拉伸试验详解：测定材料强度与塑性指标的关键方法

拉伸试验是指在轴向拉伸载荷作用下测量材料性能的试验方法。拉伸试验获得的数据可用于测定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、断面收缩率、抗拉强度、屈服点、屈服强度等拉伸性能指标。蠕变数据可以通过在高温下进行的拉伸测试获得。

测量材料在拉伸载荷作用下一系列性能的试验，也称拉伸试验。它是材料力学性能测试的基本方法之一，主要用于检查材料是否符合规定的标准以及研究材料的性能。

拉伸试验可以测量材料的一系列强度指标和塑性指标。强度通常是指材料在外力作用下抵抗弹性变形、塑性变形和断裂的能力。当材料承受拉伸载荷时，载荷继续发生显着塑性变形而不增加载荷的现象称为屈服。发生屈服的应力称为屈服点或物理屈服强度，以 σS (Pa) 表示。工程中有许多材料没有明显的屈服点。通常取材料残余塑性变形为0.2%时的应力值作为屈服强度，称为条件屈服极限或条件屈服强度，用σ0.2表示。材料断裂前达到的最大应力值称为抗拉强度或强度极限，以σb（帕斯卡）表示。

塑性是指金属材料在载荷作用下发生塑性变形而不损坏的能力。常用的塑性指标有伸长率和面积收缩率。伸长率又称伸长率，是指材料试样在拉伸载荷作用下拉断后的总伸长率与原长度之比的百分比，用δ表示。断面收缩率是指材料试样受拉伸载荷拉断后缩小的断面面积与原断面面积的百分比，用ψ表示。

低碳钢拉伸试验

1. 准备试件。用打标机在原标距范围内划出一条圆线（或用小钢冲头打小冲点），将标距长度分成10个等长的格子。用游标卡尺在两个相互垂直的方向上测量试样原始标距两端和中间的直径。取算术平均值作为截面直径。然后选取三个截面直径中的最小值进行计算。试样的原始横截面积A。 （取三位有效数字）。

2、调整试验机。根据低碳钢的抗拉强度σb和原始横截面积估算试件的最大载荷，配置相应的摆锤，选择合适的测力板。启动试验机，将工作台升高约10mm，以消除工作台系统自重的影响。调整主动指针与零位对齐，使从动指针靠近主动指针，并调整自动绘图装置。

3. 夹紧试件。首先将试件夹在上卡盘中，然后将下卡盘移至适当的夹紧位置，最后将试件的下端夹紧。

4、检查和试运行。请实验指导老师检查以上步骤的完成情况。启动试验机，预加少量载荷（该载荷对应的应力不能超过材料的比例极限），然后卸载至零，检查试验机是否正常工作。

5. 进行实验。启动试验机，缓慢均匀地加载，并仔细观察测力指针的转动和绘图装置的绘图情况。注意捕获屈服载荷值并记录下来，以计算屈服点应力值σS。屈服阶段要注意打滑现象。屈服阶段之后，加载速度可以更快。当即将达到最大值时，要注意“颈缩”现象。断裂后立即停止试件，记录最大载荷值。

6. 取出试片和记录纸。

7、用游标卡尺测量拉断后的标距。

8. 使用游标卡尺测量缩颈的最小直径 d1。