ATM 001.1 金属材料拉伸试验技术 钢铁研究总院分析测试培训中心 2011年05月.

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1 ATM 001.1 金属材料拉伸试验技术 钢铁研究总院分析测试培训中心 2011年05月

2 1.金属材料拉伸试验技术 金属材料拉伸试验技术包含：室温拉伸、高温拉伸、低温拉伸、液氦拉伸、弹性模量和泊松比（静态法）与薄板和薄带塑性应变比、拉伸应变硬化指数七项标准试验方法，七种实验所用设备主要由拉伸试验机、引伸计以及高、低温试验辅助装置组成。

3 2.金属拉力试验机 拉力试验机是拉伸试验的主要设备。它主要由加载机构、夹样机构、记录或输出机构、测力机构四部分组成。目前，主要分为电子万能试验机、液压万能试验机和电液伺服试验机三大类。无论试验机是哪一种类型，拉伸试验所用的机器应满足以下要求：①达到试验机要求的精度；②有加载调速装置；③有数据记录或显示装置；④由计量部门定期进行检定。

4 2、金属拉力试验机 控制方式：应力控制 应变控制 位移控制

5 2、金属拉力试验机 试验机应按照GB/T 进行检验，并应为1级或优于1 级准确度。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、规定总延伸强度、规定残余延伸强度以及规定残余延伸强度验证，应使用不劣于1 级准确度的引伸计。测定抗拉强度、断后伸长率，应使用不劣于2 级准确度的引伸计。

6 3、GB/T GB/T 与GB/T 区别 —增加了试验速率的控制方法：方法A应变速率控制方法； —试验结果的数值修约； —拉伸试验测量不确定度的评定方法； —增加了资料性附录A计算机控制拉伸试验机使用时的建议； —增加了资料性附录F考虑试验机刚度（或柔度）后估算的横梁位移速率。

7 3、GB/T 引言 两种试验速率的控制方法。第一种方法A为应变速率（包括横梁位移速率），第二种方法B为应力速率。方法A旨在减小测定应变速率敏感参数时试验速率的变化和减小试验结果的测量不确定度。本部分将来将推荐使用应变速率的控制模式进行拉伸试验。

8 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定 标准中11、12 条规定：

9 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定 方法1： 图解方法
应采用不劣于1级准确度的引伸计，引伸计标距应不小于试样标距的一半（即Le  ½ L0）； 应采用1级或优于1级准确度的试验机； 试验时，可以采用记录力—延伸曲线或力—位移曲线方式。采用自动测定方法时，相应地采集力—延伸或力—位移数据；

10 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定 方法A:
a) 在直至测定ReH应按照规定的应变速率e Le。这一范围需要在试样上装夹引伸计，消除拉伸试验机柔度的影响，以准确控制应变速率。（对于不能进行应变速率控制的试验机，根据平行长度部分估计的应变速率e Lc也可用。） 应变速率e Le应尽可能保持恒定。在测定这些性能时，e Le应选用下面两个范围之一： 范围1： eLe = s-1，相对误差±20% 范围2：e Le = s-1，相对误差±20% (如果没有其它规定，推荐选取该速率)

11 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定 方法A:
b) 对于不连续屈服的材料，应选用根据平行长度部分估计的应变速率 eLc。 上屈服点之后，在测定下屈服强度，应当保持下列两种范围之一的平行长度估计的应变速率范围 eLc，直到不连续屈服结束。 范围2： eLc= s-1，相对误差±20%（测定ReL时推荐该速率） 范围3：e Lc=0.002s-1，相对误差±20%

12 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定 方法B:
如仅测定上屈服强度，试验时的弹性应力速率应在下表的规定范围内，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定。 如仅测定下屈服强度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在 /s～0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。如不能直接调节这一应变速率，应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整，在屈服完成之前不再调节试验机的控制。 任何情况下，弹性范围内的应力速率不得超过下表规定的最大速率。 如在同一试验中测定上屈服强度和下屈服强度，测定下屈服强度的条件应符合标准中 的要求。

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14 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定
判定方法：应按照定义判定上屈服强度和下屈服强度的位置。 上屈服强度ReH可以从力—延伸曲线图或峰值力显示器上测得，定义为力首次下降前的最大力值对应的应力 下屈服强度ReL可以从力—延伸曲线上测得，定义为不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力所对应的应力

15 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定
确定下屈服强度时，要排除“初始瞬时效应影响”。所谓初始瞬时效应是指从上屈服强度向下屈服强度过渡时发生的瞬时效应（也称惯性效应），与试验机加力系统的柔度、试样的柔度、试验速率、试样屈服特性和测力系统惯性守恒等多种因素相关。对于瞬时效应作定量评定是困难的。定性地把从上屈服强度向下屈服强度过渡期间的第1个下降谷区作为“初始瞬时效应”的影响区。为了避开该区影响，把第1个下降谷值应力（不管它是否为最小）排除不计后，取其之后的最小应力为下屈服强度，只呈现一个谷值情况，该谷值应力为下屈服强度。对于上和下屈服强度位置判定的基本原则如下：

16 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定
屈服前的第1个峰值应力（第1个极大值应力）判为上屈服强度，不管其后的峰值应力比它大或比它小； 屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力，舍去第1个谷值应力（第1个极小值应力）不计，取其余谷值应力中之最小者判为下屈服强度。如只呈现1个下降谷，此谷值应力判为下屈服强度； 屈服阶段中呈现屈服平台，平台应力判为下屈服强度；如呈现多个而且后者高于前者的屈服平台，判第1个平台应力为下屈服强度； 正确的判定结果应是下屈服强度一定低于上屈服强度

