摘要：拉伸試驗是材料力學性能測試中最常見試驗方法之一。試驗中的彈性變形、塑性變形、斷裂等各階段真實反映了材料抵抗外力作用的全過程。它具有簡單易行、試樣制備方便等特點。拉伸試驗所得到的材料強度和塑性性能數據，對于設計和選材、新材料的研制、材料的采購和驗收、產品的質量控制以及設備的安全和評估都有很重要的應用價值和參考價值。不同國家的拉伸試驗標準對試驗機、試樣、試驗程序和試驗結果的處理與修約的規定不盡相同，對日本的JIS Z2241-1998、美國的ASTM E 8/E8 M-08 等標準與中國的GB/T228-2002 進行比較，列舉了它們之間的差異并對這些差異對試驗結果的影響進行討論。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
由于均源自ISO6982-1998，日本和中國的標準對試驗機及其附件、試驗程序和試驗結果處理與修約方面的規定基本一致，只是JIS 標準使用非比例試樣，因此要求較大的樣品尺寸和試驗機能力。與日本和中國的標準相比，ASTM標準在試驗機及其附件、試驗程序、試樣和試驗結果處理與修約方面的規定存在較大差異。對引伸計的精度要求，ASTM標準較高。屈服階段試驗速率，ASTM標準較低，試驗速率降低導致的強度性能指標降低是否足以影響被測產品屈服性能指標合格與否值得關注。不同ASTM標準中對取樣位置、試樣選擇的規定不盡相同，產品測試時應注意不同參考標準的適用范圍。在拉伸試驗結果處理與修約方面，ASTM標準采用的斷面收縮率計算公式與日本和中國的標準不同；對強度性能指標和延性性能指標的修約間隔也不盡相同。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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關鍵詞：室溫拉伸試驗，拉伸試驗機，拉伸試樣，拉伸試驗，拉伸試驗結果處理及修約VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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1. 前言VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
拉伸試驗是材料力學性能測試中最常見試驗方法之一。試驗中的彈性變形、塑性變形、斷裂等各階段真實反映了材料抵抗外力作用的全過程。它具有簡單易行、試樣制備方便等特點。拉伸試驗所得到的材料強度和塑性性能數據，對于設計和選材、新材料的研制、材料的采購和驗收、產品的質量控制以及設備的安全和評估都有很重要的應用價值和參考價值[1]。不同國家的拉伸試驗標準對試驗機、試樣、試驗程序和試驗結果的處理與修約的規定不盡相同，作者選取日本、美國與中國的金屬材料拉伸試驗標準進行比較，列舉了它們之間的差異并對這些差異對試驗結果的影響進行討論。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
中國的GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》（以下簡稱為GB/T228-2002）等效采用ISO 6892：1998《金屬材料室溫拉伸試驗》，與源自ISO 6892：1998的日本的JIS Z2241-1998《金屬材料室溫拉伸試驗》（以下簡稱為JIS Z2241-1998）差異不大。在下文與美國的拉伸試驗標準進行比較時，將它們統稱為ISO 系標準。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
ASTM E 8/E8 M-08《Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials》和E 345《Test Methods of Tension Testing of Metallic Foil》（以下簡稱為E 8/E 8M-08）規定了美國的金屬材料室溫拉伸試驗方法通則。對于特定的金屬材料，又有專門的試驗標準；例如針對鋼產品的ASTM A 370-07《Standard Test MethodsDefinitions for Mechanical Testing of Steel》（以下簡稱為A 370-07）和針對鋁及鎂合金產品的ASTM B 557-06和B 557M-07e1《TestMethods for Tension TestingWroughtCast Aluminum-Magnesium-Alloy Products》[Metric]。針對不同標準中的規定可能不同的情況，ASTM標準中規定如果存在異議以專門的產品標準為準。ASTM標準一般均有英制單位版本和公制單位版本，標準號后的M 表示公制單位版本。絕大多數標準的英制單位版本和公制單位版本是合二為一，例如E 8/E 8M-08；部分標準的英制單位版本和公制單位版本是各自獨立的，例如B 557-06 和B 557M-07e1。少數標準只有一個版本，標準的范圍部分中就會表明本標準以英制單位為準（例如A 370-07）或以公制單位為準（例如ASTM E 23-06）。任何情況下同一標準中的不同單位制不能混用：例如按照公制單位版本加工試樣進行試驗，然后將試驗結果換算成英制判斷試樣是否符合英制單位版本的要求。因為GB標準和JIS標準只使用公制單位，所以本文只涉及ASTM標準中的公制單位部分。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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2. 試驗機及其附屬設備VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
