的拉伸性能，即六种延性能A，Ae ,Agt ,Ag ,At和Z六种强度性能ReH,ReL,Rp,Rt,Rr 和Rm。
14．1 断后伸长率A的测定
（1）人工方法，试验前在试样平行长度上标记出原始标距（误差≤±1%）和标距内等分格标记（一般标记10个等分格）。试验拉断后，将试样的断裂处对接在一起，使用轴线处于同一直线上，通过施加适当的压力以使对接严密。
用分辨力不劣于0.1mm的量具测量断后标距，准确到±0.25mm以内。建议：断后标距的测量应读到所用量具的分辨力，数据不进行修约，然后计算断后伸长率。
如果试样断在标距中间1/3Lo范围内，则直接测量两标点间的长度；如果断在标距内，但超出中间1/3Lo 范围，可以采用移位方法（见标准中附录F）测定断后标距。
如果试样在标距中间1/3Lo范围以外，而其断后伸长率符合规定量小值要求，则可以直接测量两标点间的距离，测量数据有效而不鉴定断裂位置处于何处。如果断在标距外，而且断后伸长率未达到规定最小值，则结果无效，需用同样的试样重新试验。
（2）图解方法（包括自动方法）用引伸计系统记录力-延伸曲线，或采集力-延伸数据，直至试样断裂。读取或判读断裂点的总延伸，扣除弹性延伸部分后得到的非比例延伸作为断后伸长。扣除的方法是，过断裂点作平行于曲线的弹性直线段的平行线交于延伸轴，交点即确定了非比例延伸，见标准中的图1。
引伸计的标距应等于试样的原始标距，可以不在试样上标出原始标距（但建议标出）。建议，当断后伸长率< 5% 时，使用不劣于1级引伸计；≥5% 时，使用不劣于2级引伸计。原则上断裂在引伸计标距范围内测量方为有效，但断后伸长率达到规定最小值要求时，无论断于何处测量均为有效。
仲裁试验协议选定其中一种方法。目前，自动方法还不能采用移位方法。
（3）对于不经机加工的等横截面试样，如平行长度比其标距长许多，可以标记多组相互套叠的原始标距，部分可以伸入夹持范围。拉断后，在断裂所在这组标距上测定断后伸长率。
（4）材料的断后伸长率< 5% 时，建议采用标准中的附录E方法或采用图解方法测定。
14．2 断裂总伸长率At的测定
仅采用图解方法（包括自动方法）。引伸计标距应等于试样标距。建议，若断裂总延伸率< 5% 时，使用不劣于1级引伸计；≥5% 时，使用不劣于2级引伸计。试验时记录力-延伸曲线或采集-延伸数据，直至断裂。以断裂点的总延伸计算At。
14．3 最大力总伸长率Agt最大力非比例伸长率Ag的测定
（1）图解方法（包括自动方法）引伸计标距应等于或近似于试样标距。建议，当最大力总延伸率< 5%时，使用不劣于1级引伸计；≥5% 时，使用不劣于2级引伸计。试验时记录力-延伸曲线或采集力-延伸数
据，直至超过最大力点。
取最大力点总延伸计算Agt 。从最大力总延伸中扣除弹性延伸部分得到非比例延伸，扣除的方法见标准中的图1所示。用得到的非比例延伸计算Ag 。当曲线在最大力呈现一平台时，应以平台的中点作为最大力点，见标准中的图1。
（2）人工方法标准中的附录G提供了人工测定Agt和Ag的方法，但仅适用于棒材、线材和条材等长产品，而且要提供（或通过测定）材料的弹性模量E方能进行结果的计算，测定方法见标准中的附录G 。14．4 屈服点延伸率Ae测定
仅采用图解方法（包括自动方法）。引伸计标距应等于或接近试样标距（报告中应注明引伸计标距），使用不劣于1级准确度的引伸计。试验时，记录力延伸曲线或采集力-延伸数据，直至超过屈服阶段结束点结束点（即加于硬化开始点）。经过屈服阶段结束点作平行于曲线的弹性直线段的平行线，交于延伸轴，读取交点的非比例延伸计算Ae，见标准中的图6。
如屈服阶段结束点不易于判别，可以经过屈服阶段最后一个谷点作切线（即水平线），然后延长加工硬化初始段的斜率线，此两线的交点作为屈服阶段结束点。
15 上屈服强度ReH下屈服强度ReL的测定
(1)图解方法(包括自动方法) 引伸计标距应≥1/2Lo 。引伸计和试验同应不劣于1级准确度。试验速率按13.1和13.2的要求。记录力-延伸曲线或力-位移曲线，或采集力=延伸（位移）数据，直至超过屈服阶段。
按照定义在曲线上判定上屈服力和下屈服力的位置点，判定下屈服力时要排除初始瞬时效应的影响。上、下屈服力判定的基本原则如下：
①屈服前第一人峰值力（第一个极大力）判为上屈服力，不管其后的峰值力比它大或小。
②屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值力，舍去第一个谷值力（第一个极小值力），取其余谷值中力中之最小者判为下屈服力。如只呈现一个下降谷值力，此谷值力判为下屈服力。
③屈服阶段中呈现屈服平台，平台力判为下屈服力。如呈现多个而且后者高于前者的屈服平台，判第一个平台力为下屈服力。
④正确的判定结果应是下屈服力必定低于上屈服力。
上述4条基本原则应该说是十分重要的，不仅对人工判定方法，而且对自动化测定方法中测定程序的编制有帮助。以测得的上和下屈服力分别计算ReH和ReL 。
（2）指针方法试验时试验人员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，指不保持恒定的力判为下屈服力；指针首次回转前指示的最大力判为上屈服力；当批针出现多次回转，则不考虑第一次回转，而读取其余这些回转指示的最小力判为下屈服力；当仅呈现1次回转，则判读回转的最小力为下屈服力。以测得的上、下屈服力分别计算ReH和ReL 。
（3）注意几点①材料呈现明显屈服状态（不连续屈服状态）时，相关产品标准应规定或说明测定上屈服强度，或下屈服强度，或两者。当相关产品标准未明确规定和说明时，测定上屈服强度和下屈服强度并报告；只呈现单一屈服状态（呈现单一屈服平台）的情况测定为下屈服强度并报告；若无异议，可仅测定下屈服强度报告。
