ASTM E8M 09 中文版 金屬材料拉伸試驗方法E

1、.金屬材料拉伸試驗標準試驗方ASTM E8/E8M-09金屬材料拉伸試驗的標準試驗方法1 范圍1.1 本方法適用于室溫下任何形狀的金屬材料的拉伸試驗。特別是對于屈服強度、屈服點延伸率、抗拉強度、延伸率和斷面收縮率的測定。1.2 對于圓形試樣，標距長度等于直徑的4倍【E8】或5倍【E8M】（對于E8和E8M，試樣的標距長度是兩個標準的最大區(qū)別，其他技術內容是一致的）。用粉末冶金（P/M）材料制成的試樣無此要求，以保持工業(yè)要求的材料的壓力至規(guī)定的設計面積和密度。1.3 除本方法規(guī)定外，可對特殊材料制定單獨的技術規(guī)范及試驗方法，例如：試驗方法和定義A370，試驗方法B557，B557M。1.4 除非

2、另有規(guī)定，室溫應定為1038。1.5 國際單位(SI)和英制單位相互獨立，兩個單位體系的數(shù)值并不完全相等，因此，它們應該獨立使用。兩個單位體系結合使用得到的數(shù)值與標準不符合。1.6 本標準并不涉及所有安全的問題，如果有，也是與它的用途有關。在使用本標準前制定適當?shù)陌踩徒】狄?guī)范，確定使用的規(guī)章制度是本標準使用者的責任。2 參考文件2.1 ASTM標準：A 356/A 356M 鑄鋼、碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼、蒸汽鍋爐鋼的產品規(guī)范A370 鋼產品力學性能試驗方法及定義 B557 鍛、鑄鋁合金和鎂合金產品的拉伸試驗方法B557M鍛、鑄鋁合金和鎂合金產品的拉伸試驗方法(公制)E4 試驗機的力學校驗方

3、法E6 力學性能試驗方法相關術語E29 用標準方法確定性能所得試驗數(shù)據(jù)的有效位數(shù)的推薦方法E83 引伸計的的校驗及分級方法E345 金屬箔拉伸試驗的測試方法E691 實驗室之間探討確定試驗方法精確度的實施指南E1012 拉伸載荷下試樣對中方法的確定E1856 試驗機計算機數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)的使用指導3 術語3.1 定義在E6中出現(xiàn)的有關拉伸測試的名詞術語均可以用在該拉伸試驗方法中。另外需補充以下術語：3.1.1 不連續(xù)屈服軸向試驗中，由于局部屈服，在塑性變形開始的地方觀察到力的停滯或起伏（應力-應變曲線不一定出現(xiàn)不連續(xù)）。3.1.2 斷后延伸率由于斷裂，使得施加的力突然降低，在此之前測得的延伸率

4、。很多材料并不出現(xiàn)力突然降低的情況，這時斷后延伸率通過測量力減小到最大力的10%時的應變值獲得。3.1.3 下屈服強度（LYSFL-2）軸向試驗中，不考慮瞬時效應的情況，不連續(xù)屈服過程中記錄的最小應力。3.1.4 均勻延伸率（ELU%）在試樣出現(xiàn)縮頸、斷裂或者二者都出現(xiàn)之前，所承受最大力時材料的延伸率為均勻延伸率。3.1.4.1 說明：均勻伸長率包括彈性延伸率和塑性延伸率。3.1.5 上屈服強度（LYSFL-2）軸向試驗中，伴隨不連續(xù)屈服首此出現(xiàn)的應力最大值（首次出現(xiàn)零斜率時的應力）；3.1.6 屈服點延伸率（YPE）軸向試驗中，不連續(xù)屈服過程中上屈服點（應力斜率為0時的轉換/臨界點）所對應得

5、應變與均勻應變硬化轉折點之間的應變差（用百分比表示）。若均勻應變硬化轉折點超出應變范圍，則YPE的終點是(a)(b)兩條直線與橫軸的交點：(a)應力應變曲線的不連續(xù)屈服段，通過最后一個零斜率點的水平正切線；(b)應力應變曲線的均勻應變硬化段的正切線。若在屈服的地方或附近沒有出現(xiàn)斜率為零的點，則材料的的屈服點延伸率為0%。4 意義和作用4.1 拉伸試驗提供了在單軸拉伸應力條件下材料的強度和延性數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)對材料的比較、合金研究、質量管理以及在某些特定的條件下的設計提供了幫助。4.2 從零件或材料上選取局部樣坯加工成的標準試樣的拉伸試驗的結果，不一定代表最終產品或它在不同環(huán)境中工作的強度和延性性能

6、。4.3 本試驗方法可滿意應與商業(yè)驗收試驗，并已廣泛用于貿易。5 設備5.1 試驗機用于拉伸試驗的試驗機必須符合E4規(guī)定要求；用于確定抗拉強度和屈服強度的力應該在E4中規(guī)定的試驗機的測量范圍之內。5.2 夾具5.2.1 概述傳遞試驗機對試樣施加力的各種類型的夾持裝置均可使用。為了保證試樣標距內受到軸向拉伸應力，試樣的軸線必須和試驗機夾頭的中心線重合，任何不符合此要求的裝置都可能引入通常應力計算中未考慮的彎曲應力。注1這個偏心力的施加效果可以由計算扭矩和由此增加的應力表現(xiàn)出來。對于一個標準的直徑為12.5mm的試樣，每偏心0.025mm，應力就增加1.5%；對于直徑為9mm的試樣，應力增加2.5

