引伸計(jì)在金屬拉力試驗(yàn)中的作用（二）

由于金屬材料與塑料的性能相差很大，其屈服的定義也有所不同。如金屬材料定義有屈服、上屈服、下屈服的概念。而塑料只定義有屈服的概念。另外，金屬材料的屈服強(qiáng)度一定小于極限強(qiáng)度，而塑料的屈服可能小于極限強(qiáng)度，也可能等于極限強(qiáng)度（兩者在曲線上為同一點(diǎn)）。由于對標(biāo)準(zhǔn)的不熟悉，往往在試驗(yàn)結(jié)果的輸出方面產(chǎn)生一些不應(yīng)有的錯(cuò)誤，如將塑料的屈服概念（上屈服）作為金屬材料的屈服概念（一般為下屈服）輸出，或?qū)o屈服的金屬材料的zui大強(qiáng)度按塑料的屈服強(qiáng)度定義類推作為金屬材料屈服值輸出，產(chǎn)生金屬材料屈服值與zui大值一致的笑話。
    2、將非比例應(yīng)力與屈服混為一談
   雖然非比例應(yīng)力與屈服都是反應(yīng)材料彈性階段與塑性階段的過渡狀態(tài)的指標(biāo)，但兩者有著本質(zhì)的不同。屈服是材料固有的性能，而非比例應(yīng)力是通過人為規(guī)定的條件計(jì)算的結(jié)果，當(dāng)材料存在屈服點(diǎn)時(shí)是無需求取非比例應(yīng)力的，只有材料沒有明顯的屈服點(diǎn)時(shí)才求取非比例應(yīng)力。部分試驗(yàn)人員對此理解不深，以為屈服點(diǎn)、上屈服、下屈服、非比例應(yīng)力對每一個(gè)試驗(yàn)都存在，而且需全部求取。
   3、將具有不連續(xù)屈服的趨勢當(dāng)作具有屈服點(diǎn)
   國標(biāo)對屈服的定義指出，當(dāng)變形繼續(xù)發(fā)生，而力保持不變或有波動(dòng)時(shí)叫做屈服。但在某些材料中會(huì)發(fā)生這樣一種現(xiàn)象，雖然變形繼續(xù)發(fā)生，力值也繼續(xù)增大，但力值的增大幅度卻發(fā)生了由大到小再到大的過程。從曲線上看，有點(diǎn)象產(chǎn)生屈服的趨勢，并不符合屈服時(shí)力值恒定的定義。正如在第三類影響中提到的，由于對“力值恒定”的條件沒有定量指標(biāo)規(guī)定，這時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象是否是屈服，屈服值如何求取等問題的爭論。
   綜上所述，屈服值在材料力學(xué)性能試驗(yàn)中有著非常重要的作用，但同時(shí)在求取時(shí)又面臨著許多問題，因此無論是國標(biāo)的制定部門，還是試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)廠商、試驗(yàn)機(jī)的使用部門，都應(yīng)從各自的角度出發(fā)，努力解決所存在的問題，才能實(shí)現(xiàn)屈服點(diǎn)的準(zhǔn)確、快速、方便的求取，為材料的安全使用創(chuàng)造良好的條件。 微機(jī)控制電子材料試驗(yàn)機(jī)使用說明
三、對試驗(yàn)機(jī)和引伸計(jì)的要求
1、試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合GB/ T16825 - 1997 規(guī)定的準(zhǔn)確度級(jí),并按照該標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗(yàn)。
2、測定各強(qiáng)度性能均應(yīng)采用1 級(jí)或優(yōu)于1 級(jí)準(zhǔn)確度的試驗(yàn)機(jī)。
3、引伸計(jì)是測延伸用的儀器。應(yīng)把引伸計(jì)看成是一個(gè)測量系統(tǒng)（包括位移傳感器、記錄器和顯示器） 。4、引伸計(jì)應(yīng)符合GB/ T12160 - 2002 規(guī)定的準(zhǔn)確度級(jí),并按照該標(biāo)準(zhǔn)要求定期進(jìn)行檢驗(yàn)。
四、原始橫截面積的測量和計(jì)算值
1、測量部位和方法
（1） 對于圓形橫截面的試樣,在其標(biāo)距的兩端及中間三處橫截面上相互垂直的兩個(gè)方向測量直徑,取其平均直徑計(jì)算面積,取三處測得的zui小值為試樣的原始橫截面積
2、原始橫截面積的計(jì)算值
