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拉伸試驗可測定材料的一系列強度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強度通常是指材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時，當(dāng)載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。產(chǎn)生屈服時的應(yīng)力，稱屈服點或稱物理屈服強度，用σS(帕)表示。工程上有許多材料沒有明顯的屈服點，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為0.2%時的應(yīng)力值作為屈服強度，稱條件屈服極限或條件屈服強度，用σ0.2 表示。材料在斷裂前所達(dá)到的最大應(yīng)力值，稱抗拉強度或強度極限，用σb(帕)表示。

接下來簡單介紹了5種相應(yīng)的拉伸性能。

（1）屈服和屈服強度

很多結(jié)構(gòu)設(shè)計中我們需要確保在施加應(yīng)力的條件下只會發(fā)生彈性形變。某一個結(jié)構(gòu)或者組件在經(jīng)歷了塑性變形或者說形狀發(fā)生了永久性的變化之后可能就無法滿足其應(yīng)用的功能要求。屈服發(fā)生的點可以通過應(yīng)力-應(yīng)變曲線最初開始偏離線性關(guān)系的位置來確定，該點我們有時候稱之為彈性極限。然而該點的精確位置較難測定。直線與應(yīng)力-應(yīng)變曲線彎向塑性變形區(qū)間的交點所對應(yīng)的應(yīng)力被定義為屈服強度。

對于具有非線性彈性區(qū)間的材料來說，不可能使用應(yīng)變截距的方法，通常將產(chǎn)生某特定程度應(yīng)變所需的應(yīng)力定義為屈服強度。彈性-塑性轉(zhuǎn)變十分明顯而且出現(xiàn)非常突然，我們稱這種想象為屈服點現(xiàn)象。在上屈服點處，塑性形變由工程應(yīng)力的明顯下降開始。形變在某上下范圍浮動的應(yīng)力值之內(nèi)持續(xù)發(fā)生，我們稱該應(yīng)力為下屈服點。接下來應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而升高。對于具有這種效應(yīng)的金屬來說，其屈服強度被認(rèn)為是與下屈服點相關(guān)的平均應(yīng)力值，因為該應(yīng)力比較明顯且對測試過程的敏感性較低。因此對于這些材料來說，我們沒有必要使用應(yīng)變截距的方法。

（2）拉伸強度

在屈服發(fā)生之后，使金屬繼續(xù)發(fā)生塑性形變所需的應(yīng)力增長到最大值，然后開始下降并最終發(fā)生斷裂。拉伸強度就是對應(yīng)于工程應(yīng)力——應(yīng)變曲線最高點的應(yīng)力值。該強度對應(yīng)于構(gòu)件所能承受的最大拉伸應(yīng)力。如果持續(xù)施加應(yīng)力則會發(fā)生斷裂。到該點之前，拉伸試樣較細(xì)部分的形變都是一致的。然而，在該最大應(yīng)力處，拉伸試樣的某點會開始縮小或產(chǎn)生一個脖頸，之后的所有形變都將局限與該脖頸處。我們稱該現(xiàn)象為頸縮處。斷裂強度對應(yīng)于斷裂發(fā)生時的應(yīng)力值。

（3）延展性

延展性是另一個重要的力學(xué)性能。它是衡量材料在斷裂前所能夠承受的塑性變形程度的物理量。一個金屬在斷裂時發(fā)生了很少或沒有塑性形變的特性被稱為脆性。延展性可定量表達(dá)為伸長率或斷面收縮率。伸長率，%EL，是斷裂時塑性應(yīng)變的百分比，或

式中，lf 斷裂時的長度，l0 為初始標(biāo)記長度。由于斷裂時大部分塑性變形度局限于頸所縮區(qū)域。因此%EL的大小將依賴于試樣的標(biāo)距長度。初始標(biāo)距長度l0越短，頸縮處的伸長所占的比例就越大，最終的%EL值就越大。因此，當(dāng)我們在應(yīng)用伸長率時需要給定初始標(biāo)距長度，一般來說是50mm。

