金屬拉伸試驗課件

金屬材料的拉伸試驗

GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第一部分：室溫試驗方法》

吳江天吳特種安全閥有限公司*金屬材料的拉伸試驗

GB/T228.1-2010《金屬材料1

拉伸試驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。利用拉伸試驗得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的基本力學(xué)性能指標(biāo)，如，彈性模量、屈服強(qiáng)度、規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸縮率、斷面收縮率、應(yīng)變硬化指數(shù)和塑性應(yīng)變比等。

拉伸試驗所得到的材料強(qiáng)度和塑性性能數(shù)據(jù)，對于產(chǎn)品的設(shè)計和選材，新型材料的研制，材料的采購和驗收，產(chǎn)品的質(zhì)量控制，設(shè)備的安全評估，都有很重要的應(yīng)用價值和參考價值，在有些場合下還可以直接用拉伸試驗的結(jié)果作為判據(jù)*拉伸試驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特2第一節(jié)拉伸過程中的物理現(xiàn)象及有關(guān)術(shù)語一、應(yīng)力及應(yīng)變在具體應(yīng)用中，拉伸力F與試樣原始截面S0的比值定義為工程應(yīng)力，即：σ=F/S0拉伸過程中，試樣長度方向特定標(biāo)距L下的伸長量△L與標(biāo)距L的比值定義為工程應(yīng)變，即：ε=△L/L*第一節(jié)拉伸過程中的物理現(xiàn)象及有關(guān)術(shù)語一、應(yīng)力及應(yīng)變*3二、拉伸時的物理現(xiàn)象等截面桿件試樣在拉伸試驗時，宏觀上可以看到試樣逐漸被均勻拉長，然后在某一界面處變細(xì)，直到在該處斷裂。上述過程一般可以分解為彈性變形、滯彈性變形、屈服前微塑性變形、屈服變形、均勻塑性變形、局部塑性變形6個階段。*二、拉伸時的物理現(xiàn)象*4

試樣在拉伸時的伸長和斷裂過程*試樣在拉伸時的伸長和斷5第一個階段彈性變形階段oa

在這個階段中，試樣的變形是彈性的，并且外力與伸長是成正比例的直線關(guān)系。即伸長與載荷之間服從胡克定律。如果在試驗過程中卸除拉力，則試樣的伸長變形會消失，試樣的標(biāo)距部分可以恢復(fù)到原廠，不產(chǎn)生殘余延伸。*第一個階段彈性變形階段oa在這個階6第二階段滯彈性變形階段ab在彈性變形階段中，外力與伸長成正比例的直線關(guān)系并不能一直保持下去，一旦外力超過曲線上的a點(diǎn)，正比例關(guān)系就被破壞了。拉伸圖上ab段就是彈性變形中的非線性階段，即滯彈性變形，此時試樣的變形仍然是彈性的。此階段很短，一般不容易觀察到。*第二階段滯彈性變形階段ab在彈7第三階段屈服前微塑性變形階段bc

在這個階段，試樣開始出現(xiàn)連續(xù)均勻的微小塑性變形。這種變形的特征是在卸除拉力后試樣的伸長不會完全消失。這一階段也很短，而且不容易與滯彈性變形階段準(zhǔn)確區(qū)分。*第三階段屈服前微塑性變形階段bc在這8第四階段屈服階段cde在此階段，試樣受拉伸外力的作用產(chǎn)生了較大的塑性變形。在開始階段由于屈服變形的不連續(xù)導(dǎo)致了力值的突然下降cd。隨著拉伸時間的延續(xù)，試樣伸長急劇增加，但載荷卻在小范圍內(nèi)波動，如果忽略這一波動，拉伸圖上可見一水平線段de。這種拉力不增加而變形仍能繼續(xù)增加的現(xiàn)象，其起點(diǎn)宏觀上可以看作是金屬材料從彈性變形到塑性變形的一個明顯標(biāo)志。*第四階段屈服階段cde在此階段，試9第五階段均勻塑性變形階段ef