7、%；對于直徑為6mm的試樣，應力增加3.2%。注2對中方法在E1012中給出。5.2.2 楔形夾具試驗設備通常裝有楔形夾具，這些夾具通常用于夾持塑性金屬長試樣和如圖1所示的扁平試樣。然而，無論什么原因，如果一對夾具與另一對夾具夾持的位置不同軸，那么就會產生不理想的彎曲應力。尺寸（mm）標準試樣小尺寸試樣板狀類型40mm寬薄板類型12.5mm寬6mm寬G標距長度（注1、2） 2000.2 50.00.1 25.00.1W寬度（注3、4） 40.02.0 12.50.2 6.00.1T厚度（注5） 材料厚度R圓角半徑、最小（注5） 25 12.5 6L總長（注2、7、8） 450 200 100A

8、縮斷部分長度、最小 225 57 32B夾持部分長度、最小（注9） 75 50 30C夾持部分寬度、大約（注4、9） 50 20 10圖1 長方形拉伸試樣注1對于寬度為40mm的試樣，斷裂后測量伸長的沖孔標志應該在試樣的扁平面上或者在試樣的邊部應在縮斷長度的范圍內?？梢允褂靡惶?個或更多的25mm沖孔標志，或者使用一對或多對200mm的沖孔標志。注2當不要求寬度為40mm試樣的伸長測量時，75mm的縮斷面的最小長度可以使用所有與板材類型樣品相類似的其他尺寸。注3對于這3個尺寸的試樣，縮短面的端部的寬度誤差分別不超過0.10mm，0.05mm或者0.02mm。另外從端部到中心逐漸降低，但每端的寬

9、度與中心的寬度差不超過1%。注4對于這3個尺寸的試樣，必要時，使用較小的寬度（W和C）。在這種情況下，縮斷面寬度應該與被試驗材料允許的寬度一樣，除非另有說明，否則當使用這較小試樣時，產品規(guī)格的伸長要求不適用。注5尺寸T是材料規(guī)格提供的試樣的厚度。寬度為5mm的試樣的最小厚度為40mm。寬度為19mm和6mm的試樣的最大厚度分別為12.5mm和6mm。注6對于寬度為40mm的試樣，當使用斷面切削器加工縮斷面時，在690MPa的拉伸強度下，鋼試樣允許的縮斷面的端部最小半徑為13mm。注7上表顯示尺寸都是最小值，為了確保最小長度，夾具一定不能超過A、B之間的過渡部分，見注9。注86mm寬的試樣進行試

10、驗時，為了獲得軸向力，試樣的總長應與材料的長度相同，允許達到200mm。注9如果可能，最理想的狀態(tài)是，夾持斷面的長度能夠使試樣伸入到夾具的2/3處或者更長。若寬度為12.5mm的試樣的夾持部分的長度為10mm，則需要用于更長夾持部分的夾具來夾持試樣，防止在夾持部分發(fā)生滑動（或未加緊等錯誤）。注10對于這3個尺寸的試樣，試樣的端部兩側面關于縮斷面的中心線相對稱，誤差分別在2.5mm、0.25mm和0.13mm之內。但是，對于仲裁試驗和由產品規(guī)格要求時，寬度為12.5mm的試樣的端部對稱度應該在0.2mm之內。注11對于每種試樣類型，所有圓角的半徑都應該相等，誤差在1.25mm范圍之內。在某一端面

11、上，兩圓角的曲率中心應位于中心線的垂直平分線上，誤差在0.2mm范圍之內。注12試樣需提供以下信息（仲裁試驗除外）：（a）使用上面的偏差；（b）提供足夠多的標志以便確定延伸量；（c）使用合適的引伸計以確定屈服強度。若斷裂發(fā)生在距夾持裝置邊沿不足2W處，所確定的拉伸特性不能代表材料的性能。在驗收試樣中，如果特性滿足了規(guī)定的最低要求，就不需要更進一步的試驗，但如果它們低于最低要求，則放棄本次試樣并重新進行試驗。在楔形夾具背面裝有襯墊，它們厚度必須相同并且表面平直、平行。為了達到最佳的效果，楔塊最好是通過試驗機夾頭支撐在襯墊整個長度上，這就需要有幾種厚度的襯墊在規(guī)定的試樣厚度范圍內使用。為了能適當?shù)?/p>

12、夾緊，每個夾具的整個鋸齒面最好都與試樣相接觸。楔形夾具的正確對中和合適的襯里如圖2。圖2 用于夾持扁平試樣帶襯墊的楔形夾具對于短的試樣和復雜材質的試樣，一般情況下需要使用機械加工的試樣和特殊夾具，從而保證試樣負載盡可能完全沿拉伸軸向均與分布（見5.2.3，5.2.4，5.2.5）。5.2.3 用于夾持有螺紋、臺肩的試樣及脆性材料的夾具圖3給出了用于帶螺紋端部試樣夾持裝置的示意圖，圖4是用于夾持帶臺肩端部試樣的夾具。這些夾持裝置應通過適當潤滑的球形座支撐固定到試驗機的頭部，球形支撐之間距離應盡可能大。5.2.4 薄板材料的夾具圖5所示為自調節(jié)夾具，用于夾持那些無法用普通楔形夾具夾持的薄板材料。5