因?yàn)樵紮M截面積數(shù)值是中間數(shù)據(jù),不是試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù),所以,如果必須要計(jì)算出原始橫截面積的值時(shí),其值至少保留4 位有效數(shù)字。計(jì)算時(shí),常數(shù)π應(yīng)至少取4 位有效數(shù)字。
五、原始標(biāo)距的標(biāo)記
試樣比例標(biāo)距的計(jì)算值應(yīng)修約到zui接近5mm的倍數(shù),中間數(shù)值向較大一方修約，標(biāo)記原始標(biāo)距的準(zhǔn)確度應(yīng)在±1 %以內(nèi)。由于標(biāo)記試樣標(biāo)距裝置的檢驗(yàn)尚無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),因此,建議試驗(yàn)室應(yīng)自行檢查其準(zhǔn)確度?？梢杂眯_點(diǎn)、細(xì)劃線或細(xì)墨線做標(biāo)記,標(biāo)記應(yīng)清晰,試驗(yàn)后能分辨,不影響性能的測定。對于帶頭試樣,原始標(biāo)距應(yīng)在平行長度的居中位置上標(biāo)出。
六、上屈服強(qiáng)度ReH和下屈服強(qiáng)度ReL的測定
（1） 圖解方法（包括自動(dòng)方法） 
引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)≥1/ 2 L o 。引伸計(jì)和試驗(yàn)機(jī)應(yīng)不劣于1 級(jí)準(zhǔn)確度。試驗(yàn)速率按13. 1 和13. 2 的要求。記錄力-延伸曲線或力-位移曲線,或采集力-延伸（位移） 數(shù)據(jù),直至超過屈服階段。按照定義在曲線上判定上屈服力和下屈服力的位置點(diǎn),判定下屈服力時(shí)要排除初始瞬時(shí)效應(yīng)的影響。
上、下屈服力判定的基本原則如下:
①屈服前的*個(gè)峰值力（*個(gè)極大力） 判為上屈服力,不管其后的峰值力比它大或小。
②屈服階段中如呈現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的谷值力,舍去*個(gè)谷值力（*個(gè)極小值力） ,取其余谷值力中之zui小者判為下屈服力。如只呈現(xiàn)一個(gè)下降谷值力,此谷值力判為下屈服力。
③屈服階段中呈現(xiàn)屈服平臺(tái),平臺(tái)力判為下屈服力。如呈現(xiàn)多個(gè)而且后者高于前者的屈服平臺(tái),判*個(gè)平臺(tái)力為下屈服力。
④正確的判定結(jié)果應(yīng)是下屈服力必定低于上屈服力。
七、規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp 的測定
常規(guī)平行線方法：此方法僅適用于具有彈性直線段的材料測定Rp ,使用的試驗(yàn)機(jī)和引伸計(jì)均應(yīng)不劣于1 級(jí)準(zhǔn)確度,引伸計(jì)標(biāo)距≮1/ 2 L o ,試驗(yàn)時(shí)彈性應(yīng)力速率按標(biāo)準(zhǔn)中的表4 要求,在進(jìn)入塑性范圍和直至Fp 應(yīng)變速率不超過0. 002 5/ s。試驗(yàn)時(shí),記錄力-延伸曲線或采集力-延伸數(shù)據(jù),直至超過Rp對應(yīng)的力Fp 。在記錄得到的曲線圖上圖解確定規(guī)定非比例延伸力Fp ,進(jìn)而計(jì)算Rp 。
八、抗拉強(qiáng)度Rm 的測定
1、圖解方法（包括自動(dòng)方法）：圖解方法要求試驗(yàn)機(jī)不劣于1 級(jí)準(zhǔn)確度,引伸計(jì)為不劣于2 級(jí)準(zhǔn)確度,引伸計(jì)標(biāo)距不小于試樣標(biāo)距的一半,試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)變速率不超過0. 008/ s （相當(dāng)于兩夾頭分離速率0. 48 L c/ min） 。
2、試驗(yàn)時(shí),記錄力-延伸曲線或力-位移曲線或采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在記錄得到的曲線圖上按定義判定zui大力。
3、對于連續(xù)屈服類型,試驗(yàn)過程中的zui大力判為zui大力Fm ;