屈服階段結(jié)束之后，必須進(jìn)一步增加外力才能使試樣繼續(xù)被拉長。這一階段中，金屬變形具有另一種特點(diǎn)，即隨著變形量的增加材料不斷被強(qiáng)化，這種現(xiàn)象稱之為應(yīng)變硬化。表現(xiàn)在拉伸圖上就是ef段不斷上升。在此階段中試樣的某一部分產(chǎn)生了塑性變形，雖然這一部分截面積減小，但變形強(qiáng)化阻止了塑性變化在此處的繼續(xù)發(fā)展，此時由于力的傳遞使塑性變形推移到試樣的其他部位。這樣，變形和強(qiáng)化交替進(jìn)行，就使得試樣各部分產(chǎn)生了宏觀上均勻的塑性變形。*第五階段均勻塑性變形階段ef屈服階段10第六階段局部塑性變形階段fg

在拉力的繼續(xù)作用下，由于均勻塑性變形的強(qiáng)化能力跟不上變形量，終于在某個截面上產(chǎn)生了局部的大量的塑性變形，致使該截面積快速不斷縮小，產(chǎn)生了縮頸現(xiàn)象，此時雖然外力不斷下降，但由于縮頸部位面積迅速減小，因此縮頸處的實際應(yīng)力仍在不斷增長，縮頸部位的材料繼續(xù)被拉長，直至被拉斷。出現(xiàn)局部塑性變形的開始點(diǎn)f所對應(yīng)的力Fm為試樣拉伸過程中所能承受的最大外力。*第六階段局部塑性變形階段fg在拉力的繼11Q345鋼材拉伸試驗的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖*Q345鋼材拉伸試驗的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖*12**13三、術(shù)語（1）與標(biāo)距有關(guān)的術(shù)語1.平行長度Lc：試樣平行縮減部分的長度。對于未加工的試樣，平行長度的概念被夾持部分之間的距離取代。*三、術(shù)語*142.試樣標(biāo)距原始標(biāo)距L0：室溫下施力前測量試樣伸長所標(biāo)記的標(biāo)距長度。斷后標(biāo)距Lu：在室溫下將斷后的兩部分試樣緊密的連在一起，保證兩部分的軸線位于同一條直線上，測量試樣斷裂后的標(biāo)距。引伸計標(biāo)距Le：用引伸計測量試樣延伸時所使用引伸計原始標(biāo)距長度。*2.試樣標(biāo)距*15（二）與伸長或延伸有關(guān)的術(shù)語1.伸長率（只與試樣原始標(biāo)距長度L0有關(guān)）斷后伸長率A:試樣拉斷后，原始標(biāo)距部分的伸長與原始標(biāo)距之比的百分率。A=(Lu-L0）/L0×100%2.延伸率（只與引伸計標(biāo)距Le有關(guān)）屈服點(diǎn)延伸率Ae：試樣自屈服開始到屈服階段結(jié)束之間，引伸計標(biāo)距的延伸與引伸計標(biāo)距之比的百分率。斷裂總延伸率At：試樣在斷裂時刻，引伸計標(biāo)距的總延伸（彈性延伸+塑性延伸）與引伸計標(biāo)距之比的百分率?！?（二）與伸長或延伸有關(guān)的術(shù)語*16（三）與應(yīng)力有關(guān)的的術(shù)語1.屈服強(qiáng)度當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)物理屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達(dá)到塑性變形而力不增加的區(qū)間。應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。上屈服強(qiáng)度ReH:試樣發(fā)生屈服并且力首次下降前的最大應(yīng)力。下屈服強(qiáng)度ReL:在屈服期間，不計初始效應(yīng)時的最小應(yīng)力。*（三）與應(yīng)力有關(guān)的的術(shù)語*172.規(guī)定延伸強(qiáng)度規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp：塑性延伸等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距百分率時對應(yīng)的應(yīng)力。規(guī)定總延伸強(qiáng)度Rt：總延伸等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距百分率時對應(yīng)的應(yīng)力。*2.規(guī)定延伸強(qiáng)度*183.抗拉強(qiáng)度Rm試樣受外力（屈服階段之前不計）拉伸過程中所受的最大名義應(yīng)力。*3.抗拉強(qiáng)度Rm*19（四）其他術(shù)語1.斷面收縮率Z試樣拉斷后