13、.2.5 線材的夾具圖5、圖6所示的楔形或挽勒式夾具、或平面楔形夾具都可以用于線材的夾持。 圖4 用于夾持帶臺肩試樣的夾持裝置圖3 用于夾持帶螺紋試樣的夾持裝置 圖6 線材試驗的挽勒式夾具圖6 線材試驗的減速鎖裝置圖5 用于夾持薄板和線材試樣的夾持裝置5.3 尺寸測量裝置千分尺和其他用來測量長度的裝置必須準確，而且精確度至少到達到要求測量的最小單位的一半。5.4 引伸計用于拉伸試驗的引伸計應該符合E83中有關這個試驗方法工序中規(guī)定的級別要求。引伸計用于測量和驗證屈服強度對應的的應變值以及斷后延伸率（如果需要）。5.4.1 標距（測量長度）小于等于試樣標距長度的引伸計可以用來確定屈服性能。對于等

14、截面的試樣（如具有全截面的絲材、線材、棒材等），用于確定屈服性能的引伸計的標距不應超過夾具間距離的80%。測量斷后延伸率的引伸計，其標距應該等于所測試樣的標距長度。6 試驗試樣6.1 概述6.1.1 試樣尺寸試驗的試樣既可以是實際尺寸，也可以是加工后的（如進行試驗材料的產品標準中敘述的那樣）。6.1.2 位置除非另有規(guī)定，試樣的軸線應在原始材料內按如下方法定位：6.1.2.1 對于厚度、直徑，或板材平面間的距離40mm的產品，試樣的軸線應該在產品中心處；6.1.2.2 對于厚度、直徑，或板材平面間的距離40mm的產品，試樣的軸線應該在產品的中心至表面的中間位置處。6.1.3 試樣加工不正確的試

15、樣制備會導致不滿意或者錯誤的結果。因此，在準備試樣時（特別是加工試樣時），要保證最大的精確度和最小的偏差。6.1.3.1 制備試樣的縮斷部分應避免冷加工、缺口、刀痕、凹槽、毛刺、粗糙表面或邊、過熱等其他可能影響對性能測量造成有害影響的因素。注3對縮斷部分的沖壓或剪切可能在邊緣產生嚴重的冷加工或剪切毛刺，應予加工去除。6.1.3.2 對于長方形試樣，其縮斷部分的棱和角磨削或研磨后，不應導致試樣橫截面積值與計算面積值產生很大的差異。6.1.3.3 對于脆性材料，在標距的末端應該使用大半徑的圓弧。6.1.3.4 試樣的橫截面積在縮斷部分的中間位置應該最小，確保斷裂在標距長度之內。鑒于此原因，在每個試

16、樣的縮斷部分允許有一定的錐度（下面有詳細描述）。6.1.4 樣品表面光潔度當材料以不同于制造狀態(tài)的表面條件試驗時，試樣的表面光潔度應該符合產品標準的要求。注4對于高強度和低韌性的材料，應該熱別注意試樣表面光潔度的均勻性和質量，因為這些是影響試驗結果的一個因素。6.2 平板試樣圖1給出了標準平板類型的試樣。這種試樣用來試驗標稱厚度5mm的板材、型材和平板材料。若產品規(guī)范允許，其他類型的試樣（6.3、6.4和6.5提供的試樣）也可以使用。6.3 薄板試樣6.3.1 圖1給出了標準薄板類型的試樣，這種試樣用于試驗標稱厚度范圍在0.13mm19mm之間的薄板、板材、扁平線材、帶材、條、環(huán)、型材等金屬材

17、料。若產品規(guī)范允許，其他類型的試樣（6.2、6.4和6.5提供的試樣）也可以使用。注5試驗方法E345可以用于厚度達0.15mm的材料的拉伸試驗。6.3.2 在端部可以使用銷釘，如圖7所示。為了避免薄的高強度材料在試驗時發(fā)生卷曲，有必要在夾持端使用使用剛性加強板。尺寸，mmG標距長度W寬度（注1）T厚度，最大（注2）R圓角半徑，最小（注3）L總長，最小A縮斷部分長度，最小B夾持部分長度，最小C夾持部分寬度，大約D芯桿孔的直徑，最小（注4）E芯桿距離端部的距離，大約F孔距圓角的距離，最小 50.00.1 12.50.2 16 13 200 57 50 50 13 40 13圖7 50mm標距長度

18、的銷釘負載拉伸試樣注1縮斷部分的端部寬度誤差不超過0.1mm。從端部到中間位置允許有一定的錐度，但每個端部的寬度與中間位置的寬度差不能超過1%。注2尺寸T是產品標準中所述的試樣的厚度。注3對于一些材料，圓角的半徑R需要13mm。注4孔必須在縮斷部分的中心線上，誤差允許在0.005mm范圍之內。注5不同尺寸的C、D、E、F、L都可以，只要確保斷裂在標距長度范圍之內即可。6.4 圓形試樣6.4.1 圖8給出了直徑為12.5mm的標準圓形試樣，廣泛應用于金屬材料試驗，包括鍛造和鑄造的材料。6.4.2 圖8也給出了與標準圓形試樣成比例的小尺寸試樣。當無法制備標準圓形試樣或如圖1所示的平板試樣時，可以使

19、用其他尺寸的小圓形試樣。對于任何小尺寸試樣，依據(jù)標準E8時，標距長度應是試樣直徑的4倍，依據(jù)標準E8M時，標距長度應是試樣直徑的5倍。尺寸，mm 標距長度是試樣直徑的4倍【E8】標準試樣與標準試樣成比例的小尺寸試樣試樣1試樣2試樣3試樣4試樣5G標距長度D直徑（注1） R圓角半徑，最小A縮斷部分長度，最小（注2）50.00.112.50.2105636.00.19.00.184524.00.16.00.163016.00.14.00.142010.00.12.50.1216尺寸，mm 標距長度是試樣直徑的5倍【E8M】標準試樣與標準試樣成比例的小尺寸試樣試樣1試樣2試樣3試樣4試樣5G標距長度

