【力试力学课堂】金属材料拉伸试验十大影响因素盘点
拉伸试验是金属材料力学性能试验中最常见的实验。按说拉伸试验反映材料的基本属性，但相同的材料通过不同的拉伸试验过程测量结果不一定相同。那么都有哪些因素在影响拉伸试验？一起来看看。
第一：取样部位和方法。取样部位的差异会直接影响金属材料拉伸试验的断后伸长率、屈服强度以及抗拉强度等各项性能指标。金属材料中因成分、组织、结构、缺陷、加工变形等分布不均，使得同一批甚至同一产品的不同部位的力学性能出现了差异。所以取样应严格按gb/t 228- 2002 附录中的规定进行。此外，在切取样坯时， 必须防止因受热、加工硬化及变形而影响其力学性能。
第二：试样的形状、尺寸和精度。同一材料同一状态的金属材料，如果截面形状不同，测得的结果对上屈服强度影响大，对下屈服强度影响小；大横截面积（大尺寸）的试样的抗拉强度较小尺寸的低，而且塑性指标也下降；试样平行长度内的平行度和尺寸精度也很容易影响测试结果。因为试样测量的尺寸值可能不是实际样品的最小位置尺寸，这将造成测试的结果偏低。所以试件的形状和尺寸需按照标准进行。
第三：测量仪器方面。尺寸测量仪和量具的精度必须符合试验要求。所以在进行试验之前，必须要对各种测量仪器进行校验，同时保持量具的清洁干净。
第四：试验设备。试验机与引伸计是金属材料拉伸试验中常用的两种试验设备，直接影响试验结果数值的准确信和真实性。前者用来测量作用力数值；后者主要用来进行位移或者延伸的测定。所以试验时必须要确保试验机与引伸计在检定合格的有效期之内，并定期校验。
第五：试验环境温度。某些金属材料具有很高的温度敏感性，即便是普通的金属材料，如果试验温度相差过大，也有可能导致试验测量结果的不一致。一般而言，体心立方金属随着温度下降，屈服强度急剧提高，面心立方金属变化则没有那么明显。而温度上升，金属材料的屈服强度一般会下降。因此 gb/ t 228-2002 在关于金属材料室温拉伸试验方法的规定中，试验一般室温须在10℃-35℃范围内进行。对温度有严格要求的试验温度应为23℃±5℃。
第六：夹持具选择、试样夹持的影响。 夹持具选择、试样夹持和引伸计的装卸不正确会影响测试结果。夹持具与试验的试样形状不匹配和夹具的表面外型花纹形状不适宜,会造成夹具和试样间不能形成足够的夹持面积,静摩擦力不够,导致拉伸过程中夹具和试样产生相对滑动，从而影响了拉伸结果。
第七：夹持方法。试样的夹持方法对拉伸试验能否成功至关重要，如果试样夹不住必然会导致试验无法进行，如果夹持方法不合理还易引起试样打滑或断在钳口内,，导致试验数据不准确或试验数据偏低。
第八：拉伸速率。拉伸速率直接影响金属材料的应力-应变关系。不同材料对速度的敏感程度不同，拉伸速率对不同的材料的影响大小不一样，对强度低、塑性好的材料影响要大。gb/ t 228- 2002 在关于金属材料室温拉伸试验方法的规定中：“在弹性范围和直至上屈服强度，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定，并在规定的应力速率范围内（材料弹性模量e＜150000n/mm2，应力速率在（2-20）n/mm2•s- 1 范围内，弹性模量e≥150000n/mm2，应力速率在（6-60）n/mm2•s- 1 范围内）。若仅测定下屈服强度， 在试样平行长度的屈服期间应变速率应在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。在塑性范围和直至规定强度应变速率不应超过0.0025/ s”
第九：拉伸试样横截面积的确定。拉伸试样横截面积确定有2个方法：一个是金属拉伸试验方法 gb/t 228，另一个是材料相应的产品标准。有的产品标准明确规定拉伸试验试样的横截面积按名义尺寸的横截面积要求， 如果产品标准中无此特殊规定，均应遵循 gb/t 228 标准，测量实际尺寸计量横截面积。
第十：试样尺寸的测量方法和测量人为误差。拉伸试样应视直径大小选用外径千分尺、游标卡尺或矩形样用游标卡尺。如果测量方法不准确，从而导致人为地尺寸测量偏大。由于主观因素和操作技术的不同，也会给测量结果带来误差。
