金屬材料的力學性能是其在工程應用中選材、設計和質量控制的核心依據(jù)。其中，拉伸試驗是最基礎、最廣泛使用的力學性能測試方法之一，用于評估材料在靜載荷作用下的強度、塑性和彈性特性。國際標準化組織（ISO）制定的 ISO 6892-1:2019《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》 是全球范圍內權威的金屬材料室溫拉伸試驗標準，為鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等各類金屬材料的拉伸性能測定提供了統(tǒng)一的技術規(guī)范和測試流程。
該標準適用于厚度不小于0.3 mm的金屬板材、帶材、棒材、管材及型材等產(chǎn)品，廣泛應用于冶金、機械、航空航天、汽車、建筑和能源等行業(yè)。
試驗目的
拉伸試驗的主要目的是測定金屬材料在單軸拉伸載荷下的以下關鍵力學性能指標：
抗拉強度（Rm）：材料在斷裂前所能承受的最大應力，單位為兆帕（MPa）。
屈服強度（Rp0.2 或 ReL/ReH）：材料開始發(fā)生明顯塑性變形時的應力。對于無明顯屈服點的材料，常用規(guī)定塑性延伸強度 Rp0.2（即塑性延伸率達到0.2%時的應力）表示。
斷后伸長率（A）：試樣斷裂后標距部分的殘余伸長與原始標距之比，反映材料的塑性。
最大力總延伸率（Agt）：試樣達到最大力時的總延伸率，用于評估材料的均勻塑性變形能力。
斷面收縮率（Z）：試樣斷裂處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積之比，體現(xiàn)材料的局部塑性變形能力。
這些參數(shù)是材料設計、結構安全評估和工藝優(yōu)化的重要依據(jù)。
試樣要求
根據(jù) ISO 6892-1，拉伸試樣通常分為比例試樣和非比例試樣兩類，常見形式包括：
矩形截面試樣：適用于板材和帶材，標距 L? 與原始橫截面積 S? 滿足 L? = k√S?（k 通常為5.65或11.3）。
圓形截面試樣：適用于棒材和型材，常用直徑為4 mm、6 mm、10 mm等。
帶頭試樣與不帶頭試樣：根據(jù)夾持方式選擇。
試樣加工需避免因切削、加熱或冷作硬化等因素影響材料性能。標準對試樣尺寸公差、表面粗糙度和幾何精度均有明確規(guī)定。
試驗設備
拉伸試驗通常在萬能材料試驗機上進行，設備需滿足以下要求：
具備精確的力測量系統(tǒng)（力值精度不低于1級）。
能夠控制橫梁位移或應變速率。
配備引伸計，用于精確測量試樣的延伸量，特別是屈服階段和彈性模量的測定。
設備應定期校準，符合 ISO 7500-1（力測量系統(tǒng)）和 ISO 9513（引伸計校準）的要求。
試驗條件與速率控制
ISO 6892-1 對試驗速率有嚴格規(guī)定，分為兩個階段：
（1）彈性階段（測定屈服性能）
采用應力速率或應變速率控制。
推薦在彈性范圍內使用恒定的應變速率，通常為 6–60 MPa/s（對應應變速率約為 0.00025/s 至 0.0025/s）。
在接近屈服點時，應降低速率以準確捕捉屈服行為。
（2）塑性階段（測定抗拉強度和伸長率）
進入塑性變形后，推薦使用恒定的引伸計標距內的應變速率，通常為 0.002/s ± 20%（即 0.2%/s）。
或采用恒定的橫梁分離速率，但需確保不會顯著影響測試結果。
精確控制試驗速率對結果的可比性和準確性至關重要。