拉伸試驗的指標和試驗方法

　　拉伸試驗

　　測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗，又稱(chēng)抗拉試驗。它是材料機械性能試驗的基本方法之一，主要用于檢驗材料是否符合規定的標準和研究材料的性能。

　　性能指標 　拉伸試驗可測定材料的一系列強度指標和塑性指標。強度通常是指材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時(shí)，當載荷不增加而仍繼續發(fā)生明顯塑性變形的現象叫做屈服。產(chǎn)生屈服時(shí)的應力，稱(chēng)屈服點(diǎn)或稱(chēng)物理屈服強度，用σS(帕)表示。工程上有許多材料沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為 0.2%時(shí)的應力值作為屈服強度，稱(chēng)條件屈服極限或條件屈服強度，用σ0.2 表示。材料在斷裂前所達到的最大應力值，稱(chēng)抗拉強度或強度極限，用σb(帕)表示。

　　塑性是指金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不致破壞的能力，常用的塑性指標是延伸率和斷面收縮率。延伸率又叫伸長(cháng)率,是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長(cháng)度同原始長(cháng)度比值的百分數,用δ表示。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后，斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分數，用ψ表示。

　　條件屈服極限σ0.2、強度極限σb、伸長(cháng)率 δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗經(jīng)常要測定的四項性能指標。此外還可測定材料的彈性模量E、比例極限σp、彈性極限σe等。

　　試驗方法 　拉伸試驗在材料試驗機上進(jìn)行。試驗機有機械式、液壓式、電液或電子伺服式等型式。試樣型式可以是材料全截面的，也可以加工成圓形或矩形的標準試樣。鋼筋、線(xiàn)材等一些實(shí)物樣品一般不需要加工而保持其全截面進(jìn)行試驗。試樣制備時(shí)應避免材料組織受冷、熱加工的影響，并保證一定的光潔度。

　　試驗時(shí)，試驗機以規定的速率均勻地拉伸試樣，試驗機可自動(dòng)繪制出拉伸曲線(xiàn)圖。對于低碳鋼等塑性好的材料，在試樣拉伸到屈服點(diǎn)時(shí)，測力指針有明顯的抖動(dòng)，可分出上、下屈服點(diǎn)( 和)，在計算時(shí),常取。材料的 δ和ψ可將試驗斷裂后的試樣拼合，測量其伸長(cháng)和斷面縮小而計算出來(lái)。

　　拉伸曲線(xiàn)圖 　由試驗機繪出的拉伸曲線(xiàn)，實(shí)際上是載荷-伸長(cháng)曲線(xiàn)，如將載荷坐標值和伸長(cháng)坐標值分別除以試樣原截面積和試樣標距，就可得到應力-應變曲線(xiàn)圖。圖中op部分呈直線(xiàn)，此時(shí)應力與應變成正比，其比值為彈性模量，Pp是呈正比時(shí)的最大載荷，p點(diǎn)應力為比例極限σp。繼續加載時(shí)，曲線(xiàn)偏離op，直到 e點(diǎn)，這時(shí)如卸去載荷，

　　試樣仍可恢復到原始狀態(tài)，若過(guò)e點(diǎn)試樣便不能恢復原始狀態(tài)。e點(diǎn)應力為彈性極限σe。工程上由于很難測得真正的σe,常取試樣殘余伸長(cháng)達到原始標距的0.01%時(shí)的應力為彈性極限,以σ0.01 表示。繼續加載荷，試樣沿es曲線(xiàn)變形達到s點(diǎn)，此點(diǎn)應力為屈服點(diǎn)σS或殘余伸長(cháng)為 0.2%的條件屈服強度σ0.2。過(guò)s點(diǎn)繼續增加載荷到拉斷前的最大載荷b點(diǎn),這時(shí)的載荷除以原始截面積即為強度極限σb。在 b點(diǎn)以后，試樣繼續伸長(cháng)，而橫截面積減小,承載能力開(kāi)始下降,直到 k點(diǎn)斷裂。斷裂瞬間的載荷與斷裂處的截面的比值稱(chēng)斷裂強度。