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第一：取样部位和方法。取样部位的差异会直接影响金属材料拉伸试验的断后伸长率、屈服强度以及抗拉强度等各项性能指标。金属材料中因成分、组织、结构、缺陷、加工变形等分布不均，使得同一批甚至同一产品的不同部位的力学性能出现了差异。所以取样应严格按gb/t 228- 2002 附录中的规定进行。此外，在切取样坯时， 必须防止因受热、加工硬化及变形而影响其力学性能。
第二：试样的形状、尺寸和精度。同一材料同一状态的金属材料，如果截面形状不同，测得的结果对上屈服强度影响大，对下屈服强度影响小；大横截面积（大尺寸）的试样的抗拉强度较小尺寸的低，而且塑性指标也下降；试样平行长度内的平行度和尺寸精度也很容易影响测试结果。因为试样测量的尺寸值可能不是实际样品的最小位置尺寸，这将造成测试的结果偏低。所以试件的形状和尺寸需按照标准进行。
第三：测量仪器方面。尺寸测量仪和量具的精度必须符合试验要求。所以在进行试验之前，必须要对各种测量仪器进行校验，同时保持量具的清洁干净。
第四：试验设备。试验机与引伸计是金属材料拉伸试验中常用的两种试验设备，直接影响试验结果数值的准确信和真实性。前者用来测量作用力数值；后者主要用来进行位移或者延伸的测定。所以试验时必须要确保试验机与引伸计在检定合格的有效期之内，并定期校验。
第五：试验环境温度。某些金属材料具有很高的温度敏感性，即便是普通的金属材料，如果试验温度相差过大，也有可能导致试验测量结果的不一致。一般而言，体心立方金属随着温度下降，屈服强度急剧提高，面心立方金属变化则没有那么明显。而温度上升，金属材料的屈服强度一般会下降。因此 gb/ t 228-2002 在关于金属材料室温拉伸试验方法的规定中，试验一般室温须在10℃-35℃范围内进行。对温度有严格要求的试验温度应为23℃±5℃。
第六：夹持具选择、试样夹持的影响。 夹持具选择、试样夹持和引伸计的装卸不正确会影响测试结果。夹持具与试验的试样形状不匹配和夹具的表面外型花纹形状不适宜,会造成夹具和试样间不能形成足够的夹持面积,静摩擦力不够,导致拉伸过程中夹具和试样产生相对滑动，从而影响了拉伸结果。
第七：夹持方法。试样的夹持方法对拉伸试验能否成功至关重要，如果试样夹不住必然会导致试验无法进行，如果夹持方法不合理还易引起试样打滑或断在钳口内,，导致试验数据不准确或试验数据偏低。
第八：拉伸速率。拉伸速率直接影响金属材料的应力-应变关系。不同材料对速度的敏感程度不同，拉伸速率对不同的材料的影响大小不一样，对强度低、塑性好的材料影响要大。gb/ t 228- 2002 在关于金属材料室温拉伸试验方法的规定中：“在弹性范围和直至上屈服强度，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定，并在规定的应力速率范围内（材料弹性模量e＜150000n/mm2，应力速率在（2-20）n/mm2•s- 1 范围内，弹性模量e≥150000n/mm2，应力速率在（6-60）n/mm2•s- 1 范围内）。若仅测定下屈服强度， 在试样平行长度的屈服期间应变速率应在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。在塑性范围和直至规定强度应变速率不应超过0.0025/ s”
第九：拉伸试样横截面积的确定。拉伸试样横截面积确定有2个方法：一个是金属拉伸试验方法 gb/t 228，另一个是材料相应的产品标准。有的产品标准明确规定拉伸试验试样的横截面积按名义尺寸的横截面积要求， 如果产品标准中无此特殊规定，均应遵循 gb/t 228 标准，测量实际尺寸计量横截面积。
第十：试样尺寸的测量方法和测量人为误差。拉伸试样应视直径大小选用外径千分尺、游标卡尺或矩形样用游标卡尺。如果测量方法不准确，从而导致人为地尺寸测量偏大。由于主观因素和操作技术的不同，也会给测量结果带来误差。
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