金屬拉伸試驗應該注意的幾個問題

雖然說每一個試驗機廠家對金屬拉伸都很熟悉，但是真正完夠把標準以及標準
后面的理由吃透的廠家并不多，所以現在每一個試驗機廠家在指導用戶完成金屬拉伸
試驗的時候一般是從他們自己設備的能力出發，以zui簡單的方式來完成試驗，比如全
部以橫梁位移的速度來完成整個試驗過程。金屬拉伸試驗還是有很多細節問題非常值
得我們重視。
  首先是拉伸速度的問題。在彈性變形階段，金屬的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。
這時候如果以橫梁位移控制來做拉伸試驗，那么速度太快會導致整個彈性段很快就被
沖過去。以彈性模量為200Gpa的普通鋼材為例，如果標距為50mm的材料，在彈性段內
如以10mm/min的速度進行拉伸試驗，那么實際的應力速率為 200000N/mm2S-1×10mm/
min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的鋼材屈服強度就小于600Mpa，所以只需
要1秒鐘就把試樣拉到了屈服，這個速度顯然太快。所以在彈性段，一般都選擇采用應
力速率控制或者負荷控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段以后，載荷增加不大，而
變形增加很快，所以為了防止拉伸速度過快，一般采用應變控制或者橫梁位移控制。
所以在GB228-2002里面建議了，“在彈性范圍和直至上屈服強度，試驗機夾頭的分離
速率應盡可能保持恒定并在規定的應力速率的范圍內（材料彈性模量E/（N/mm2）＜
150000，應力速率控制范圍為2—20（N/mm2）•s-1、材料彈性模量E/（N/mm2）≥
150000，應力速率控制范圍為6—60（N/mm2）•s-1＝。若僅測定下屈服強度，在試樣
平行長度的屈服期間應變速率應在0.00025/s～0.0025/s之間。平行長度內的應變速
率應盡可能保持恒定。在塑性范圍和直至規定強度（規定非比例延伸強度、規定總延
伸強度和規定殘余延伸強度）應變速率不應超過0.0025/s。"。這里面有一個很關鍵
的問題，就是應力速度與應變速度的切換點的問題。是在彈性段結束的點進行應
力速度到應變速度的切換。在切換的過程中要保證沒有沖擊、沒有掉力。這是拉力試
驗機的一個非常關鍵的技術。
  其次是引伸計的裝夾、跟蹤與取下來的時機。對于鋼材的拉伸的試驗，如果要求取
zui大力下的總伸長（Agt），那么引伸計就必須跟蹤到zui大力以后再取下。對于薄板等
拉斷后沖擊不大的試樣，引伸計可以直接跟蹤到試樣斷裂；但是對于拉力較大的試樣，
的辦法是試驗機拉伸到zui大力以后開始保持橫梁位置不動，等取下引伸計以后在
把試樣拉斷。有的夾具在夾緊試樣的時候會產生一個初始力，一定要把初始力消除以
后再夾持引伸計，這樣引伸計夾持的標距才是試樣在自由狀態下的原始標距。
能夠這么做試驗的試驗機不多，請您在選購和使用的時候注意這幾點。