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科准小课堂:基于万能材料试验机的碳素结构钢拉伸测试指南
来源:ob欧宝娱乐体育网页版入口    发布时间:2025-09-25 22:58:12

  在现代工业与建筑领域,碳素结构钢因其良好的强度、塑性和可焊性,成为应用最广泛的金属材料之一。其力学性能,特别是拉伸性能,是评估材料的品质、进行安全设计和工艺评定的核心依据。

  为确保结构件在服役过程中的安全可靠,对碳素结构钢进行精确的拉伸测试至关重要。科准测控小编将深入探讨拉伸测试的基础原理、遵循的国际/国内标准、所需的核心检测设备和详细的操作的过程,旨在为质量控制人员、工程师和研究人员提供一份实用、全面的操作指南。

  拉伸测试是测定材料静态拉伸力学性能的经典方法。其原理是将规定形状和尺寸的金属试样装夹在万能试验机的上下夹具中,随后对试样施加缓慢递增的轴向拉伸载荷,直至其被拉断。

  通过全程记录载荷与试样的伸长量(或夹具位移),我们大家可以绘制出应力-应变曲线,并从中获取以下关键力学性能指标:

  1、屈服强度 (Yield Strength):材料开始发生明显塑性变形时的应力值。对于无明显屈服点的材料,通常规定以产生0.2%塑性应变时的应力作为条件屈服强度(Rp0.2)。

  2、抗拉强度 (Tensile Strength):试样在断裂前所能承受的最大名义应力,是材料抵抗均匀塑性变形的能力体现。

  3、断后伸长率 (Elongation after Fracture):试样拉断后,标距部分的伸长量与原始标距的百分比,代表材料的塑性变形能力。

  4、断面收缩率 (Reduction of Area):试样拉断后,断裂处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比,同样是评价材料塑性的重要指标。

  GB/T 228.1-2021《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》

  优势:相较于机械式或手动夹具,液压夹具能提供更均匀、稳定且强大的夹持力,有很大效果预防试样在夹持部位打滑或提前断裂,非常适合于高强度材料的测试,确保断裂发生在平行长度内,获得准确的测试结果。

  试验速度:10 mm/min(该速度适用于测定规定塑性延伸强度Rp0.2和抗拉强度,符合规定标准推荐的控制方式)。

  根据GB/T 228.1和GB/T 700的规定要求,从钢材上截取并机加工制成标准拉伸试样(通常为圆棒比例试样或板状试样)。

  精确测量试样的原始横截尺寸(直径或宽度厚度),用于计算横截面积(S0)。

  在试样的平行长度上标记原始标距(L0),例如L0=5d或50mm/80mm。

  在控制软件中选择对应的测试标准(GB/T 228.1),并输入试样的原始尺寸信息。

  移动横梁,调整下夹具位置,将试样的另一端放入下夹具中,确保试样轴向对齐,避免产生弯曲应力。

  密切关注曲线变化。当曲线首次出现平台或拐点(屈服阶段)后,软件会自动记录上/下屈服强度。对于无明显屈服的材料,将根据引伸计数据计算Rp0.2。

  试样继续变形,载荷上升至最大值(抗拉强度点)后开始下降,最终在平行长度某处发生断裂。

  将断后的两半试样小心拼接,测量断后标距(Lu)和颈缩处最小直径(用于计算断面收缩率)。

  软件将根据记录的曲线和输入的断后数据,自动计算出屈服强度ReH/ReL/Rp0.2、抗拉强度Rm、断后伸长率A等全部结果。

  整理测试数据,审核无误后,生成符合规定标准格式的测试报告。报告应包含试样信息、测试条件、结果数据和典型的应力-应变曲线。

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