20、D直徑（注1） R圓角半徑，最小A縮斷部分長度，最?。ㄗ?）62.50.112.50.2107545.00.19.00.185430.00.16.00.163620.00.14.00.142412.50.12.50.1220圖8 標準12.5mm圓拉試樣及與標準試樣成比例的小尺寸試樣注1縮斷部分從端部到中心可以有一定遞縮的錐度，但端部與中心的直徑差不能超過1%。注2如果需要，縮斷部分可以增加到能適應一個適宜標距引伸計的長度。用于測量延伸的參考標志應該在標距長度處隔開。注3標距和圓角如圖8所示，只要能夠保證軸向負載，試樣端部可以是適合于試驗機夾頭的任何形狀（如圖9所示）。如果是用楔形夾具夾緊，試

21、樣夾持長度至少要確保能夠伸入到試驗機夾頭的2/3位置處，甚至更長。注4圖8和圖9所示的圓形試樣，標距長度是標稱直徑的4倍【E8】或5倍【E8M】。在一些產品標準中提供的其他試樣，在尺寸公差范圍內，除非比率為4:1或者5:1，否則延伸值不能與從標準試樣獲得的延伸值相比較。注5直徑比6mm小的試樣只有在下面情況下可以使用：試樣的材料尺寸不夠獲得較大試樣；相關方都同意使用這種試樣進行驗收試驗。更小尺寸的試樣在加工和試驗方面要求更合適的設備和更高的技術。注6僅限于英尺/磅單位：通常使用以下5個尺寸的試樣：直徑分別大約為0.505in、0.357in、0.252in、0.160in、和0.113in，因

22、為它們的橫截面積分別等于或接近于0.200in2、0.100 in2、0.0500 in2、0.0200 in2、和0.0100 in2，很容易計算負載的應力。因此，當時實際直徑與這些值一致時，別用簡單的乘法，分別乘上相應的系數(shù)5、10、20、50和100就可以計算出應力或強度（國際單位制不適用）。6.4.3 標距之外的試樣的端部形狀要適合材料，并能很好與試驗機夾頭相配合，以便確保從軸向施加力。圖9給出了幾種端部形狀的試樣。尺寸，mm 標距長度是試樣直徑的4倍【E8】標準試樣與標準試樣成比例的小尺寸試樣試樣1試樣2試樣3試樣4試樣5G標距長度D直徑（注1） R圓角半徑，最小A縮斷部分長度，最小

23、（注2）L總長，大約B端部長度（注3）C端部直徑E肩長和圓角部分，大約F肩直徑500.112.50.21056，最小14535，大約20500.112.50.21056，最小15525，大約201515500.112.50.22100，大約15520，大約20500.112.50.21056，最小14015，大約222015500.112.50.21056，最小25575最小201515尺寸，mm 標距長度是試樣直徑的5倍【E8M】標準試樣與標準試樣成比例的小尺寸試樣試樣1試樣2試樣3試樣4試樣5G標距長度D直徑（注1） R圓角半徑，最小A縮斷部分長度，最?。ㄗ?）L總長，大約B端部長度（注3

24、）C端部直徑E肩長和圓角部分，大約F肩直徑62.50.112.50.21075，最小14535，大約2062.50.112.50.21075，最小15525，大約20151562.50.112.50.2275，大約15520，大約2062.50.112.50.21075，最小14015，大約22201562.50.112.50.21075，最小25575，最小201515圖9 標準圓拉試樣端部的各種類型注1縮斷部分從端部到中心可以有一定遞縮的錐度，但端部與中心的直徑差不能超過1%。注2在試樣1和試樣2上，允許任何標準的螺紋以提供適當?shù)膶χ泻洼o助，從而確保斷裂發(fā)生在縮斷部分處。注3在試樣5上，如

25、果可能，使夾持部分長到足以伸到夾具的2/3處，甚至更長。注4圖9中所住的國際單位制（SI）與英尺/磅單位相互區(qū)別，每個單位體系內的值沒有絕對的等同，因此，每個單位體系與另外的相互獨立。6.5 薄板、帶鋼、扁線材和平板的試樣在試驗薄板、帶鋼、扁線材和平板材料時，使用的試樣類型適合材料的標稱厚度，具體描述如下：6.5.1 對于公稱厚度為0.13mm5mm的材料，使用6.3中描述的薄板類型試樣。6.5.2 對于公稱厚度為5mm12.5mm的材料，使用6.3中描述的薄板類型試樣或者6.2中描述的板狀試樣。6.5.3 對于公稱厚度為12.5mm19mm的材料，使用6.3中描述的薄板類型試樣、6.2中描述

26、的板狀試樣，或者6.4中描述的標準圓形試樣。6.5.4 對于公稱厚度19mm的材料，使用6.2中描述的板狀試樣，或者6.4中描述的標準圓形試樣。6.5.4.1 如果產品規(guī)范允許，對于厚度19mm的材料，可以使用改型的薄板類型試樣，以適應圖1中所示形狀。這種改型的試樣厚度必須加工成100.5mm，同時在整個縮斷部分誤差必須在0.1mm范圍內。若有異議，應使用圓形試樣作為仲裁試樣。6.6 線材、棒材、型材的試樣6.6.1 對于圓形的線材、棒材和型材，應該使用全橫截面積的試樣。對于直徑4mm的線材，用于測量延伸率的標距長度應該在產品標準中說明。在試驗直徑4mm的線材、棒材和型材時，除非另有規(guī)定，否則

