影響材料拉伸試驗(yàn)和性能的主要因素匯總

雖然金屬材料拉伸性能取決于材料本身的性質(zhì)，如化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)等，但即使是相同的材料在不同拉伸試驗(yàn)過程中所得的結(jié)果也很有可能不相同。影響金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果的因素很多，總體來說可以分為主觀和客觀兩大因素。下面就環(huán)境條件、試樣、應(yīng)變速率、人為因素幾個(gè)條件介紹它們對(duì)拉伸試驗(yàn)及性能的影響。

環(huán)境條件的影響

1：溫度的影響。一般而言，體心立方金屬隨著溫度下降，屈服強(qiáng)度急劇提高，面心立方金屬變化則沒有那么明顯。而溫度上升，金屬材料的屈服強(qiáng)度一般會(huì)下降。因此GB/ T 228-2002 在關(guān)于金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定中，試驗(yàn)一般室溫須在10℃～35℃范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)溫度有嚴(yán)格要求的試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。

2：環(huán)境振動(dòng)與電磁干擾的影響。振動(dòng)的環(huán)境和電子設(shè)備的電磁干擾會(huì)對(duì)拉力機(jī)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。

試樣的影響

1：試樣形狀的影響。有實(shí)驗(yàn)表明，下屈服強(qiáng)度受試樣的形狀影響不大，而上屈服強(qiáng)度受試樣的形狀影響較大。此外試樣肩部的過渡形狀也對(duì)上屈服強(qiáng)度有較大的影響。

2：試樣的尺寸的影響。一般而言，隨著試樣直徑減少，抗拉強(qiáng)度和斷面收縮率有所增加。

3：表面粗糙度的影響。試樣表面粗糙度對(duì)抗拉強(qiáng)度幾乎不受影響。對(duì)于塑性較好的材料，屈服點(diǎn)稍有影響。對(duì)于塑性較差的材料，非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力和斷后伸長(zhǎng)率稍有影響。

應(yīng)變速率的影響

常溫下，試驗(yàn)機(jī)的拉伸速度對(duì)結(jié)果有一定的影響。拉伸速度太大，所測(cè)屈服強(qiáng)度或規(guī)定比例延伸強(qiáng)度將有不同程度的提高。GB/ T 228- 2002 在關(guān)于金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定中：“在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定，并在規(guī)定的應(yīng)力速率范圍內(nèi)(材料彈性模量E<150000N/mm2，應(yīng)力速率在(2～20)N/mm2·s- 1 范圍內(nèi)，彈性模量E≥150000N/mm2，應(yīng)力速率在(6～60)N/mm2·s- 1 范圍內(nèi))。若僅測(cè)定下屈服強(qiáng)度， 在試樣平行長(zhǎng)度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/ s～0.0025s 之間，平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。在塑性范圍和直至規(guī)定強(qiáng)度應(yīng)變速率不應(yīng)超過0.0025/ s”。

人為因素的影響

1：夾持方法。試樣的夾持方法對(duì)金屬拉伸試驗(yàn)也非常重要。拉伸試驗(yàn)中不允許對(duì)試樣施加偏心力，因?yàn)榱Φ钠囊资乖囼?yàn)力與試樣軸向發(fā)生偏移。而拉伸夾具的選用不當(dāng)也會(huì)給試樣產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，使結(jié)果帶來誤差。所以選擇合適的夾持方法對(duì)金屬拉伸試驗(yàn)?zāi)芊癯晒χ陵P(guān)重要。另外在上下夾頭夾緊時(shí)，嚴(yán)禁移動(dòng)橫梁。

2：操作帶來的影響。在金屬拉伸試驗(yàn)工作中，作為具體實(shí)驗(yàn)人，由于主觀和具體操作上的不同，也會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來誤差，尤其是試樣表面形狀不規(guī)則、標(biāo)距的標(biāo)注、測(cè)量比較困難的，也極易形成數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定。

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