金属材料拉伸性能测试概述

金属材料的拉伸性能测试是一种用于测试金属材料性能的基本实验，也是金属加工和检验的重要手段之一。它可以测定金属材料在受力下的应力和应变关系，以及其它力学性质和强度指标，对金属材料的选用、设计和加工等具有重要意义。

拉伸试验是最常用的力学性能试验，通过拉伸曲线我们可以获得一系列的材料力学性能参数。那么从拉伸曲线上我们参提取出来哪些有用的信息呢？ 对于可以发生拉伸塑性变形的材料，最常用的有两类曲线：工程应力-工程应变曲线和真应力-真应变曲线。它们的区别在于计算应力时采用的面积不同，前者用样品的初始面积，后者用拉伸过程中的实时横截面积。因此，在应力-应变曲线上，真应力一般比工程应力高。最常见的拉伸曲线有两种：其一，有明显屈服点的拉伸曲线；其二，无明显屈服点的拉伸曲线。屈服点代表金属对起始塑性变形的抗力。这是工程技术上最为重要的力学性能指标之一。通常工程上不允许零件发生塑性变形，因而屈服点就显重尤为重要了，它成为机械零件是否发生失效的关键指标之一。

测试项目

拉伸强度

拉伸强度是金属材料在拉伸过程中所能承受的最大应力，是评估金属材料力学性能的重要指标之一。在测试中通过拉伸试样，测量其最大拉伸应力，并计算出材料的拉伸强度。

屈服强度

屈服强度是金属材料在屈服阶段所能承受的最大应力，这个指标对于评估材料的塑性和韧性非常重要。在测试中通过观察试样的变形情况，确定屈服应力的值，并计算出材料的屈服强度。

延伸率

延伸率是金属材料在拉伸过程中所发生的塑性变形的程度，是评估材料塑性的重要指标之一。在测试中通过测量试样断裂后的标距段长度，计算出延伸率的值。

断面收缩率

断面收缩率是金属材料在拉伸过程中断口面积的缩小程度，是评估材料塑性的另一个重要指标。在测试中通过测量试样断口处的直径，计算出断面收缩率的值。

测试的意义

质量控制方面：金属材料的拉伸试验是一种常用的质量控制手段，可用于检验金属材料的质量和可靠性，定性或定量地描述金属材料受力状态和塑性变形行为，并为金属材料的设计和制造提供可靠依据。

材料性能评估方面：通过拉伸试验，可以确定金属材料的强度、韧性、塑性、垂直弹性模量等性能指标，从而为使用者选择合适的金属材料提供依据。此外，拉伸试验还有助于评价金属材料的耐疲劳性、耐蚀性、抗环境开裂和抗应力腐蚀等特性，为金属材料在不同条件下的应用提供技术支持。

工程应用方面：拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于产品的设计和选材，新材料的研制，材料的采购和验收，产品的质量控制，设备的安全评估，都有很重要的应用价值和参考价值，在有些场合下还可以直接用拉伸试验的结果作为判据。例如，进行强度计算时，材料零件所承受的应力要小于屈服强度，否则会因塑性变形过量而导致破坏。材料的强度越高，能承受的外力就越大，产品所用的材料也就越少。又如，断后伸长率和断面收缩率大的材料，冲压、轧制和锻造的可塑性也越大，反之，可塑性就越小。此外，拉伸试验数据还和其他的力学性能数据有着经验关系。如，热轧软钢的抗拉强度与布氏硬度之间有Rm≈3HBW，与纯弯曲疲劳强度极限之间有σ−1=(0.4−0.5)Rm等。

相关标准

金属材料拉伸性能测试是评估金属材料质量的重要手段之一，我国已经发布了多项相关的国家标准，涵盖了从室温到高温的拉伸试验方法，以及不同应变速率下的拉伸性能测试，如GB/T 228.1-2021金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法，GB/T 228.2-2015金属材料 高温拉伸试验方法，GB/T 22315-2008金属材料弹性模量和泊松比试验方法，ISO 6892-1:2016金属材料-拉伸试验第1部分:室温测试方法，ISO 6892-2-2018金属材料 拉伸试验第2部分，高温下的试验方法，EN ISO 6892-1-2017金属材料拉伸试验 第一部分:室温试验方法，HB 5143-1996金属室温拉伸试验方法，HB 5195-1996金属高温拉伸试验方法，ASTM E8/E8M-16a金属材料抗拉试验方法，ASTM E21-2017金属材料高温拉伸试验方法等。

综上所述，金属材料的拉伸性能测试广泛应用于机械、冶金、航空航天、国防、汽车、建筑等多个行业，是现代工业生产控制和质量管理的重要手段，是评估材料质量、强度和可靠性的重要方法，通过这一测试，可以为材料的选用、设计和加工提供科学依据，确保产品的质量和市场竞争力。