17 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定
为提高试验效率，可以报告在上屈服强度之后延伸率为0.25%范围以内的最低应力为下屈服强度，不考虑任何初始瞬时效应。用此方法测定下屈服强度后，试验速率可以按照10.3.4增加。试验报告应注明使用了此简捷方法。 注：此规定仅仅适用于呈现明显屈服的材料和不测定屈服点延伸率情况。

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21 3、GB/T 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定 上述关于上和下屈服强度位置判定的基本原则十分重要，不仅对于人工判定，而更重要的是对于自动化测定方法中测定程序的软件编制有帮助。

22 3、GB/T 228.1-2010 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ ReL）的测定 方法1：指针方法
采用指针方法测定上屈服强和下屈服强度时，在试验测定中要注视试验机测力表盘指针的指示，按照定义判读上屈服力和下屈服力： 当指针首次停止转动保持恒定的力判定为下屈服力FeL； 当指针首次回转前指示的最大力判定为上屈服为FeH； 当指针出现多次回转，则不考虑第1次回转，而取其余这些回转指示的最低力判定为下屈服力FeL； 当只有一次回转，则取回转的最低力判定为下屈服力FeL。

23 3、GB/T 228.1-2010 ReH和 ReL测定时应注意的问题：
a） 当材料呈现明显屈服（即不连续屈服）状态时，相关产品标准应规定或说明测定上屈服强度（ReH）或下屈服强度（ReL）或两者。当相关产品标无明确规定时，测定上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReL）并报告；只呈现单一屈服（呈现屈服平台）状态的情况（见图f和 h），测定为下屈服强度（ReL）并报告；如无异议可仅测定下屈服强度（ReL）报告。

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25 3、GB/T 228.1-2010 ReH和 ReL测定时应注意的问题：
b） 相关产品标准中规定了要求测定屈服强度，但材料在实际试验时并不呈现出明显屈服（即不连续屈服）状态，此种情况，材料不具有可测的上屈服强度（ReH）和（或）下屈服强度（ReL）性能。遇此种情况，建议测定规定塑性延伸强度（Rp0.2 ），并注明“无明显屈服”

26 3、GB/T 228.1-2010 ReH和 ReL测定时应注意的问题：
c） 如材料屈服期间力既不下降或也不是保持恒定，而是呈缓慢增加，只要能分辨出力在增加，尽管增加的量不大，这种状态判定为无明显屈服状态（见下图）。 d）仲裁试验采用图解方法。

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28 3、GB/T 228.1-2010 规定塑性延伸强度的测定 试验速率要求
测定Rp的范围，应按照规定的应变速率e Le。这一范围需要在试样上装夹引伸计，消除拉伸试验机柔度的影响，以准确控制应变速率。（对于不能进行应变速率控制的试验机，根据平行长度部分估计的应变速率e Lc也可用。） 应变速率 eLe应尽可能保持恒定。在测定这些性能时， eLe应选用下面两个范围之一： 范围1： eLe = s-1，相对误差±20% 范围2：e Le = s-1，相对误差±20% (如果没有其它规定，推荐选取该速率) 如果试验机不能直接进行应变速率控制，应该采用通过平行长度估计的应变速率 eLc即恒定的横梁分离速率。该速率应依据标准中提出的公式（1）进行计算，应考虑试验机系统的柔度，詳见附录F。

29 3、GB/T 228.1-2010 规定塑性延伸强度的测定 方法1：常规平行线方法
常规平行线方法适用于具有明显弹性直线段的材料测定规定塑性延伸强度。 这种方法采用图解方法（包括自动测定方法），引伸计标距Le≥1/2 L0。引伸计应为1级或优于1级准确度。 试验机测力系统的准确度应不劣于1级准确度。

30 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 试验时记录力—延伸曲线 或采集力—延伸数据，直至超过规定塑性延伸强度。然后，在力—延伸曲线图上，经过延伸轴上等于εPLe的C点作平行于曲线的弹性直线段OA的平行线CB，交曲线于B点，B点对应的力为所求测的规定塑性延伸力（见下图），此力除以试样原始横截面积S0便得到规定塑性延伸强度。

31 3、GB/T

32 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 由于在试验开始后的初始阶段容易受非线性因素的干扰，使得力—延伸曲线初始部分弯曲，遇这种情况要对曲线原点进行修正。修正的方法一般是通过对表观弹性直线段反向延长交于延伸轴，即可找到实际原点“O”，见下图。

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34 3、GB/T 228.1-2010 规定塑性延伸强度的测定 方法2：滞后环方法
滞后环方法仅适用于不具有明显弹性直线段的材料测定规定塑性延伸强度，对于具有明显弹性直线段情况，不应采用此方法，应采用“常规平行线方法”。因为具有弹性直线段情况下采用了滞后环方法，会使测定的规定塑性延伸强度偏高，原因在于滞后环方法是以卸力线和再次施力线斜率的近似平均斜率作为参照斜率，而这一平均斜率总是比首次施力的直线斜率小。 采用滞后环方法测定时，测力系统的准确度、引伸标距、引伸计准确度级别和试验时的速率等要求与上述的“常规平行线方法”的相同。

