拉伸試驗的指標和試驗方法


 測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗，又稱抗拉試驗。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(guī)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，當載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明
顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。產(chǎn)生屈服時的應(yīng)力，稱屈服點或稱物理屈服強度，用σS（帕）表示。工程
上有許多材料沒有明顯的屈服點，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為 0.2％時的應(yīng)力值作為屈服強度，
稱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大應(yīng)力值，稱抗拉強度或強
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。延伸率又叫伸長率,是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長度同原始長度比值的百分數(shù),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(shù)，用ψ
表示。
　　條件屈服極限σ0.2、強度極限σb、伸長率 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、線材等一些實物樣品
一般不需要加工而保持其全截面進行試驗。試樣制備時應(yīng)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，試驗機以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，試驗機可自動繪制出拉伸曲線圖。對于低碳鋼等塑
性好的材料，在試樣拉伸到屈服點時，測力指針有明顯的抖動，可分出上、下屈服點（ 和），在
計算時,常取。材料的 δ和ψ可將試驗斷裂后的試樣拼合，測量其伸長和斷面縮小而計算出來。
　　拉伸曲線圖 　由試驗機繪出的拉伸曲線，實際上是載荷－伸長曲線，如將載荷坐標值
和伸長坐標值分別除以試樣原截面積和試樣標距，就可得到應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖。圖中
op部分呈直線，此時應(yīng)力與應(yīng)變成正比，其比值為彈性模量，Pp是呈正比時的大載
荷，p點應(yīng)力為比例極限σp。繼續(xù)加載時，曲線偏離op，直到 e點，這時如卸去載荷，
試樣仍可恢復(fù)到原始狀態(tài)，若過e點試樣便不能恢復(fù)原始狀態(tài)。e點應(yīng)力為彈性極限σ
e。工程上由于很難測得真正的σe,常取試樣殘余伸長達到原始標距的0.01％時的應(yīng)力為彈性極限,以σ
0.01 表示。繼續(xù)加載荷，試樣沿es曲線變形達到s點，此點應(yīng)力為屈服點σS或殘余伸長為 0.2％的條件
屈服強度σ0.2。過s點繼續(xù)增加載荷到拉斷前的大載荷b點,這時的載荷除以原始截面積即為強度極限
σb。在 b點以后，試樣繼續(xù)伸長，而橫截面積減小,承載能力開始下降,直到 k點斷裂。斷裂瞬間的載荷
與斷裂處的截面的比值稱斷裂強度。