摘要：本文通過標準 GB/T228.1-2010 和實際檢測經驗，分析金屬材料拉伸測試對結果 性能有影響的因素，以及這些因素的產生原因、影響影響性能的程度，並根據實際應 用探討相應的降低影響因素的控制方法。 關鍵詞：金屬材料；標準；拉伸；影響因素；控制要求
金屬材料拉伸試驗是應用最廣泛的檢測和評定金屬材料產品質量的手段。拉伸性 能檢測的主要參數是金屬材料各項強度指標和塑性性能，對金屬材料的研發和實際使 用具有重要意義。影響拉伸檢測結果的因素很多，如拉伸速率、試樣加工、試驗設備、 引伸計裝夾和標定、樣品夾持方式、測試環境溫度以及人員等。
本文結合標準 《GB/T228.1-2010》要求和實際應用，對測試結果的影響因素加以控制。 1 拉伸速率的影響及控制要求
1.1 拉伸速率的影響 拉伸速率對材料強度及塑性根據材料種類不同,影響也不同，且對拉伸的曲線形貌 亦有影響。拉伸試驗彈性階段的變形量小，而加載力增加較快，此時橫梁位移控制容 易造成整個彈性階段很快被衝過。導致屈服測量不準確，或屈服結果偏高的結果。在 實際測試中，金屬材料拉伸速率增加，金屬材料的屈服強度和抗拉強度的測試結果均 會相應的增加，斷後伸長率會相應的減小。而測量奧氏體不鏽鋼這類對拉伸速率極為 敏感的不鏽鋼材料時，速率的影響將會尤為明顯，速率降低會顯著增加斷後伸長率數 值。
1.2 拉伸速率的控制要求 實際檢測中為了避免拉伸速率對拉伸性能結果產生較大影響，可根據標準 GB/T228.1-2010 要求優先採用 A 法應變控制，此法是為了減小測定應變速率敏感參數時的試驗速率變化和試驗結果的測量不確定度。測量彈性階段至屈服應為引伸計應變 控制，應變速率eLe 推薦 0.00025/s，屈服階段應為橫梁位移應變控制，應變速率eLc 推 薦 0.00025/s，屈服階段之後應為橫梁位移應變控制，應變速率eLc 推薦 0.0067/s。對 於標準尺寸的拉伸棒 R4 試樣，測試換算速率基本等同國際標準和美標標準。
2 試樣加工的影響及控制要求
2.1 試樣加工的影響 試樣的準確加工是獲得可信實驗數據的前提，實際工作中，加工樣品的取樣方向、 形狀、尺寸、加工精度和方法等都對測試結果有影響。受材料成型方法影響，材料的 取樣方向對拉伸的強度和斷後伸長率也有一定影響，如 Q345 低合金高強度結構鋼，橫 向拉伸強度比縱向拉伸強度高，但斷後延伸率比縱向略低。大量測試表明，形狀公差 對圓棒樣品的抗拉強度和斷後伸長率有明顯的影響，公差越大，抗拉強度和斷後伸長 率越小；尺寸公差偏大，斷後伸長率偏大，尺寸公差偏小，斷後伸長率亦偏小；樣品 粗糙度越大，抗拉強度越小；過渡弧小於 0.75 倍直徑時，上屈服強度隨著過渡弧增大 而增大。可見，樣品的加工對實驗數據有一定影響。
2.2 樣品加工的控制要求 為了減小樣品加工對實驗數據的影響，實際工作中，我們應當依據相關產品規範及 測試標準的要求進行制樣，嚴格控制樣品的加工精度，如形狀公差、尺寸公差，同時 應對樣品的加工方法進行合理的選取，如受熱易變形易硬化的薄材料應優先選擇發熱 量低的線切割。樣品製備過程中應使過渡圓銜接處平滑，加工不應留有刀痕，進刀量 不可太大等。
3 試驗設備的影響及控制要求
3.1 試驗設備的影響 設備精度、測量範圍、同軸度、夾持不合理對測試結果均有影響。精度不夠，會造 成測試結果誤差變大，測量範圍不合理，可能造成測試結果失真，試樣軸線與夾頭軸 線由偏離，會使使用受附加應力影響測試結果。樣品夾偏、彎曲、不平等均會引起不 同軸而影響測試結果。