35 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 采用滞后环测定规定塑性延伸强度的程序是，对试样连续施力，同时记录力—延伸曲线或采集力—延伸数据，施力到超过预期的规定塑性延伸强度点后卸力至已达到的力的10%左右，接着再施力直至进入力—延伸曲线的包迹线范围。在正常的情况下，会在施力线与再卸力线构成一个完整的滞后环，见下图。通过滞后环的两端点划一直线，然后经过延伸轴上与曲线原点的距离等εP Le的点作平行于这一直线的平行线CB，平行线与力—延伸曲线的交点给出了规定塑性延伸强度的力 。此力除以试样原始横截面积即得到规定塑性延伸强度。

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37 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 因为卸力点是预期选择，或者说是凭经验选定。这难免会出现未达到实际的规定塑性延伸强度点之前卸力，使得滞后环处于平行线CB的左侧。这种情况，应按下图 a)和b)确定规定塑性伸力，即取平行线与包迹线相交的点。所谓包迹线是指一次施力的曲线轨迹。

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40 3、GB/T 228.1-2010 规定塑性延伸强度的测定 曲线原点修整：
由于受多种因素影响，拉伸曲线的原点可能需要修正。可以采各种方法修正曲线的原点。按照国际标准给出的方法：在曲线图上穿过其斜率最接近于滞后环斜率的弹性上升部分，划一条平行于滞后环所确定的直线的平行线，此平行线与延伸轴的交截点即为曲线的修正原点。其他方法，例如将弹性上升段的曲线走势反向延伸与延伸轴交截，交截点作为修正原点。

41 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 在力降低开始点的塑性应变只略微高于规定的塑性延伸强度Rp。较高应变的开始点将会降低通过滞后环获得直线的斜率。

42 3、GB/T 228.1-2010 规定塑性延伸强度的测定 方法3：逐步逼近方法
逐步逼近方法既适用具有弹性直线段材料，也适用于无明显弹性直线段材料测定规定塑性延伸强度。在国内已有不少自动测定系统中采用了这种方法。标准中的附录H给出了这种方法。这种方法是建立在“表观比例极限不低于规定塑性延伸强度RP0.2的一半”的假定，这一假定对于常见的金属材料是近似真实的。

43 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 采用逐步逼近方法测定规定塑性延伸强度时，测力系统的准确度级别、引伸计标距、引伸计的准确度级别和试验速率均与“常规平行线方法”要求相同。 试验时对试样连续施力，记录力—延伸曲线或采集力—延伸数据，直至超过预期的规定塑性延伸强度点（实际上可以直至到最大力点）。

44 3、GB/T

45 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 在力—延伸曲线上任意估取A0点拟为规定塑性延伸率等于0.2%时的力F0P0.2，在曲线上分别确定为0.1 F0P0.2和0.5 F0P0.2的B1和D1两点，作直线B1D1。从曲线原点0（必要时进行原点修正）起截取OC段（OC = 0.2 % Le），过C点作平行于B1D1的平行线CA1交曲线于A1点。如A1与A0重合，F0P0.2即为相应于规定塑性延伸率为0.2%时的力。

46 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 如A1点未与A0点重合，需要按照上述步骤进行进一步逼近。此时，取A1点的力F1P0.2，在曲线上分别确定力为0.1 F1P0.2和0.5 F1P0.2的B2和D2两点，作直线B2D2。过C点作平行于直线B2D2的平行线CA2交曲线于A2点，如此逐步逼近，直至最后一次得到的交点An与前一次的交点An-1重合（见下图）。An的力即为规定塑性延伸率达0.2%时的力。此力除以试样原始横截面积得到测定的规定塑性延伸强度RP0.2

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48 3、GB/T 228.1-2010 规定塑性延伸强度的测定 最终得到的直线BnDn的斜率，一般可以作为确定其它规定塑性延伸强度的基准斜率。
逐步逼近方法为我国建立，已被国际标准ISO6892-1:2009采纳.

49 3、GB/T 228.1-2010 规定塑性延伸强度的测定 原点修正：
由于各种非线性因素的影响，力—延伸曲线的原点可能需要修正。修正的方法通过将弹性上升段的曲线走势反向延长与延伸轴交截，交截点即为修正原点，或者以逐步逼近得到BnDn直线与延伸轴的交截点作为曲线修正原点。

50 3、GB/T Rp测定时应注意的问题： 当材料呈现无明显屈服（连续屈服）状态时，应测定规定塑性延伸强度。当材料呈现明显屈服（不连续屈服）状态时应测定上和下屈服强度或下屈服强度。判别连续屈服的基本原则是：试验时当试样从弹性进入塑性屈服变形状态阶段，如果力仍然保持持续增加状态，即使增加很小（只要试验仪器能分辨或显示出），则属于无明显屈服状态，此时测定规定塑性延伸强度。 相关产品标准应说明规定塑性延伸的百分率

51 3、GB/T Rp测定时应注意的问题： 按照规定塑性延伸强度的定义，规定塑性延伸强度是规定塑性延伸率对应的应力。因此，不管在达到规定塑性延伸强度之前是否有高于它的应力出现，均以规定塑性延伸率对应的应力为规定塑性延伸强度。例如下图的情况，B点对应的应力为规定塑性延伸强度。 可以使用自动处理装置（例如微处理机等）或自动测试系统测定规定塑性延伸强度，可以不绘制力—延伸曲线图