27、應該使標距長度等于4倍直徑【E8】，或者標距長度等于5倍直徑【E8M】。試樣總長度至少應等于標距長度加上用于夾具全部夾持的材料長度。6.6.2 對于橫截面為八邊形、六邊形或者四邊形的線材，按6.6.1對圓形橫截面的棒材或型材的試樣是不適用的。對于八邊形、六邊形和四邊形橫截面的棒材和型材，可以使用下面試樣類型中的一種：6.6.2.1全橫截面試樣（注6）允許用砂紙輕輕打磨試樣的試驗部分，或者對試驗部分進行加工，以確保斷裂在標距范圍內。對于直徑或者扁平面之間的距離5mm的材料，在不改變橫截面形狀的情況下，橫截面積可以減小到不小于（）原始面積的90%。對于直徑或者扁平面之間的距離5mm的材料，在不改變

28、橫截面形狀的情況下，直徑或平面間的距離可以適當減少，減小量0.25mm。對于相對平面之間的距離（OL）5mm的四邊形、六邊形和八邊形橫截面的線材和棒材，可以在其橫截面上作一個面積四邊形（六邊形、八邊形）內接圓面積的90%的圓，將其圓作為試樣的橫截面。在縮斷部分的端部倒圓角，圓角的半徑最好為10mm，至少不能小于3mm。對于相對平面之間的距離（OL）5mm的四邊形、六邊形和八邊形橫截面的棒材，所選的試樣的圓形橫截面的直徑與OL的差值0.25mm。注6對于銅和合金銅試樣，其端部需在一個類似圖10所示的夾具上壓平到原來尺寸的1050%，確保斷裂在標距范圍內。壓平的四個平面必須平行，同側的兩個平面必須

29、位于位于同一平面上。圖10 用于全尺寸拉伸試樣端部壓平的擠壓夾具6.6.2.2 對于棒材和型材，6.4中所述的標準圓形試樣可以用來代替全橫截面試樣。除非在產品標準中另有規(guī)定，試樣應平行于軋制或擠壓方向。6.7 長方形型材的試樣在試驗長方形型材時，應使用下面試樣類型中的一種：6.7.1 全橫截面試樣允許用砂紙輕輕打磨試樣的試驗部分，或者對試驗部分進行加工，以確保斷裂在標距范圍內，但是減小后的試樣寬度不能小于原始寬度的90%。對于縮斷部分長度20mm的試樣，縮斷部分的兩邊應相互平行，并保證試樣縱向軸線的偏差在0.05mm范圍內。在縮斷部分的端部倒圓角，圓角的半徑最好為10mm，至少不能小于3mm。

30、6.7.2 對于厚度能夠適合試驗機的夾具，但是寬度比較大的長方形型材，可以在寬度方向切割以適合夾具，切割表面要進行機加工或者打磨，以確保斷裂在標距范圍內。切割后試樣的寬度型材的原始厚度。另外，6.2、6.3和6.4中所述的試驗類型也可以使用。6.8 型鋼、結構鋼和其他鋼種其他類型的型鋼試驗時（除前面提到過的型鋼），可以使用6.2、6.3和6.4所述的任一種試樣類型。6.9 管材試樣6.9.1 除了受試驗設備限制的較大尺寸的管材外，對于所有小管材（注7），特別是公稱外徑25mm的管材，使用全尺寸管材橫截面的拉伸試樣是標準慣例。把配合良好的金屬塞頭插到管材試樣端部，以保證試驗機的夾具能夠準確的夾緊

31、試樣，金屬塞頭不能延伸到試樣用于測量延伸率的部分。除非產品標準中另有說明，否則標距長度應是直徑的4倍【E8】或5倍【E8M】。圖11給出了合適的金屬塞頭形狀、其在試樣中的位置以及試樣在試驗機夾具中的位置。注7“管材”一詞用于指示管狀產品，包括管子，管道和管形材料。6.9.2 對于不能以全橫截面試驗的大直徑管材，縱向拉伸試樣如圖12所示切割。焊接管子的試樣應該位于距焊縫大約90位置處。若管壁的厚度20mm，應該使用圖13所示形狀和尺寸的試樣，或者6.4.2所述和圖8所示的與標準試樣成比例的一種小尺寸試樣。圖13所示的試樣類型可以用表面形狀和管材彎曲相同的夾具進行試驗。若無曲面夾具，可將試樣的夾持

32、端進行冷壓平。若管壁的厚度20mm，應使用圖8所示的標準試樣。注8在夾緊試樣（或在加工過程中）或壓平試樣端部時，一定要小心，確保縮斷部分不會有任何變形和冷卻，因為這些會改變機械性能。 圖12 從大直徑管材切割縱向拉伸試樣的位置圖11 金屬塞頭的形狀、在試樣中的位置及試樣在夾具中的位置注從限制夾具的那條線到圓弧部分，金屬塞頭的直徑應該有一個微小的錐度（如圖11）。 注從管材上切割下來用于加工試樣的毛坯，它的棱應該互相平行（如圖12）。尺寸（mm）試樣1試樣2試樣3試樣4試樣5試樣6試樣7G標距長度W寬度（注1）T厚度R圓角半徑，最小A縮短部分長度，最小B夾持部分長度，最小C夾持部分寬度，大約50

