拉伸試驗

1.1.1什么是拉力試驗機的拉伸試驗

拉力試驗機的拉伸試驗是標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣在靜態(tài)軸向拉伸力不斷作用下以規(guī)定的拉伸速度拉至斷裂，并在拉伸過程中連續(xù)記錄力與伸長量，從而求出其強度判據(jù)和塑性判據(jù)的力學(xué)性能試驗。

強度指標(biāo)：彈性極限、屈服強度、抗拉強度；

塑性指標(biāo)：斷后伸長率、斷面收縮率。

1.1.2 拉力機拉伸概念

拉力機應(yīng)力：應(yīng)力是在它所作用面積上的力，用N/mm²表示，在米制單位中，用千帕（kPa）或兆帕（MPa）表示。

應(yīng)變：是被測試材料尺寸的變化率，它是加載后應(yīng)力引起的尺寸變化。由于應(yīng)變是一個變化率，所以它沒有單位。

原始標(biāo)距(L_o)：施力前的試樣標(biāo)距。

斷后標(biāo)距(L_u)：試樣斷裂后的標(biāo)距。

平行長度(L_c)：試樣兩頭部或兩夾持部分(不帶頭試樣)之間平行部分的長度。

斷后伸長率(A)：是斷后標(biāo)距的殘余伸長(L_u-L_o)與原始標(biāo)距(L_o)之比的百分率。

斷面收縮率(Z)：斷裂后試樣橫截面積的縮減量(S_o-S_u)與原始橫截面積(^So)之比的百分率。

力(F_m)：試樣在屈服階段之后所能抵抗的力。

屈服強度：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點。

上屈服強度：試樣發(fā)生屈服而力下降前的應(yīng)力。

下屈服強度：在屈服期間，不計初始瞬時效應(yīng)時的應(yīng)力。

1.1.3 拉力機拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

以低碳鋼的拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線為例。

OB—彈性階段，BC—屈服階段

CD—強化階段，DE—頸縮階段

試樣在各階段變化的示意圖

彈性階段

金屬材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系，符合胡克定律，即 σ= E·ε，其比例系數(shù)E稱為彈性模量。

彈性極限σ_p與比例極限σ_e非常接近，工程實際中近似地用比例極限代替彈性極限。

屈服階段

屈服強度：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點，應(yīng)區(qū)分上屈服強度和下屈服強度。通常把下屈服點對應(yīng)的應(yīng)力值稱為屈服強度。

強化階段

經(jīng)過屈服階段后，曲線從C點又開始逐漸上升，說明要使應(yīng)變增加，必須增加應(yīng)力，材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱作強化，CD段稱為強化階段（加工硬化）。

曲線點所對應(yīng)的應(yīng)力值記作，稱為材料的抗拉強度(或強度極限)，它是衡量材料強度的又一個重要指標(biāo)。 強度極限是材料在整個拉伸過程中所能承受的拉力。