拉伸试验与材料的力学性能

       拉伸实验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法，是材料机械性能试验的基本方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。

       我们利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的断后伸长率、弹性模量、断面收缩率、抗拉强度、屈服点延伸率、屈服强度、金属硬化指数、塑性应变比和其它拉伸性能指标。

       强度指标：屈服强度、抗拉强度等。

塑性指标：断后伸长率、断面收缩率等。

根据试验条件的不同，常见的金属拉伸有室温拉伸、高温拉伸、低温拉伸等；根据试验所用试样不同，有棒材拉伸、板材拉伸、管材拉伸、线材拉伸等。

铸铁试样拉伸断口

金属材料拉伸过程中的四个阶段

     试验最终得到的拉伸曲线，实际上是载荷－伸长曲线，在这个曲线中有四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。

弹性阶段

    随着荷载的增加，应变随应力成正比增加。如卸去荷载，试件将恢复原状，表现为弹性变形，此阶段内可以测定材料的弹性模量E。

屈服阶段

    普碳钢：超过弹性阶段后，载荷几乎不变，只是在某一小范围内上下波动，试样的伸长量急剧地增加，这种现象称为屈服。如果略去这种荷载读数的微小波动不计，这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。塑性变形是突然开始且载荷数会突然下降，如果全部卸除荷载试样将不会恢复原长表现为永久形变。而对于铝合金来说，弹性区域的结束点并非伴随着载荷的突然下降或其他明显的变化从弹性阶段到塑性阶段是一条平滑渐变的曲线。

强化阶段

    试样经过屈服阶段后，曲线呈现上升趋势，由于材料在塑性变形过程中不断强化，材料的抗变形能力有增强了，这种现象称为应变硬化。若在此阶段卸载载荷到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变。

颈缩阶段和断裂阶段

     试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低。

金属拉伸试验有哪些要求？   

     01、环境温度：23±5℃。

    02、拉伸试验机：试验机的测力系统应满足GB/T16825.1要求，并按照JJG 139、JJG 475、JJG 1063进行校准，且其准确度应为1级或优于1级。

    03、引伸计：测定上屈服强度、下屈服强度、屈服点延伸率、规定塑性延伸强度等指标，应使用1级或优于1级准确度引伸计。且为了满足GB/T228.1-2021标准要求，引伸计测量最大标距应大于等于200mm。测量弹性模量指标，应使用0.5级或优于0.5级准确度引伸计。

    04、试验速率：按照GB/T228.1-2021 A224推荐速率执行，即弹性、屈服阶段速率0.00025/s,硬化、颈缩阶段速率0.0067/s。

 拉伸试验的应用

       拉伸实验是测定材料在静载条件下机械性能的最基本和重要的实验之一，广泛应用于计量质检、橡胶塑料、冶金钢铁、机械制造、汽车生产、电线电缆、仪器仪表、航空、科研实验所、石油化工及其它行业，这不仅因为拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。更重要的是，工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。