33、.00.112.50.212.560752050.00.140.02.025607550200.00.240.00.225230755050.00.120.00.7測量厚度25607525100.00.120.00.725120752550.00.125.01.525607540100.00.125.01.5251207540圖13 大直徑管材產品的拉伸試樣注1每種試樣的縮斷部分的端部在寬度上允許有一定的差值，但誤差不能超過0.5%。在縮斷部分的寬度上，從端部到中間位置允許有一定的錐度，但每個端部的寬度與中間位置的寬度差不能超過1%注2如果可能，使夾持部分長到足以伸到夾具的2/3處，甚至更長。

34、注3試樣端部的兩個邊應該關于縮斷部分的中心線對稱，對于試樣1、4，誤差在1mm之內；對于試樣2、3、6，誤差在5mm內；對于試樣7，誤差在2.5mm內。注4對于每種試樣類型，所有圓角的半徑都應該相等，誤差在1.25mm范圍之內。在某一端面上，兩圓角的曲率中心應位于中心線的垂直平分線上，誤差在2.5mm范圍之內。注5對于環(huán)形段，橫截面的面積可以通過WT計算。如果尺寸W與管材的直徑之間的比值1/6，用這種方法計算橫截面面積的誤差就比較大。在這種情況下，需用7.2.3中的公式進行計算。注6G/W小于4的試樣，不能用來確定延伸率。注7在整個長度上，兩面平行的試樣需提供以下信息（仲裁試驗除外）：（a）使

35、用上面的偏差；（b）提供足夠多的標志以便確定延伸量；（c）使用合適的引伸計以確定屈服強度。若斷裂發(fā)生在距夾持裝置邊沿不足2W處，所確定的拉伸特性不能代表材料的性能。如果特性滿足了規(guī)定的最低要求，就不需要更進一步的試驗，但如果它們低于最低要求，則放棄本次試樣并重新進行試驗。6.9.3 管材的橫向拉伸試樣可以從管子端部切割下來的環(huán)上獲取，如圖14所示。試樣的壓平可在如A那樣截開后進行，也可在如B那樣截開前進行。圖14 橫向拉伸試樣在管材產品切割環(huán)的位置對于管壁厚度20mm的大管材，其拉伸試樣可以用圖8所示的小尺寸試樣，也可以用圖13所示的試樣2；當使用后者時，可以對一個或每個表面進行加工，確保厚度

36、均勻，但是從每個表面去除的厚度不能超過壁厚的15%。對于管壁厚度20mm的大管材，拉伸試樣用圖8所示的標準試樣。用于確定焊接強度的大焊接管的橫向拉伸試樣，應該位于與焊縫垂直處，且焊縫大約位于整個試樣的中間位置。6.10 鍛件的試樣對于鍛件的試樣，使用6.4中所述的最大的圓形試樣。如果圓形試樣不適用，則使用6.5中所述的最大的試樣。6.10.1 對于鍛件，試樣的獲取應該根據(jù)實際的產品標準要求進行，可以從鍛件的突出部分或最厚部分、或者從鍛件的延長部分、或者從代表鍛件性能的單獨鍛造的試樣上獲得。如果沒有其他特殊規(guī)定，試樣的軸線應該平行于晶粒流向。6.11 鑄件的試樣在試驗鑄件時，除非在產品標準中另行

37、說明，否則一律使用圖8中所示的標準試樣，或者圖15中所示的試樣。尺寸，mm試樣1試樣2試樣3G平行部分長度等于或大于直徑DD直徑R圓角半徑，最小A縮斷部分長度，最小L總長，最小B端部長度，大約C端部直徑，大約E肩部長度，最小F肩部直徑12.50.22532952520616.00.4200.425381002530624.00.436.00.650601604548836.50.4圖15 鑄鐵的標準拉伸試樣注縮斷部分和肩部（尺寸A、D、E、F、G）如上所示。但是夾持部分的形狀應與試驗機的夾具相適合，確保力的軸向傳遞。通常夾持部分有螺紋，尺寸如B、C所示。6.11.1 鑄件的試樣如圖16和表1所

38、示。 鑄錠的側視圖撓鋼的替代設計 圖16A 鑄件的試樣（mm）（設計細節(jié)見表1）（a）雙鑄錠的設計（b）多鑄錠的設計圖16B 鑄件的試樣（in.）（設計細節(jié)見表1）表1 鑄件的試樣的設計細節(jié)注1大而厚的鑄鋼的試樣：圖16A和16B給出的試樣用于大而厚的鑄鋼的試驗。然而，標準試樣塊的任何鑄件橫截面積和長度可任意增加，此內容不按標準A356/A356M的規(guī)定。注2撓鋼：如果要求撓鋼，圖16中用虛線給出了另一種設計方案。材料設計，125mm冒口設計1、L（長度）125mm是最小的長度。這個長度在鍛造車間也可根據(jù)需要自行增大1、L（長度）希望能夠基座的冒口長度與腿的頂部長度相同，因此在頂部冒口的長度取

39、決于加在冒口上坡口的數(shù)量2、端部錐體是否使用錐度和錐度的大小，鍛造車間自行選擇2、寬度在多腿試塊底部的冒口寬度應為n（57mm）16mm，其中n等于試塊配備的腿的數(shù)量。頂部冒口寬度取決于加在冒口上坡口的數(shù)量。3、高度32mm4、寬度（上部）32mm5、半徑（底部）13mm 最大6、腿間距腿之間使用半徑為13mm的圓弧7、試樣的位置拉伸、彎曲、沖擊樣從腿的下部取出3、T（冒口錐度）高度 試樣的使用和任選尺寸冒口的最小高度應為51mm，最大高度根據(jù)以下原因在試樣的任意部分選取：（a）許多冒口為澆注口（b）不同的成分對冒口的致密性有不同要求（c）不同的澆注溫度對冒口的致密性有不同要求8、腿的數(shù)量附屬

