拉伸試驗(yàn)的指標(biāo)和試驗(yàn)方法


 測(cè)定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗(yàn)，又稱抗拉試驗(yàn)。它是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本
方法之一，主要用于檢驗(yàn)材料是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和研究材料的性能。
　　性能指標(biāo) 　拉伸試驗(yàn)可測(cè)定材料的一系列強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)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(dāng)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(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)或稱物理屈服強(qiáng)度，用σS（帕）表示。工程
上有許多材料沒有明顯的屈服點(diǎn)，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為 0.2％時(shí)的應(yīng)力值作為屈服強(qiáng)度，
稱條件屈服極限或條件屈服強(qiáng)度，用σ0.2 表示。材料在斷裂前所達(dá)到的大應(yīng)力值，稱抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)
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(biāo)是延伸率和斷面
收縮率。延伸率又叫伸長(zhǎng)率,是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長(zhǎng)度同原始長(zhǎng)度比值的百分?jǐn)?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?jǐn)?shù)，用ψ
表示。
　　條件屈服極限σ0.2、強(qiáng)度極限σb、伸長(zhǎng)率 δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗(yàn)經(jīng)常要測(cè)定的四項(xiàng)性能指
標(biāo)。此外還可測(cè)定材料的彈性模量E、比例極限σp、彈性極限σe等。
　　試驗(yàn)方法 　拉伸試驗(yàn)在材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)機(jī)有機(jī)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(biāo)準(zhǔn)試樣。鋼筋、線材等一些實(shí)物樣品
一般不需要加工而保持其全截面進(jìn)行試驗(yàn)。試樣制備時(shí)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(yàn)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，試驗(yàn)機(jī)可自動(dòng)繪制出拉伸曲線圖。對(duì)于低碳鋼等塑
性好的材料，在試樣拉伸到屈服點(diǎn)時(shí)，測(cè)力指針有明顯的抖動(dòng)，可分出上、下屈服點(diǎn)（ 和），在
計(jì)算時(shí),常取。材料的 δ和ψ可將試驗(yàn)斷裂后的試樣拼合，測(cè)量其伸長(zhǎng)和斷面縮小而計(jì)算出來。
　　拉伸曲線圖 　由試驗(yàn)機(jī)繪出的拉伸曲線，實(shí)際上是載荷－伸長(zhǎng)曲線，如將載荷坐標(biāo)值
和伸長(zhǎng)坐標(biāo)值分別除以試樣原截面積和試樣標(biāo)距，就可得到應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖。圖中
op部分呈直線，此時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變成正比，其比值為彈性模量，Pp是呈正比時(shí)的大載
荷，p點(diǎn)應(yīng)力為比例極限σp。繼續(xù)加載時(shí)，曲線偏離op，直到 e點(diǎn)，這時(shí)如卸去載荷，
試樣仍可恢復(fù)到原始狀態(tài)，若過e點(diǎn)試樣便不能恢復(fù)原始狀態(tài)。e點(diǎn)應(yīng)力為彈性極限σ
e。工程上由于很難測(cè)得真正的σe,常取試樣殘余伸長(zhǎng)達(dá)到原始標(biāo)距的0.01％時(shí)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(dá)到s點(diǎn)，此點(diǎn)應(yīng)力為屈服點(diǎn)σS或殘余伸長(zhǎng)為 0.2％的條件
屈服強(qiáng)度σ0.2。過s點(diǎn)繼續(xù)增加載荷到拉斷前的大載荷b點(diǎn),這時(shí)的載荷除以原始截面積即為強(qiáng)度極限
σb。在 b點(diǎn)以后，試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)，而橫截面積減小,承載能力開始下降,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斷裂強(qiáng)度。