52 3、GB/T

53 3、GB/T 规定塑性延伸强度的测定 如果在产品标准中没有规定或得到客户的同意，在不连续屈服期间或之后测定规定塑性延伸强度是不合适的。

54 3、GB/T 228.1-2010 规定总延伸强度的测定 试验速率要求
测定Rt的范围，应按照规定的应变速率e Le。这一范围需要在试样上装夹引伸计，消除拉伸试验机柔度的影响，以准确控制应变速率。（对于不能进行应变速率控制的试验机，根据平行长度部分估计的应变速率e Lc也可用。） 应变速率 Le应尽可能保持恒定。在测定这些性能时， eLe应选用下面两个范围之一： 范围1： eLe = s-1，相对误差±20% 范围2：e Le = s-1，相对误差±20% (如果没有其它规定，推荐选取该速率) 如果试验机不能直接进行应变速率控制，应该采用通过平行长度估计的应变速率 eLc即恒定的横梁分离速率。该速率应依据标准中提出的公式（1）进行计算，应考虑试验机系统的柔度，詳见附录F。

55 3、GB/T 规定总延伸强度的测定 在力—延伸曲线图上，划一条平行于力轴并与该轴的距离等效于规定总延伸率的平行线，此平行线与曲线的交截点给出相应于规定总延伸强度的力，此力除以试样原始横截面积So得到规定总延伸强度Rt

56 3、GB/T 228.1-2010 规定总延伸强度的测定 方法：图解方法
图解方法适用于具有或不具有明显弹性直段的材料规定总延伸强度的测定。因为采用图解方法测定规定总延伸强度时，在力-延伸曲线上图解确定规定总延伸力时并不需要以曲线的弹性直线段斜率为基准。 试验机测力准确度应不劣1级准确度级。 引伸计标距应等于或小于试样标距L0，但不小于试样标距的一半（1/2L0）。引伸计应为1级或优于1级准确度。

57 3、GB/T 228.1-2010 规定总延伸强度的测定 方法：图解方法
试验时，记录力—延伸曲线或采集力—延伸数据，直至超过规定总延伸强度。在力—延伸曲线上，经过延伸轴上等于εtLe的C点作平行于力轴的平行线CB，交曲线于B点，B点对应的力即为规定总延伸力 ，见下图。此力除以试样原始横截面积便得到规定总延伸强度。

58 3、GB/T

59 3、GB/T 规定总延伸强度的测定 如同规定塑性延伸强度一样，按照规定总延伸强度的定义，规定总延伸强度是规定总延伸率所对应的应力。因此，不管在达到规定总延伸强度之前是否有高于它的应力出现，均以总延伸对应的应力为规定总延伸强度。例如下图情况，B点对应的应力为规定总延伸强度值。 一般也需要修正曲线的原点。

60 3、GB/T

61 3、GB/T 规定残余延伸强度的验证 试样施加相应于规定残余延伸强度的力，保持力10s～12s，卸除力后验证残余延伸率未超过规定百分率。见下图。

62 3、GB/T

63 3、GB/T 规定残余延伸强度的验证 这种仅仅验证试样是否合格的试验,比要测出具体性能数值的试验要相对简单得多。这种验证方法，对于只要求判定产品合不合格，而不要求知道具体性能值是多少的场合是很有用的，因为验证的效率高，对大批量和多批量产品的检验有利。 但这种验证的方法，仅仅能对相关产品标准规定的规定残余延伸强度进行验证合格与否，并不能得到性能的确切数值。因此，相关产品标准或协议应说明是否采用验证方法或具体测定的方法。

64 3、GB/T 规定残余延伸强度的验证 进行规定残余延伸强度验证试验时，试验机应为1级或优于1级准确度；引伸计应为1级或优于1级准确度，引伸计标距建议等于小于试样标距L0，但不少于试样标距的一半（1/2 L0）。 试验速率应是：同Rp、Rt要求的试验速率

65 3、GB/T 228.1-2010 规定残余延伸强度的验证 验证试验示例：
材料为钢，相关产品标准规定的规定残余延伸强度最小值Rr0.2为600N/mm2，要求验证产品材料是否合格，试样直径10.00mm。表式引伸计标距50mm。据此，施加于试样上的验证力和规定残余延伸的计算如下： 验证力：Fr0.2= S0 ×Rr0.2=78.54 ×600= 47.12KN 残余延伸：ΔL r0.2= 0.2% ×50=0.1mm 对试样连续施力直至达到47.12KN，在此力上保持10s～12s后卸除力，检验残余延伸为0.09mm，小于0.10mm，试样通过验证合格。

66 3、GB/T 规定残余延伸强度的测定 测定残余延伸强度的测定方法在国际标准中没有规定。但国家标准在附录K中规定了规定残余延伸强度的测定方法。如要得到材料的规定残余延伸强度的具体数值，须进行实际测定。

67 3、GB/T 228.1-2010 规定残余延伸强度的测定 ΔLr=εrLe 测定方法：卸力方法(反复逐次递增加-卸力方法)
方法的要点是，对试样连续施加力直至预期的规定残余延伸力，保持此力10s～12s后卸除力至零或预拉力（F0）。测量残余延伸ΔL，并与规定的残余延伸相比较，规定残余延伸按下式计算。 ΔLr=εrLe 式中：ΔLr—规定残余延伸； εr—规定残余延伸率； Le—引伸计标距。