3.2 測試設備的要求 為了保證測試結果數據的穩定、可靠，測試設備必須經過符合資質要求的校準 單位進行鑑定、校準，保證設備的精度滿足測量標準的要求。同時，正確使用設備及 夾持工裝才能保證獲取的數據結果真實有效。
4 引伸計裝夾、標定的影響及控制要求
4.1 引伸計的影響 引伸計是拉伸試驗中一個重要的附件，用於測量變形量小的參數，是測量非比例延 伸強度、彈性模量等的必備設備。引伸計的精度、選取量程、裝夾、安裝和取下方法 也會影響測試結果。
4.2 引伸計的控制要求 - 58 -引伸計使用前應先配備在相應設備上再進行校正，符合要求精度才可以使用。測試 時應根據樣品尺寸選擇合適量程的引伸計，確保引伸計標距的測量範圍覆蓋樣品平行 段長度的 0.85 左右。實際使用過程中，引伸計應輕拿輕放，避免引伸計內部應變片受 損。安裝時，應先把標距杆墊片卡在力臂和標距杆之間，並壓緊力臂，然後在把引伸 計的標距刀刃垂直接觸試樣中心，用橡皮筋綁在樣品上，固定好之後取出標距墊片， 最後才開始測試。到達規定取下階段後取下引伸計，特別是測量脆性試樣時，應選擇 合理的摘取點，儘量避免樣品提前斷裂對引伸計造成震蕩損傷。
5 樣品夾持方式的影響即可控制要求
5.1 夾持具的影響 夾持具選擇不合理時會影響測試結果，夾持具與試樣形狀不匹配和夾具表面外型花 紋形狀不適合，會造成夾具和試樣間的接觸面積不足，靜摩擦力不夠，從而導致拉伸 時樣品在夾具內打滑，影響測試數據。樣品夾持時傾斜，軸線不與夾持具軸線平行， 容易造成向上的分解力，影響測試結果準確性，當樣品較薄或各項異性較大時，會造 成樣品的提前斷裂，測量結果準確性得不到保證。
5.2 夾持具的選擇和裝夾要求 實驗室應選擇合適的夾具，對有特殊需要的試樣應配置特殊夾持具。圓形試樣應夾 持在 V 型夾具的中間，板狀試樣應垂直於夾具，保證試樣軸線與夾具軸線平行，弧形 試樣應在內弧添加相應弧度的墊塊保證足夠的接觸面，同時確保樣品不應夾持提前變 形。
6 環境溫度及人員的影響和控制要求
6.1 環境溫度及人員的影響 溫度對金屬材料影響較大，相同的材料在不同的溫度環境下，其拉伸性能結果會有 所差別，故而保證溫度的合理、穩定是有必要的。同時，作為測試的主體人員，由於 主觀和操作上的不同，也會給測試結果帶來誤差，尤其是樣品表面形狀不規則、測量 困難的樣品，容易造成結果數據的不穩定。
6.2 環境及人員的控制要求 依據標準 GB/T228.1-2010 要求，一般室溫需控制在 10℃~35℃範圍內，溫度有嚴 格要求的應控制溫度在 25℃±5℃。為了避免人員不同造成結果的不穩定，應當依據 標準規範制定符合要求的操作規程和作業指導書。
7 結論影響金屬材料拉伸測試性能結果的因素有很多，拉伸速率、樣品加工、測試設備、 引伸計、夾具、環境溫度及人員等均會對測試結果造成影響。針對影響因素，我們在 實際檢測活動中，應制定正確的測試設備操作規定，嚴格控制測試活動過程，對於影 響測試結果的環節嚴加把關，並制定符合標準要求的指導文件進行規範，以獲得準確、 可靠的測試數據。
參考文獻： [1] GB/T 228-2002 《金屬材料 室溫拉伸試驗方法》[S] [2] GB/T 228.1-2010 《金屬材料 拉伸試驗 第 1 部分：室溫試驗方法》[S] - 59 -[3] GB/T 1591-2008 《低合金高強度結構鋼》[S] [4] 陶美娟.金屬材料力學性能試驗.北京：科學普及出版社，2014[M] [5] 王承忠.金屬材料試樣製備與力學性能試驗結果的相關性.物理檢測：理化分冊， 2008