4、對于不連續(xù)屈服類型,過了屈服階段之后的zui大力判為zui大力Fm ,由zui大力計(jì)算抗拉強(qiáng)度Rm 。
九、斷后伸長率A 的測定
（1）人工方法：試驗(yàn)前在試樣平行長度上標(biāo)記出原始標(biāo)距（誤差≤±1 %） 和標(biāo)距內(nèi)等分格標(biāo)記（一般標(biāo)記10 個(gè)等分格） 。試驗(yàn)拉斷后,將試樣的斷裂處對接在一起,使其軸線處于同一直線上,通過施加適當(dāng)?shù)膲毫σ允箤訃?yán)密。用分辨力不劣于0. 1mm 的量具測量斷后標(biāo)距,準(zhǔn)確到±0. 25mm 以內(nèi)。
1、建議:斷后標(biāo)距的測量應(yīng)讀到所用量具的分辨力,數(shù)據(jù)不進(jìn)行修約,然后計(jì)算斷后伸長率。
2、如果試樣斷在標(biāo)距中間1/ 3 L o 范圍內(nèi),則直接測量兩標(biāo)點(diǎn)間的長度;
3、如果斷在標(biāo)距內(nèi),但超出中間1/ 3 L o 范圍,可以采用移位方法（見標(biāo)準(zhǔn)中附錄F）測定斷后標(biāo)距。
4、如果斷在標(biāo)距外,而且斷后伸長率未達(dá)到規(guī)定zui小值,則結(jié)果無效,需用同樣的試樣重新試驗(yàn)。
（2）圖解方法（包括自動(dòng)方法）  用引伸計(jì)系統(tǒng)記錄力-延伸曲線,或采集力-延伸數(shù)據(jù),直至試樣斷裂。讀取或判讀斷裂點(diǎn)的總延伸,扣除彈性延伸部分后得到的非比例延伸作為斷后伸長?？鄢姆椒ㄊ?過斷裂點(diǎn)作平行于曲線的彈性直線段的平行線交于延伸軸,交點(diǎn)即確定了非比例延伸,見標(biāo)準(zhǔn)中的圖1。
1、引伸計(jì)的標(biāo)距應(yīng)等于試樣的原始標(biāo)距,可以不在試樣上標(biāo)出原始標(biāo)距（但建議標(biāo)出） 。
2、建議,當(dāng)斷后伸長率< 5 %時(shí),使用不劣于1 級(jí)引伸計(jì); ≥5 %時(shí),使用不劣于2 級(jí)引伸計(jì)。
十、zui大力總伸長率Agt和zui大力非比例伸長率Ag 的測定：
 （1） 圖解方法（包括自動(dòng)方法）：
1、引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)等于或近似等于試樣標(biāo)距。
2、建議：當(dāng)zui大力總延伸率< 5 %時(shí),使用不劣于1 級(jí)引伸計(jì); ≥5 %時(shí),使用不劣于2 級(jí)引伸計(jì)。試驗(yàn)時(shí)紀(jì)錄力－延伸曲線或采集力－延伸數(shù)據(jù),直至超過zui大力點(diǎn)。取zui大力點(diǎn)的總延伸計(jì)算A gt 。
3、從zui大力總延伸中扣除彈性延伸部分得到非比例延伸,扣除的方法見標(biāo)準(zhǔn)中的圖1 所示。用得到的非比例延伸計(jì)算A g 。當(dāng)曲線在zui大力呈現(xiàn)一平臺(tái)時(shí),應(yīng)以平臺(tái)的中點(diǎn)作為zui大力點(diǎn),見標(biāo)準(zhǔn)中的圖1 。
十一、斷面收縮率Z 的測定 ：
1、圓形橫截面試樣斷面收縮率的測定
圓形橫截面試樣拉斷后縮頸處zui小橫截面并不一定為圓形橫截面形狀,但測定的方法基礎(chǔ)是建立在假定為圓形橫截面形狀上。這樣,以測定試樣原始橫截面積與斷裂后縮頸處zui小橫截面積之差與原始橫截面積之比計(jì)算斷面收縮率。
2、矩形橫截面試樣斷面收縮率的測定
按定義測定,但測定試樣斷后zui小橫截面積的方法,是基于一種假設(shè)模型并作近似處理,即假定矩形橫截面四個(gè)邊為拋物線型,它的等效橫截面積粗略近似為
十二、斷裂總伸長率At 的測定
1、僅采用圖解方法（包括自動(dòng)方法） 。
2、引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)等于試樣標(biāo)距。
3、建議：若斷裂總延伸率< 5 %時(shí),使用不劣于1 級(jí)引伸計(jì); ≥5 %時(shí),使用不劣于2 級(jí)引伸計(jì)。
4、試驗(yàn)時(shí)記錄力-延伸曲線或采集力-延伸數(shù)據(jù),直至斷裂。以斷裂點(diǎn)的總延伸計(jì)算A t 。