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拉伸檢測(拉伸試驗)是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。利用拉伸試驗得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗,又稱抗拉試驗。它是材料機械性能試驗的基本方法之一,主要用于檢驗材料是否符合規(guī)定的標準和研究材料的性能。
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拉伸試驗可測定材料的一系列強度指標和塑性指標。強度通常是指材料在外力作用下抵抗產生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時,當載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。產生屈服時的應力,稱屈服點或稱物理屈服強度,用σS(帕)表示。工程上有許多材料沒有明顯的屈服點,通常把材料產生的殘余塑性變形為 0.2%時的應力值作為屈服強度,稱條件屈服極限或條件屈服強度,用σ0.2 表示。材料在斷裂前所達到的最大應力值,稱抗拉強度或強度極限,用σb(帕)表示。
1、低溫拉伸試驗:低溫條件下金屬材料的性能會發(fā)生嚴重的變化,溫度降低,材料的強度變高,但塑性變差,產生由韌變脆的現(xiàn)象,所以研究材料的低溫性能對于在低溫環(huán)境中工作材料的選擇、失效分析和安全評估都有重要意義。在低溫環(huán)境中做準靜態(tài)軸向拉伸,獲取材料低溫環(huán)境下的抗拉強度、斷后伸長率、斷面收縮率。溫度范圍為-196℃~常溫。
2、室溫拉伸試驗:在室溫環(huán)境中做軸向拉伸試驗,用引伸計或者橫向位移測量金屬材料應力應變關系,同時測量材料的抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率、斷面收縮率等指標。
3、高溫拉伸試驗:在高溫環(huán)境中做準靜態(tài)軸向拉伸,用引伸計或者橫向位移測量金屬材料應力應變關系,同時測量材料的抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率、斷面收縮率等指標。溫度范圍常溫~1200℃。
4、準靜態(tài)拉伸試驗:金屬材料拉伸試驗速率一般分為位移、應變和載荷三種控制方式。準靜態(tài)拉伸通常指應變率為0.001/S的拉伸試驗。不同應變速率下所測的抗拉強度、屈服強度等參數(shù)會有所不同。
5、高應變速率拉伸試驗:金屬材料在高應變速率下的力學性能、失效方式與其在靜態(tài)下完全不同,許多工程材料表現(xiàn)出與應變速率的依存關系即應變速率的敏感性,工程上的靜態(tài)設計和解析不符合實際動態(tài)載荷條件下的需求,因此需要通過高應變速率拉伸來獲取材料在動態(tài)載荷下的力學性能。高應變速率拉伸又稱高速拉伸,應變率通常為0.01/s、0.1/s、1/s、10/s、100/s、500/s、1000/s。試驗采用液壓伺服控制方式,更大試驗速度20m/s;更大試驗載荷50KN;更大試驗能量4400J,8通道數(shù)據(jù)采集,力、位移、變形采樣頻率可達到10MHz;更大工作行程250mm;應變測量采用VIC-2D超高速非接觸應變測量系統(tǒng)。拉伸過程中電腦實時采集的時間、應力(或載荷) 、應變(或變形量)等具體原始數(shù)據(jù),試驗數(shù)據(jù)經處理后,轉換成真應力應變曲線(包括擬合外推部分)。
6、慢應變速率拉伸試驗:慢應變速率拉伸試驗是利用特制的慢應變速率拉伸試驗機進行應變速率為10-5~10-7的拉伸試驗,試驗獲得材料的抗拉強度、斷后伸長率、斷面收縮率。慢應變速率拉伸可同時增加模擬環(huán)境條件,尤其是腐蝕環(huán)境。慢應變速率拉伸以一個恒定的、相當緩慢的應變速率對置于腐蝕環(huán)境中的試樣施加拉應力,通過強化應變狀態(tài)來加速應力腐蝕的產生和發(fā)展過程。此方法提供了在傳統(tǒng)應力腐蝕試驗條件下不能迅速激發(fā)應力腐蝕開裂的環(huán)境里,確定延性材料應力腐蝕開裂敏感性的快速試驗方法,它能使任何試樣在很短的時間內發(fā)生斷裂,因此它是一種相當苛刻的加速試驗方法。
7、單軸拉伸試驗:單一軸向拉伸,即延中心線施加載荷,以規(guī)定的速度均勻的拉伸試樣,需確保上下夾頭的同軸度,使試件上產生均勻拉應力。
8、雙軸拉伸試驗: 又叫等二軸拉伸試驗,用于測量材料在雙向拉伸條件下的應力應變力學性能,應變測量采用高清非接觸式全場應變測量系統(tǒng)配合拉伸試驗機同步實時采集材料的拉伸應變值。
拉伸試驗制樣要求 1.線材、圓棒試樣: d≥10mm,長度 L≥200mm 3mm≤d≤10mm,長度 L≥200mm d≤3mm,長度 L≥1000mm(線材最小300mm,棒材最小80mm) 2.矩形試樣: ≥16*200mm(L最小120mm) 3.管狀試樣: OD≤30mm,L≥300mm (最小150) OD>30mm,一般要求L≥300mm 另 OD≤55mm,可整管拉伸 4.出斷面收縮率要求 檢測區(qū)間長度d≥5mm. |
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室溫拉伸試驗 | |
金屬材料拉伸試驗方法 ASTM E8/E8M-13a | 鋼制品力學性能試驗的標準試驗方法和定義 ASTM A370-14 |
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