②当规定了要求测定屈服强度性能，但材料在实际试验时并不呈现出明显屈服状态，而呈现出连续的屈服状态，此种情况材料不具有可测的上屈服强度和（或）下屈服强度性能。建议测定非比例延伸强度（Rp0.2）,并注明无明显屈服。
有可能出现上述情况的材料，建议相关产品标准规定要求测定屈服强度时，应进一步说明“当出现无明显屈服时测定规定非比例延伸强度（Rp0.2）”。
③当材料屈服力并无呈现下降或保持恒定，而是呈缓慢上升状态，只要能够分辨出力始终处在增加，尽管增加的量不大，这种状态判为无明显屈服状态，如图2所示。建议测定Rp0.2并报告。
金属拉伸实验报告 【实验目的】 1、测定低碳钢的屈服强度R Eh 、R eL及R e 、抗拉强度R m、断后伸长率A和断面收缩率Z。 2、测定铸铁的抗拉强度R m和断后伸长率A。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。 4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。 【实验设备和器材】 1、电子万能试验机WD-200B型 2、游标卡尺 3、电子引伸计 【实验原理概述】 为了便于比较实验结果，按国家标准 GB228—76中的有关规定,实验材料要按上述标准做成比例试件,即： 圆形截面试件： L 0 =10d (长试件)
式中: L 0 --试件的初始计算长度(即试件的标距); --试件的初始截面面积; d 0 --试件在标距内的初始直径 实验室里使用的金属拉伸试件通常制成标准圆形截面试件,如图1所示 图1拉伸试件 将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。应当指出，试验机自动绘 图装置绘出的拉伸变形ΔL 主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 1、低碳钢（典型的塑性材料） （a ）低碳钢拉伸曲线图 （b ）铸铁拉伸曲线图
当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过F P 后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值F P。 在F P的上方附近有一点是F c，若拉力小于F c而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于F c后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而F c是代表材料弹性极限的力值。 当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指针（主动针）开始摆动或停止不动，拉伸图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料的屈服。低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状，其上屈服点B′受变形速度及试样形式等因素的影响较大，而下屈服点B则比较稳定（因此工程上常以其下屈服点B所对应的力值F eL作为 材料屈服时的力值）。确定屈服力值时，必须注 意观察读数表盘上测力指针的转动情况，读取测 力度盘指针首次回转前指示的最大力F eH（上屈 服荷载）和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小 力F eL（下屈服荷载）或首次停止转动指示的恒 定力F eL（下屈服荷载），将其分别除以试样的原 图2－3 低碳钢的冷作硬化 始横截面积（S0）便可得到上屈服强度R eH和下屈服强度R eL。即 R = F e H/S0 R e L= F e L/S0 e H 屈服阶段过后，虽然变形仍继续增大，但力值也随之增加，拉伸曲线又继续上升，这说明材料又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称为材料的强化。在强化阶段内，试样的变形主要是塑性变形，比弹性阶段内试样的变形大得多，在达到最大力F m之前，试样标距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的曲线，这时可明显地看到整个试样的横向尺寸在缩小。此最大力F m为材料的抗拉强度力值，由公式R m=F m/S0即可得到材料的抗拉强度R m。 如果在材料的强化阶段内卸载后再加载，直到试样拉断，则所得到的曲线如图2－3所示。卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回，而是沿近乎平行于弹性阶
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
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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:
材料的拉伸试验 实验内容及目的 （1）测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服强度s σ、抗拉强度b σ、伸长率δ和断面收缩率ψ。 （2）掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法。 实验材料及设备 低碳钢、游标卡尺、万能试验机。 试样的制备 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。 如图1所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分的试验段长度l 称为试样的标距，按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系，分为比例试样和定标距试样。圆形截面比例试样通常取d l 10=或 d l 5=，矩形截面比例试样通常取A l 3.11=或A l 65.5=，其中，前者称为长比例 试样（简称长试样），后者称为短比例试样（简称短试样）。定标距试样的l 与A 之间无上述比例关系。过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接，以保证试样断裂时的断口在平行部分。夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。 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 拉伸试样 （a ）圆形截面试样；（b ）矩形截面试样 实验原理 进行拉伸试验时，外力必须通过试样轴线，以确保材料处于单向应力状态。低碳钢具有良好的塑性，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段： 弹性阶段：试件的变形是弹性的。在这个范围内卸载，试样仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形。 屈服（流动)阶段：应力应变曲线上出现明显的屈服点。这表明材料暂时丧失抵抗继续变形的能力。这时，应力基本上不变化，而变形快速增长。通常把下屈服点作为材料屈服极限（又称屈服强度），即A F s s = σ，是材料开始进入塑性的标志。结构、零件的应力一旦超过屈服极限，材料就会屈服，零件就会因为过量变形而失效。因此强度设计时常以屈服极限作为确定许可应力的基础。 强化阶段：屈服阶段结束后，应力应变曲线又开始上升，材料恢复了对继续变形的抵抗能力，载荷就必须不断增长。D 点是应力应变曲线的最高点，定义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度，即A F b b = σ。对低碳钢来说抗拉强度是材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进入颈缩阶段的标志。 颈缩阶段：应力达到强度极限后，塑性变形开始在局部进行。局部截面急剧收缩，承载面积迅速减少，试样承受的载荷很快下降，直到断裂。断裂时，试样的弹性变形消失，塑性变形则遗留在破断的试样上。 材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量，单拉时的塑性指标用断后伸长率δ和断面收缩率ψ来表示。即 %1001?-= l l l δ
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：
abaner 拉伸试验报告 [键入文档副标题] [键入作者姓名] [选取日期] [在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。在此处键入文档的摘要。 摘要通常是对文档内容的简短总结。] 拉伸试验报告 一、试验目的 1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能 2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数 二、试验要求： 按照相关国标标准（gb/t228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工 作。 三、引言 低碳钢在不同的热处理状态下的力学性能是不同的。为了测定不同热处理状态的低碳钢 的力学性能，需要进行拉伸试验。 拉伸试验是材料力学性能测试中最常见试验方法之一。试验中的弹性变形、塑性变形、 断裂等各阶段真实反映了材料抵抗外力作用的全过程。它具有简单易行、试样制备方便等特 点。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、产品的质量控制以及设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值 通过拉伸实验测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度和塑形性能， 并根据应力-应变曲线，确定应变硬化指数和系数。用这些数据来进行表征低碳钢的力学性能， 并对不同热处理的低碳钢的相关数据进行对比，从而得到不同热处理对低碳钢的影响。 拉伸实验根据金属材料室温拉伸试验方法的国家标准，制定相关的试验材料和设备，试 验的操作步骤等试验条件。 四、试验准备内容 具体包括以下几个方面。 1、试验材料与试样 （1）试验材料的形状和尺寸的一般要求 试样的形状和尺寸取决于被试验金属产品的形状与尺寸。通过从产品、压制坯或铸件切 取样坯经机加工制成样品。但具有恒定横截面的产品，例如型材、棒材、线材等，和铸造试 样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。原始 标距与横截面积有l?ks0关系的试样称为比例试样。国际上使用的比例系数k的值为5.65。 原始标距应不小于15mm。当试样横截面积太小，以至采用比例系数k=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，或者采用非比例试样。 本试验采用r4试样，标距长度50mm，直径为18mm。 尺寸公差为±0.07mm，形状公差为0.04mm。 （2）机加工的试样 如果试样的夹持端与平行长度的尺寸不同，他们之间应以过渡弧相连，此弧的过渡半径 的尺寸可能很重要。 试样夹持端的形状应适合试验机的夹头。试样轴线应与力的作用线重合。 （5）原始横截面积的测定