斷面收縮率，%RA的定義式為：

式中，A0為初始橫截面積;Af為斷裂時的橫截面積。斷面收縮率的值既不依賴于l0，也不依賴于A0。而且，對于任一給定材料，其%EL和%RA的值一般來說是不一樣的。大多數(shù)金屬在室溫條件下都會呈現(xiàn)一定程度的延展性，然而，有些金屬在溫度下降后會變?yōu)榇嘈浴?/span>

對于材料延展性的了解之所以十分重要的原因主要體現(xiàn)在兩個方面。首先，它可以告訴設(shè)計者某一材料結(jié)構(gòu)在斷裂前會經(jīng)歷的塑性變形的程度。其次，它規(guī)定了材料在成型加工過程中可以接受的塑性變形范圍。如果在設(shè)計應(yīng)力值計算中出現(xiàn)了誤差，有些材料可能只會發(fā)生局部形變而不會斷裂，我們稱這些延展性相對較好的材料是“寬容的”。

我們近似第認(rèn)為那些斷裂應(yīng)變小于5%的材料為脆性材料?？偟膩碚f，我們可以通過拉伸應(yīng)力-應(yīng)變測試得到金屬的幾個重要力學(xué)性能。在室溫下的屈服強度、拉伸強度以及延展性值。這些性能對于材料所經(jīng)歷的形變、雜質(zhì)或任何熱處理過程都十分敏感。彈性模量是對上述這些因素較不敏感的一個力學(xué)參數(shù)。和彈性模量一樣，屈服強度和拉伸強度都會隨著溫度的升高而下降。這與延展性相反，延展性會隨溫度的升高而得到增強。

（4）回彈性

回彈性是指材料在彈性形變過程中吸收能量，并在卸載過程中將該能量釋放并恢復(fù)初始狀態(tài)的能力。與該性能相關(guān)的物理量為回彈模量，即使材料從無載荷初始狀態(tài)加載至發(fā)生屈服所需要的單位體積應(yīng)變能。

（5）韌性

韌性是一個很多情況下都會被用到的力學(xué)術(shù)語。其中一種情況下，韌性是指材料中有裂紋存在時，改材料的抗斷裂能力。由于制造零缺陷的材料幾乎不可能的，因此斷裂韌性是所有結(jié)構(gòu)材料的一個主要考慮因素。另外一種對韌性的定義式材料吸收能量以及在斷裂前經(jīng)受塑性變形的能力。對于動態(tài)加載條件以及有缺口存在時，缺口韌性一般通過沖擊測試進行評估。對于靜態(tài)的情況，金屬韌性的測量可以通過拉伸應(yīng)力-應(yīng)變的結(jié)果進行確認(rèn)，強韌的金屬必須具備強度又具備韌。

測試標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 228.1-2010 金屬材料 拉伸試驗 第1部分 室溫試驗方法

ASTM E8 / E8M - 16a Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials

ISO 6892-1-2016 金屬材料 拉伸試驗 第1部分 常溫測試法

GB/T 1040.1-2006 塑料 拉伸性能的測定 第1部分：總則

ISO 527.2-2012 塑料—拉伸性能的測定—第2部分：模塑和擠塑塑料的試驗條件

ASTM D638ASTM D638-2003 中文版 塑料拉伸性能測定方法

GB/T 2039-2012 金屬材料單軸拉伸蠕變試驗方法

GB/T 2975-1998 鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗取樣位置及試樣制備

GB/T 4338-2006 金屬材料 高溫拉伸試驗方法

GB/T 6396-2008 復(fù)合鋼板力學(xué)及工藝性能試驗方法

GB/T 8358-2014 鋼絲繩實際破斷拉力測定方法

GB/T 10120-2013 金屬材料拉伸應(yīng)力松弛試驗方法

GB/T 13239-2006 金屬材料低溫拉伸試驗方法

GB/T 16865-2013 變形鋁、鎂及其合金加工制品拉伸試驗用試樣及方法

GB/T 17600.1-1998 鋼的伸長率換算 第1部分：碳素鋼和低合金鋼

GB/T 17600.2-1998 鋼的伸長率換算 第2部分：奧氏體鋼

GB/T 22315-2008 金屬材料彈性模量和泊松比試驗方法

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