68 3、GB/T 规定残余延伸强度的测定 如果在卸力后测量的残余延伸等于规定的残余延伸，则试验结束，所施加的力即为规定残余延伸力； 如果测量的残余延伸小于规定的残余延伸，再对试样施加比前一次较高的力，保持此力10s～12s后卸除力，测量残余延伸并与规定残余延伸比较，如此重复，直至测得的残余延伸等于或稍稍超过规定的残余延伸，见下图。 通过内插法计算出规定残余延伸力Frεr

69 3、GB/T 228.1-2010 规定残余延伸强度（Rr）的测定 试验速率同Rp、Rt。
采用卸力方法测定规定残余延伸强度时，试验机应为1级或优于1级准确度。 引伸计应为1级或优于1级准确度，建议引伸计标距小于等于试样标距L0但不小于试样标距的一半（1/2 L0）。 试验速率同Rp、Rt。

70 3、GB/T

71 3、GB/T 测定Rr时应注意的问题 a) 因为验证金属材料的规定残余延伸强度是否合格，是不测定其具体数值为多小的试验，而测定金属材料的规定残余延伸强度的试验，是要给出性能的具体数值，两者的方法简繁程度不同，对结果的表达也不同。因此，相关产品标准在规定了规定残余延伸强度（Rr），例如Rr0.2时，应说明“要求验证”或“要求测定”。如果相关产品标准无这样的说明，建议按“要求测定”处理，报告测定结果数值。 b) 相关产品标准在规定了规定残余延伸强度（Rr）的同时，应说明保持的时间，如无规定，按照保持力时间10s～12s进行试验。如果保持力的规定不是10s～12s，在试验报告中应注明保持力时间。 c) 可以采用符合本标准要求的自动测定系统或装置测定规定残余延伸强度

72 3、GB/T 228.1-2010 抗拉强度(Rm)的测定 试验速率的要求：
在屈服强度或塑性延伸强度测定后，根据试样平行长度而计算得到横梁位移速率 eLc在下述范围内选择，换成下述规定范围之一的应变速率： 范围2： eLc= s-1，相对误差±20% 范围3： eLc=0.002s-1，相对误差±20% 范围4： eLc=0.0067s-1，相对误差±20%（0.4min-1，相对误差±20%） (如果没有其它规定，推荐选取该速率) 如果拉伸试验仅仅是为了测定抗拉强度，根据范围3或4得到的平行长度估计的应变速率适用于整个试验。

73 3、GB/T 抗拉强度(Rm)的测定 在国际标准ISO :2009及GB/T 中并未给出抗拉强度的具体测定方法，只给出了抗拉强度的定义以及图例，见下图。 对于图c所示应力-延伸率状态的材料，按照本标准无确定的抗拉强度。双方可以另做协议。

74 3、GB/T

75 3、GB/T

76 3、GB/T 屈服点延伸率(Ae)的测定 对于不连续屈服的材料，从力—延伸图上均匀加工硬化开始点的延伸减去上屈服强度ReH对应的延伸得到屈服点延伸Ae。均匀加工硬化开始点的延伸通过在曲线图上，经过不连续屈服阶段最后的最小值点划一条水平线或经过均匀加工硬化前屈服范围的回归线，与均匀加工硬化开始处曲线的最高斜率线相交点确定。屈服点延伸除以引伸计标距Le得到屈服点延伸率（见下图）。 试验报告应注明确定均匀加工硬化开始点的方法。

77 3、GB/T

78 3、GB/T 屈服点延伸率(Ae)的测定 对于Ae的测定方法标准未给出具体方法，通常认为采用1级或优于1级准确度的引伸计。引伸计标距应等于或尽量接近等于试样标距（试验报告中应报告引伸计标距）。 试验时的试验速率应按照测定下屈服强度时规定的试验速率要求。

79 3、GB/T 228.1-2010 最大力塑性延伸率(Ag)和最大力总延伸率(Agt)的测定

80 3、GB/T

81 3、GB/T 228.1-2010 最大力塑性延伸率(Ag)和最大力总延伸率(Agt)的测定 试验速率：
在屈服强度或塑性延伸强度测定后，根据试样平行长度而计算得到横梁位移速率 eLc在下述范围内选择，换成下述规定范围之一的应变速率： 范围2： eLc= s-1，相对误差±20% 范围3： eLc=0.002s-1，相对误差±20% 范围4： eLc=0.0067s-1，相对误差±20%（0.4min-1，相对误差±20%） (如果没有其它规定，推荐选取该速率)

82 3、GB/T 228.1-2010 最大力塑性延伸率(Ag)和最大力总延伸率(Agt)的测定 方法: 图解方法
采用2级或优于2级准确度的引伸计，当最大力总伸长率小于5%时，建议采用不劣于1级准确度的引伸计，引伸计的标距建议等于或近似等于试样标距L0。 试验时记录力－延伸曲线（或采集力—延伸数据），直至过了最大力点，见下图。

83 3、GB/T

84 3、GB/T 228.1-2010 最大力塑性延伸率(Ag)和最大力总延伸率(Agt)的测定 方法: 图解方法
有些材料在最大力时呈现一平台。当出现这种情况，取平台中点的最大力对应的总延伸率见下图； 有些材料其最大力塑性延伸率不等于无缩颈塑性延伸率，对于棒材、线材和条材等长产品，可以采用附录I的方法测定无缩颈塑性延伸率Awn