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%。
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。
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
金属材料拉伸试验报告 一、实验目的 1.观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的各种现象（包括屈服，强化和颈缩等现象），特别是外力和变形间的关系，并绘制拉伸图。 2.测定低碳钢的屈服极限σs，强度极限σb，延伸率δ和截面收缩率ψ。 3.测定铸铁的强度极限σb。 4.观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和破坏特点。 二、实验设备和仪器 1.万能材料实验机 2.游标卡尺 三、实验原理 为了便于比较实验结果，按国家标准GB228—76中的有关规定,实验材料要按上述标准做成比例试件,即 圆形截面试件l0 =10d0 (长试件) l0 =5 d0 (短试件) 矩形截面试件 l0 =11.3 A (长试件) O l0 =5.65 A (短试件) O 式中: l0 --试件的初始计算长度(即试件的标距); --试件的初始截面面积; d0 --试件在标距内的初始直径
实验室里使用的金属拉伸试件通常制成标准圆形截面试件,如图1所示 图1拉伸试件 金属拉伸实验是测定金属材料力学性能的一个最基本的实验，是了解材料力学性能最全面，最方便的实验。本试验主要是测定低碳钢和铸铁在轴向静载拉伸过程中的力学性能。在试验过程中，利用实验机的自动绘图装置可绘出低碳钢的拉伸图（如图2所示）和铸铁的拉伸图。由于试件在开始受力时，其两端的夹紧部分在试验机的夹头内有一定的滑动，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 图2 试件拉伸图
对于低碳钢，在确定屈服载荷P S 时，必须注意观察试件屈服时测力度盘上主动针的转动情况，国际规定主动针停止转动时的恒定载荷或第一次回转的最小载荷值为屈服载荷P S ，故材料的屈服极限为 0 s s A P = σ 试件拉伸达到最大载荷之前，在标距范围内的变形是均匀的。从最大载荷开始，试件产生颈缩，截面迅速变细，载荷也随之减小。因此，测测力度盘上主动针开始回转，而从动针则停留在最大载荷的刻度上，给我们指示出最大载荷，则材料的强度极限为:0 A P b b = σ 试件断列后，将试件的断口对齐，测量出断裂后的标距l 1和断口处的直径d 1 ，则材料的延伸率δ和截面收缩率Ψ分别为:0 1l l l -= δ×100% 0 1 0A A A -= ψ×100% ×× 式中，l 0 , A 0分别为试验前的标距和横截面面积； l 1 , A 1分别为试验后的标距和断口处的横截面面积。 如果断口不在试件距中部的三分之一区段内，则应按国家标准规定采用断口移中法来计算试件拉断后的标距l 1 。其具体方法是：试验前先在试件的标距内，用刻线器刻划等间距的标点或圆周11个，即将标距长度分为10等份。试验后将拉断的试件断口对齐，如图3—3所示，以断口O 为起点，在长段上取基本等于短段的格数得B 点．当长段所余格数为偶数时，如图３―３（a ）所示，则取所余格数的一半得C 点，于是l 1＝AB+2BC
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。
塑料力学性能实验（拉伸实验、弯曲实验） 一、实验目的： 1、通过等速应变实验得到聚合物材料大形变的应力-应变曲线，正确理解杨氏模量、屈服强度、弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率等评价材料力学性能的特征参数的物理意义； 2、观察聚合物材料特有的应变软化现象和塑性不稳定性--细颈； 3、了解聚合物应力-应变曲线的各种类型和屈服点特症； 4、掌握材料试验机的使用方法。 二、实验原理： 图 14-1所示的棒，在它的两个端头A 0上受到两个大小相等、方向相反的正向拉力P ，则拉伸应力为 σt =A p 0 。如果力P 把棒从原长l 0拉长到l ，拉 伸应变ε1=l l l 00 -=l l 0 ?，σt 、ε1 之比就是杨氏模量E= ε σ1 t 。单向拉伸时，不仅在拉伸方向有外形 尺寸的变化，而且在垂直于拉力p 的方向上也 图14-1单向拉伸 伴有尺寸的变化(横向收缩)。如果横向尺寸分别出b 0、d 0变为b 、d ，则横 向应变为b b b 0 2 -= ε和d d d 0 3 -= ε。泊松比γ是将这此外形尺寸的变化相互 联系起来的常数，它定义为横向收缩对纵向拉伸之比，γ= ε ε εε1 31 2=。由此可见， 材料受力时，在外形尺寸改变的同时它的体积也发生了变化。一般来说，当材料处于拉应力下其体积增加，此时泊松比小于1／2。可以证明，如果拉伸时材料体积不变，则泊松比等于1／2。橡胶和流体的泊松比接近1／2，即它们拉伸时体积几乎不变。实验表明，对大多数聚合物，在拉伸时的体积变化相对于其形状改变来说是可以忽略不计的。因此，由单向拉伸实验得到的资料可以与简单剪切实验得到的资料相比较。在小形变时，剪切模量（G ）和杨氏模量E≈3G 的近似关系。拉伸实验是很容易实现的，从聚合物材料的拉伸图上可以得到很多有用的
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)