40、于試樣的腿的數(shù)量按第6條等距離任意選取9、R半徑大約從02mm6.12 可鍛鑄鐵的試樣除非產品標準中另有說明，否則在試驗時均使用圖17所示的試樣類型。尺寸，mmD直徑R圓弧半徑A縮斷部分長度L總長B端部長度C端部直徑E圓弧長度1686419064205圖17 可鍛鑄鐵（韌性鑄鐵）的標準拉伸試樣6.13 模鑄件的試樣除非產品標準中另有說明，否則在試驗時均使用圖18所示的試樣類型。尺寸，mmG標距長度D直徑（見注）R圓弧半徑，最小A縮斷部分長度，最小L總長，最小B夾具間的距離，最小C端部直徑，大約500.16.40.1756023011510圖18 模鑄件的標準拉伸試樣注縮斷部分從端部到中間有一個

41、遞增的錐度，但端部與中心的直徑差0.1mm。6.14 粉末冶金材料（P/M）的試樣除非產品標準中另有說明，否則在試驗時可使用圖19和圖20所示的試樣類型。當根據(jù)圖19加工試樣時，可以通過機器夾口在端部壓入淺的橫向槽或脊，以便使用與槽或脊配合的專門夾具進行夾持。由于形狀和其他因素的影響，在熱處理條件下的板狀未加工的拉伸試樣（圖19）的極限抗拉強度時具有相同成分和處理過程的加工形成的圓形拉伸試樣（圖20）的50%85%。壓力區(qū)域=645mm2尺寸，mmG標距長度D中心的寬度W縮斷部分的寬度T壓縮的厚度范圍R圓弧半徑A縮斷部分一半的長度B夾持長度L總長C夾持部分寬度F夾持部分的半寬E端部圓弧半徑25

42、.40.085.720.035.970.033.566.3525.415.980.950.0389.640.038.710.034.340.034.340.03圖19 粉末冶金產品的標準板狀機加工拉伸試樣注規(guī)定的尺寸（除G和T外），均為模具的尺寸。未經機加工壓縮前，大致壓力區(qū)域=752mm2，機加工建議：1、 將縮斷部分粗加工到直徑6.35mm。2、 縮斷部分進行精車削，從縮斷部分中心到端部，直徑在4.75mm4.85mm，有一定的錐度。3、 用00砂布進行磨光。4、 用細紗布進行磨光。尺寸，mmG標距長度D縮斷中心的直徑H標距長度端部的直徑R圓弧半徑A縮斷部分長度L總長（模槽長度）B端部的長

43、度C壓縮的厚度W模槽寬度E肩部的長度F肩部的直徑J端部圓弧半徑25.40.084.750.034.850.036.350.1347.630.1375，公稱7.880.1310.030.1310.030.086.350.137.880.031.270.13圖20 粉末冶金產品的標準圓形機加工拉伸試樣注1試樣的標距長度和圓角如圖所示，圖中的端部設計用于提供最小的實用壓縮區(qū)域。其他端部設計也可以接受，但在某些情況下，需要使用高強度的燒結材料。注2建議試樣用有縫套頭夾緊，并用肩部支撐。套頭的邊緣半徑不得小于試樣端部圓弧的半徑。注3直徑D和H應該是同軸的，誤差在0.03mm范圍之內，上面沒有刮痕和刀痕。

44、7 步驟7.1 試驗機的準備在啟動時或試驗機長時間未使用時，應該先對設備進行預熱，使其運行到正常的操作溫度，減少因環(huán)境條件變化造成的錯誤。7.2 試樣尺寸的測量7.2.1 測量縮斷部分中心的橫截面尺寸作為試樣的橫截面積，對于5mm以下的試樣的仲裁試驗，需測量其最小的橫截面的尺寸。測量和記錄拉伸試樣的橫截面的尺寸如下：（1） 對于尺寸5mm的試樣，精確到0.02mm。（2）2.5mm尺寸5mm的試樣，精確到0.01mm。（3）0.5mm尺寸2.5mm的試樣，精確到0.002mm。（4）尺寸0.5mm的試樣，實際測量時至少精確到1%；但無論如何，至少精確到0.002mm。注9根據(jù)試樣的幾何形狀，準

45、確測量試樣的尺寸是拉伸試驗最關鍵的方面之一。參見附件X2附加資料。注10由于制造過程中如熱軋制、金屬涂層等造成的粗糙表面會導致計算的面積不準確，大于實際測量尺寸所對應的面積。因此，粗糙表面的試樣的橫截面尺寸應該精確到0.02mm。注11附件X2.9中給出了鍍層金屬產品尺寸測量時的注意信息。7.2.2 測量一個具有均勻但不對稱橫截面的全尺寸拉伸試樣的橫截面積時，可以通過測量材料的長度和重量來確定，其中長度橫截面最大尺寸的20倍。7.2.2.1 測量重量，精確到0.5%或更小。7.2.2.2 橫斷面積=試樣重量/（長度材料密度）。7.2.3 當使用如圖13所示從管材上截取的試樣時，橫截面積的確定如