85 3、GB/T

86 3、GB/T 断裂总延伸率(At)的测定 在用引伸计得到的力-延伸曲线图上测定断裂总延伸。断裂总延伸率At按照式（4） 计算： At=ΔLf/Le×100 ΔLf-断裂总延伸 Le--引伸计标距 试验速率同Ag、Agt

87 3、GB/T 228.1-2010 断裂总延伸率(At)的测定 试验速率同Ag、Agt
采用不劣于2级准确度的引伸计，但当断裂总伸长率小于5%时，建议采用不劣于1级准确度的引伸计。引伸计标距应等于试样标距（LO）。

88 3、GB/T 断后伸长率(A)的测定 A: 断后标距的残余伸长（Lu-L0）与原始标距(L0)之比的百分率 对于比例试样，若比例系数K不为5.65 ，符号A应附以下脚注说明所使用的比例系数，例如，A11.3。 对于非比例试样，符号A应附以下脚注说明所使用的原始标距，以毫米（mm）表示，例如，A80mm。

89 3、GB/T 断后伸长率(A)的测定 为了测定断后伸长率，应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。 应使用分辨力足够的量具或测量装置测定断后伸长量（Lu-Lo），并准确到±0.25mm。

90 3、GB/T 228.1-2010 断后伸长率(A)的测定 方法1： 手工测定方法
方法1： 手工测定方法 试验前，在试样的平行长度上居中部位标记试样标距L0，准确到±1%。在标距内标出N个等分隔（N一般为10），目的是为了能够采用“移位法”测定断裂发生在规定的中间1/3 L0区域以外的试样的断后标距。 拉断后将断裂部分在断裂处配接在一起，使其轴线处于同一直线上，并采取适当措施（例如通过螺丝施加压力）确保试样断裂部分适当接触。

91 3、GB/T 228.1-2010 断后伸长率(A)的测定 移位法：
若试样断裂处距离最近标距标记的距离等于或大于1/3 L0时（见下图），或者断后伸长率大于或等于规定的最小值时，直接测量两标距标记间的距离即为LU。

92 3、GB/T

93 3、GB/T 228.1-2010 断后伸长率(A)的测定 移位法：
若试样拉断后断裂处是在标距的两标点间范围内，但不符合上述第一个条件（即断裂处与标距标点的距离小于1/3 L0），则完全可以采用“移位方法”测定伸长率（见附录H），见下图a、b所示。 如断裂处与最近标距标点的距离小于1/3 L0，但其伸长率已等于或大于规定最小值，这种情况也采用“移位方法”测定伸长也是许可的。

94 3、GB/T

95 3、GB/T

96 3、GB/T 228.1-2010 移位法测定断后伸长率: (a) N-n为偶数情况(见图 a):
分别测量距离 XY和YZ, 然后代入下式计算: (b) N-n为奇数情况(见图 b): 分别测量距离 XY, YZ׳ 和YZ״, 然后代入下式计算:

97 3、GB/T 228.1-2010 断后伸长率(A)的测定 方法2 图解方法
方法2 图解方法 由于拉伸自动化测试系统或装置逐渐普遍使用，完全可以用自动系统或装置测定断后伸长率。自动化方法将来会逐渐取代人工方法。 为了得到与手工方法可比的结果，对能用引伸计测定断裂延伸的试验机，有一些额外的要求（例如：引伸计高的动态响应和频带宽度，见标准附录A.3.2）。

98 3、GB/T 228.1-2010 断后伸长率(A)的测定 方法2 图解方法 使用自动方法测定断后伸长率时要求：
方法2 图解方法 使用自动方法测定断后伸长率时要求： a) 引伸计标距应等于试样原始标距（即Le = L0），如产品标准规定用一固定标距测定断后伸长率，引伸计标距应等于这一标距。 b) 断裂位置处于引伸计标距范围内方为有效；但如测得断后伸长率等于或大于规定最小值，不管断裂位置处于何处测量均为有效。 c) 首先测量断裂时的总延伸，然后扣除弹性延伸部分，剩余的塑性延伸部分（非比例延伸部分）作为断后的伸长。扣除的方法（见下图所示）。

99 3、GB/T

100 3、GB/T 228.1-2010 断后伸长率(A)的测定 方法2 图解方法
方法2 图解方法 d）使用的引伸计级别：断裂总延伸率小于5%时，采用不低于1级准确度的引伸计；断裂总延伸率等于或大于5%时，采用不低于2级的引伸计。 e) 用自动方法测定时，可以不在试样上标记原始标距LO。但标记出原始标距也仍有用处，一旦测试系统出了故障，还可用人工测定其断后的伸长。 f) 自动方法目前还不能实现附录H提供的“移位方法”。

101 3、GB/T 228.1-2010 断后伸长率(A)的测定 断后伸长率在5%以下的材料A的测定
试验前在平行长度的一端处作一小的标记。使用调节到标距的分规，以标记为圆心划一圆弧。拉断后，将断裂的试样置于装置上，最好借助螺丝施加轴向力，以使其在测量时牢固地对接在一起。以原圆心为圆心，以相同的半径划第二个圆弧，见下图。用工具显微镜或其它合适的仪器测量两个圆弧之间的距离即为断后伸长，准确到±0.02mm。为使划线清晰可见，试验前涂上一层染料。 可以采用自动方法（即标准中的20.2规定的引伸计方法）测定低断后伸长率（例如低于5%）材料的断后伸长率。