2.1 引伸計VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
表 1. E 8/E 8M-08、A 370-07 和ISO 系標準對引伸計的規定E 8/E 8M-08 A 370-07 ISO 標準測量參數及范圍級別與精度min 測量參數及范圍級別與精度min 測量參數及范圍級別與精度min Rp、Rt ±0.5％（B2 級） Rp和At ±0.5％（B2 級） Rp、Rt和Ae ±1％（1 級）Ag或Agt、A或At ＜5％ ±0.5％（B2 級） Ag或Agt、A或At ＜5％ ±0.5％（B2級） Ag或Agt、A或At ±2％（2 級）5～50 5～50 ±1％（C級）≥50 ±2％（D級） ≥50 ±2％（D 級）E 8/E 8M-08 規定：測量非比例延伸強度Rp、規定總延伸強度Rt和屈服點延伸率Ae，引伸計標距應小于等于試樣的標距，如果選用不帶肩的試樣，引伸計標距應小于試樣夾持在試驗機上時夾頭間距離的80％。測定斷后伸長率A 或斷裂總伸長率At時，引伸計標距應等于試樣的標距。E 8/E 8M-08 規定對于大多數金屬材料測量屈服行為時，推薦的標定應變范圍為0.2～2.0％。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
除了下面所列內容，A 370-07 對引伸計精度的規定與E 8/E 8M-08 基本一致。測定規定Rp時，當非比例延伸大于等于0.2％時，應選用精度不低于±0.5％的引伸計（B2 級及以上）在0.05～1.0％的應變范圍進行標定；當非比例延伸小于0.2％時，應選用精度不低于±0.25％的引伸計（B1 級及以上）在0.05～1.0％的應變范圍進行標定或者選用精度不低于±0.5％的引伸計（B2 級及以上）并且降低標定應變范圍下限（例如降低至0.01％）。測定規定總延伸強度Rt時，應選用精度不低于±0.25％的引伸計（B1級及以上）。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
ISO 系標準規定：測量屈服行為時，引伸計標距應不小于試樣的標距的1/2，測定斷后伸長率A或斷裂總伸長率At時，引伸計標距應等于試樣的標距。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
表 1 是E 8/E 8M-08、A 370-07和ISO 系標準對引伸計的規定，由表1 可見：對于引伸計的要求，ASTM標準的要求普遍較ISO 系標準標準嚴格，并且給出了進行相應測量時引伸計的標定范圍。ISO 系標準標準給出測量屈服行為時引伸計標距的下限有助于減少測試時的爭議。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
2.2 試樣尺寸測量裝置VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
表 1. E 8/E 8M-08、A 370-07 和ISO 系標準對試樣尺寸測量裝置的分辨力規定VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
E 8/E 8M-08 A 370-07 ISO 標準VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
范圍（mm） 分辨力（mm） 范圍（mm） 分辨力（mm） 范圍（mm） 分辨力（mm）VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
＜0.5 0.002 板材試樣寬度0.13 0.1～0.5 0.001VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
0.5～2.5 0.002 板材試樣寬度0.025 0.5～2.0 0.005VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
2.5～5 0.01 矩形試樣厚度2.0～10 0.01VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
≥5 0.02 圓柱形試樣直徑≥10 0.05VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
表1 是E 8/E 8M-08、A 370-07 和ISO 系標準對試樣尺寸測量裝置的分辨力規定。由表1 可見，ASTM標準和ISO 系標準對試樣尺寸測量裝置的分辨力要求相近；對于板材試樣寬度，A 370-07 的要求比E 8/E 8M-08低（0.13vs0.02mm）。除表1 的規定外，對于最小尺寸小于0.5mm的試樣E 8/E 8M-08 規定：如果可能分辨力不大于試樣的最小尺寸的1％。對于非對稱全截面試樣，使用稱重法時，E 8/E 8M-08 規定試樣長度大于橫截面上最大尺寸的20 倍，試樣質量測量精度應不小于0.5％。VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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后續（中）VJV熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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