46、下：如果D/W6： （1）這里： A=橫截面積的準確值，mm2 W=縮斷部分試樣的寬度，mm D=管材的外徑，mm T=試樣的壁厚，mm 如果D/W6，可以使用公式（1）或者下面的公式： （2）這里：A=橫截面積的近似值，mm2W=縮斷部分試樣的寬度，mm T=試樣的壁厚，mm 注12附錄X2.8中給出了大直徑管材試樣的測量和計算的注意信息。7.3 試樣的標距標志7.3.1 確定延伸率的標距長度應該符合試驗材料的產品標準。標距標志的打印可以使用打孔器、分規(guī)，或者用墨水畫在試樣上。對于對缺口影響敏感較強的材料和小試樣，使用快干墨水有助于斷裂后原始標記的定位。7.3.2 對于規(guī)定伸長率3%的材料，

47、在試驗前測量原始標距偏差應在0.05mm內。7.4 試驗機回零7.4.1 試驗機應處于這種狀態(tài)：“零力指示” 意味著在試樣上所施加的力為零。由試樣夾持傳遞的任何力或預負載（除非預負載在試驗前被人為除掉），否則應該由力測量系統(tǒng)進行指示。禁止通過零位調整除皮重、或由軟件進行算術排除等人為除掉預負載，因為這些將影響試驗結果的精度。注13由試樣夾持產生的預負載（拉伸或壓縮），往往是由于下列原因造成的：夾具的設計夾持裝置失靈過大的夾持力控制系統(tǒng)的敏感性注14操作員有責任核實預負載是否是可以接受的，以保證夾具以平穩(wěn)方式進行操作。除非另有規(guī)定，否則建議由于夾持而產生的瞬時（動態(tài)）力不超過材料公稱屈服強度的2

48、0%，靜態(tài)預負載不超過材料公稱屈服強度的10%。7.5 試樣的夾持7.5.1 對于帶有縮斷部分的試樣，試樣的夾持應只限制在夾持部分，因為若夾持在縮斷部分或過度圓弧上會對試樣結果有重大影響。7.6 試驗速度7.6.1 試驗速度根據(jù)下列條件確定：（a）試樣的應變速率；（b）試樣的應力速率；（c）十字頭速度；（d）完成一部分或整個試驗的時間；（e）自由運轉十字頭速度（沒有負載時試驗機的十字頭移動的速度）。7.6.2 為速度和方法的選擇規(guī)定一個合適的范圍是產品委員會的責任。應該為材料規(guī)定適當?shù)脑囼炈俣龋驗椴煌脑囼炈俣葘a生不同的試驗結果，從而影響材料的接受與否。在這些情況下，根據(jù)材料和所要求的試

49、驗結果，以下幾節(jié)推薦了多種方法，用來確定試驗速度。注15試驗速度能夠影響試驗結果：因為材料的速率敏感性和溫度時間效應。7.6.2.1 應變速率應變速度的允許范圍以mm/mm/min規(guī)定。一些試驗機配有測量應變和控制應變速率的裝置，但在沒有這些裝置情況下，應變的平均速率可以用測量已知應變增量的時間裝置進行確定。7.6.2.2 應力速率應力速率的允許范圍以MPa/s規(guī)定。一些試驗機配有測量應力和控制應力速率的裝置，但在沒有這些裝置情況下，應力的平均速率可以用測量已知應力增量的時間裝置進行確定。7.6.2.3 十字頭速度在一次試驗中，十字頭速度的允許范圍以mm/min規(guī)定。在這種情況下，通過對各種不

50、同類型和尺寸的試樣指定不同的限制，可以對十字頭速度進一步限定。當使用不同長度的試樣時，通常情況下十字頭的速度確定為mm/mm/min（mm/每mm縮斷部分長度【或對于沒有縮斷部分的試樣，夾具之間的距離】/min）。許多試驗機配有在試驗期間對十字頭速度進行測量和控制的裝置，但在沒有這些裝置情況下，十字頭的平均速度可以用恰當?shù)拈L度和時間測量裝置進行確定。注16確定試驗速度的方法“十字頭速度”之前叫做“試驗機頭部分離速率）。注17對于沒有十字頭，或者是固定十字頭的情況，“十字頭速度”意味著夾具分離的速率。7.6.2.4 時間時間的允許范圍：從施加力開始（或從一些規(guī)定的應力），到斷裂的瞬間、或最大力、

51、或到一些規(guī)定的應力，所用時間的限制以min或s規(guī)定。所用時間可以通過時間裝置測量。7.6.2.5 自由運轉十字頭速度對試驗機不施加力時，試驗機的十字頭移動速率的允許范圍以mm/mm/s規(guī)定（mm/每mm縮斷部分長度【或對于沒有縮斷部分的試樣，夾具之間的距離】/s）。通過對各種不同類型和尺寸的試樣指定不同的限制，可以對十字頭速度進一步限定。十字頭的平均速度可以用恰當?shù)拈L度和時間測量裝置進行確定。注18對于沒有十字頭，或者是固定十字頭的情況，“自由運轉十字頭速度”意味著夾具分離的自由運轉速率。7.6.3 確定屈服特性的試驗速度除非另有規(guī)定，否則在達到規(guī)定的屈服強度的一半或抗拉強度的1/4之前（兩者取較小值），任何常規(guī)試驗速度都可以；當高于這點值后，速度必須在規(guī)定的限制范圍之內。若確定屈服強度、屈服點延伸率、抗拉強度、斷面收縮率時要求不同速度范圍，需在產品標準中給以闡述。不論在哪種情況下，試驗的速度都必須保證試驗結果中的應力和應變值能夠準確的得以顯示。除非能夠充分證明其他方法能否獲得相同的試驗結果，否則反映產品特性的各種機械性能的測量必須使用同一種控制方法和速率進行試驗。若沒有特殊限制，以下控制方法可以使用。附件X4給出了控制方法選擇