102 3、GB/T

103 3、GB/T 断后伸长率(A)的换算 标准20.3条提出：试验前通过协议，可以在一固定标距上测定断后伸长率，然后使用换算公式或换算表将其换算成比例标距的断后伸长率（例如可以使用GB/T 《钢的伸长率换算 第1部分:碳素钢和低合金钢》和GB/T 《钢的伸长率换算 第2部分:奥氏体钢》）。 仅当标距或引伸计标距、横截面的形状和面积均为相同时，或当比例系数(k) 相同时，断后伸长率才具有可比性。 伸长换算并不是严格准确的，带有一定误差，仅当双方同意才能使用。

104 3、GB/T 断面收缩率(Z)的测定 将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。断裂后最小横截面积的测定应准确到±2%（见下图）。原始横截面积与断后最小横截面积之差除以原始横截面积的百分率得到断面收缩率Z。 对于小直径的圆试样或其他横截面形状的试样，断后横截面积的测量准确度达到±2%很困难。

105 3、GB/T

106 3、GB/T 断面收缩率（Z）的测定 断面收缩率是金属材料重要的延性性能，但由于试样拉断时形成的最小横截面形状复杂和多样性，因而对于复杂横截面形状的试样的断面收缩率测定还未有标准方法。仅仅对于圆形横截面试样和矩形横截面试样的断面收缩率有相对成熟了测定方法。。

107 3、GB/T 228.1-2010 断面收缩率(Z)的测定 圆形横截面试样
原始横截面积的测定应准确到±1%，相应的原始平均直径的测定应准确到±0.5%；断后最小横截面积的测定应准确到±2%，相应的断后最小横截面平均直径的测定应准确到±1%。 测定断后最小横截面积（Su）是假定试样拉断后最小横截面仍为圆形横截面，但这一假定不完全严格准确的。由于材料在拉断时塑性变形的各向异性，可能形成横截面为非圆形，例如为椭圆形，或者其它复杂形状横截面。只要能把它测定出来而且误差不超过±2%，是完全符合标准要求的。

108 3、GB/T 228.1-2010 断面收缩率(Z)的测定 矩形横截面试样 Su=au ×bu
断后最小横截面积以其最小厚度与最大宽度之积表示， Su=au ×bu 式中：au—最小厚度 bu—最大宽度

109 3、GB/T

110 3、GB/T 228.1-2010 断面收缩率(Z)的测定 等效宽度be=1/3*[2bmin+bmax] 抛物线方程 y=t+px2
等效厚度ae=1/3*[2amin+amax] 等效宽度be=1/3*[2bmin+bmax] 设定amax-amin= ⊿a bmax- bmin= ⊿b 则ae=1/3*[3amin+ ⊿a] be=1/3*[2(bmax- ⊿b)+bmax]

111 3、GB/T 228.1-2010 断面收缩率(Z)的测定 等效横截面积Su为：
Su =ae*be =1/9*[9amin*bmax-6amin* ⊿b+3bmax-⊿a-2⊿a*⊿b] 上式的右边，2Δa*Δb项相对其它各项为最小，完全可以略去不计。 amin*Δb项和3 bmax*Δa项粗略地看成为接近相等，由于符号相反，其和视为零，这样得到最小横截面积近似为： su≈amin*bmax

112 3、GB/T 结果修约 试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，应按照如下要求进行修约： — 强度性能值修约至1MPa； — 屈服点延伸率修约至0.1%，其他延伸率和断后伸长率修约至0.5%； — 断面收缩率修约至1%。

113 国家标准GB/T228.1-2010，总共定义了12种可测拉伸性能
小结： 国家标准GB/T ，总共定义了12种可测拉伸性能 强度类性能: 延性类性能: 上屈服强度 ( ReH;) 屈服点延伸率（Ae） 下屈服强度（ReL） 最大力总延伸率（Agt） 规定塑性延伸强度（RP） 最大力塑性延伸率（Ag） 规定总延伸强度（Rt） 断裂总延伸率（At） 规定残余延伸强度（Rr） 断后伸长率（A） 抗拉强度（Rm） 断面收缩率（Z）

114 3、GB/T

115 3、GB/T 228.1-2010 小结： 试验条件的表示： 为了用缩略的形式报告试验控制模式和试验速率，可以使用下列缩写的表示形式：
GB/T228Annn或GB/T228Bn 这里“A”定义为使用方法A（应变速率控制），“B”定义为使用方法B（应力速率控制）。三个字母的符号“nnn”是指每个试验阶段所用速率，如图9中定义的，方法B中的符号“n”是指在弹性阶段所选取的应力速率。 示例1：GB/T228A224定义本试验为应变速率控制，不同阶段的试验速率范围分别为2，2和4。 示例2：GB/T228B30定义试验为应力速率控制，试验的名义应力速率为30MPa s-1。 示例3：GB/T228B定义试验为应力速率控制，试验的名义应力速率符合表3。

116 3、GB/T 小结： ISO 6892:2009的首推方法A，“旨在减小测定应变速率敏感参数时试验速率的变化和减小试验结果的测量不确定度”，应变速率控制模式是金属材料拉伸试验速率控制模式的发展趋势。 “应变速率”是基于引伸计的反馈而得到，它保证了试样标距内形变速率的均匀。

117 3、GB/T 小结： 执行方法A不等于要求淘汰现有设备，若试验机没有闭环控制的功能，ISO :2009也允许用方法A的速率换算成位移速率进行测试。 国内力学性能测试技术应跟上国际新技术的发展，企业的测试设备应逐步更新换代，以保证产品的质量。

118 3、GB/T 小结： 在进行应变速率或控制模式转换时，不应在应力-延伸率曲线上引入不连续性，而歪曲Rm、Ag或Agt值（见下图）。这种不连续效应可以通过降低转换速率得以减轻。

119 3、GB/T

120 3、GB/T 不确定度的定义： 测量不确定度的定义是“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数”。它描述了测量结果正确性的可疑程度或不肯定程度。测量的水平和质量用“测量不确定度”来评价。不确定度越小，则测量结果的可疑程度越小，可信程度越大，测量结果的质量越高，水平越高，其使用价值越高，反之亦然。

121 3、GB/T 228.1-2010 拉伸不确定度的来源： 测量不确定度分为A类标准不确定度和B类标准不确定度两类。

122 3、GB/T 不确定度的分类： 拉伸试验测量不确定度的来源：试验机、引伸计、测量器具的精度、数值修约、试样形状、尺寸、表面粗糙度、试样夹持、试验速度等

123 4、GB/T 4338-2006 高温拉伸： 试验速率： 测定上屈服强度、下屈服强度、规定非比例延伸强度时规定如下：
试验开始制达到屈服强度期间，试样的应变速率应在0.001/min～0.005/min之间尽可能保持恒定； 当试验系统不能控制应变速率时，应调节应力速率使整个弹性范围内试样应变速率保持0.003/min以内。任何情况下，弹性范围内的应力速率不应超过（300N/mm2）/min

124 4、GB/T 高温拉伸： 试验速率： 如仅测定抗拉强度，试样的应变速率应在0.02/min～0.2/min之间，尽可能保持恒定。

125 4、GB/T 4338-2006 高温拉伸： 加热装置： 温度的测量：热电偶的安装、数量 试样的加热：升温过程的控制和要求
温度测量装置：最低分辨力、允许误差、热电偶要求 温度测量系统的检验：检验周期 温度的允许偏差：温度偏差、温度梯度、均热区长度 温度的测量：热电偶的安装、数量 试样的加热：升温过程的控制和要求

126 4、GB/T 高温拉伸： 日常一般试验允许采用绘制力-夹头位移曲线的方法测量非比例延伸率等于或大于0.2%的规定非比例延伸强度。仲裁试验不采用此方法。

127 5、GB/T 低温拉伸： 适用范围：本标准适用于温度在-196℃ ～10℃范围内的金属材料的拉伸试验。

128 5、GB/T 13239-2006 低温拉伸： 试验速率： 下屈服强度(ReH)、规定非比例延伸强度（Rp）:
应变速率应在 /s～0.0025/s之间，应尽可能保持恒定。 抗拉强度（Rm）： 应变速率应不超过0.008/s。

129 5、GB/T 低温拉伸： 试验速率： 上屈服强度(ReH):在弹性范围内直至上屈服强度，应变速率应在 /s～0.0003/s之间，应尽可能保持恒定。 如果试验机不能测定或控制应变速率，应控制应力速率在6N·mm2/s ～ 60N·mm2/s

130 5、GB/T 低温拉伸： 冷却装置 试样的冷却：冷却的方式的选择 温度的测量：温度的要求与测量

131 6、GB/T 液氦拉伸： 试验温度：-263 ℃ 液氦温度下的低温拉伸试验最大应变是10-3 s-1

132 7、GB/T 弹性模量和泊松比试验方法： 本标准静态法部分适用于室温下测定金属材料弹性状态的杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比

133 7、GB/T 22315-2008 弹性模量和泊松比试验方法： 试样制备 试样尺寸的测量 相关结果的测定方法 试验机的要求：力的同轴度
试验机夹持装置应能使试样承受轴向力，在初轴向力和终轴向力之间，在各个方向上在试样相对两侧测定的应变变化量与其平均值之差的最大值（即最大弯曲应变）不超过平均值的3%

134 8、GB/T 5028-2008 拉伸应变硬化指数(n)的测定：
试验原理：试样在均匀塑性变形范围内以规定的恒定速率轴向拉伸变形。用整个均匀塑性变形范围内的应力-应变曲线，或用均匀塑性变形范围内的应力-应变曲线的一部分计算拉伸应变硬化指数。

135 8、GB/T 5028-2008 拉伸应变硬化指数(n)的测定： 试验设备：试验机、引伸计 试样的要求
试验速率：除非另有标准规定，在塑性变形阶段，试样平行长度部分的应变速率不得超过0.008/s。在测定n值的整个应变区间内，该速率应保持恒定。 n值的测定

136 8、GB/T

137 8、GB/T

138 8、GB/T

139 8、GB/T

140 8、GB/T 5028-2008 拉伸应变硬化指数(n)的测定：

141 8、GB/T 5028-2008 拉伸应变硬化指数(n)的测定：

142 9、GB/T 塑性应变比(r)的测定： 试验原理：对试样进行拉伸试验，测试指定塑性应变水平下长度和宽度变化，计算塑性应变比r值。试样相对轧制方向的取样方向以及测试r值的塑性应变水平有相关产品标准规定。作为准则，应变水平应该超过屈服延伸阶段，并低于最大力时的塑性应变量。

143 9、GB/T 5027-2007 塑性应变比(r)的测定： 试验设备：试验机、标距测量装置、引伸计 试样的制备与测量
试验速率:在塑性变形阶段，应变速率不超过0.008/s 试验结果的计算及表示

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