影響金屬材料拉伸試驗結(jié)果的因素有哪些？

拉伸試驗是在對金屬材料產(chǎn)品質(zhì)量進行檢測和評定過程中使用的zui廣泛的實驗。但是，有很多因素都可以影響拉伸試驗的結(jié)果，只有明確了具體的影響因素，才能針對這些影響因素進行具體分析。根據(jù)研究分析結(jié)果制定實驗相關(guān)操作規(guī)定和試驗流程，才能保證實驗結(jié)果的真實性和性。

1.取樣以及試樣制備對實驗結(jié)果的影響

1.1.取樣部位的影響

從金屬材料的不同位置取樣獲得的實驗樣本，其力學(xué)性能往往存在一些差異，例如圓鋼40mm其中心處的抗拉強度低于1/4處的抗拉強度，且斷后拉伸率也存在差別，可見取樣部位對實驗結(jié)果有著不可忽視的影響。由于金屬材料在鑄造形成、加工過程中，成分、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、冶金缺陷、加工變形分布不均，因此使得同一批，甚至同一產(chǎn)品的不同部位的力學(xué)性能出現(xiàn)了差異。因此在取樣時應(yīng)嚴格按標準進行，以避免實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差造成誤判。

1.2.取樣方向的影響

取樣方向的差異會直接影響金屬材料拉伸試驗的斷后伸長率、屈服強度以及抗拉強度等各項性能指標，尤其是斷后伸長率受到的影響更大。若采取橫向取樣，則依照有關(guān)標準，試驗之后的斷后伸長率則不能夠達標。通常垂直于軋制方向，則金屬力學(xué)性能則可能不達標;平行于軋制方向，則金屬力學(xué)性能良好。

1.3.試樣的形狀、尺寸的影響

同一材料同一狀態(tài)的金屬材料，如果截面形狀不同，測得的結(jié)果對屈服強度中的上屈服強度ReH影響大，對下屈服強度ReH影響小。矩形試樣的工作長度部分的對稱度，圓形試件的工作部分軸線與夾頭部分的軸線不同心，都會在拉伸時產(chǎn)生偏心力，產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，使強度和伸長率均降低。

試樣的尺寸的大小對試驗結(jié)果的影響是，同一材料同一狀態(tài)的金屬材料試樣，大橫截面積(大尺寸)的試樣的抗拉強度較小尺寸的低，而且塑性指標也下降。

1.4.試樣制備方法的影響

切取樣坯時必須防止因受熱、加工硬化及變形而影響其力學(xué)性能。切取樣坯時應(yīng)留有足夠的機加工余量，一般應(yīng)不少于鋼材直徑和厚度，但zui小不少于20mm，這樣機加工試樣時，可以把受熱或冷加工硬化的部分完全去除掉，以免影響性能的測定。從樣坯機加工成試樣，一般通過車、銑、刨、磨等機加工，但車削、切削和磨削的深度和走刀速度及潤滑冷卻均應(yīng)適當，以防止發(fā)生因受熱或冷加工硬化而影響材料的性能。

2.實驗設(shè)備和測試儀器對實驗結(jié)果的影響

2.1.試驗設(shè)備

試驗機與引伸計是金屬材料拉伸試驗中常用的兩種試驗設(shè)備。其中，前者主要用來向試件施加作用力，同時測量作用力數(shù)值;后者主要用來進行位移或者延伸的測定。以上兩種試驗設(shè)備將會直接影響試驗結(jié)果數(shù)值的準確信和真實性。所以，試驗時必須要確保試驗機與引伸計在檢定合格的有效期之內(nèi)。另外，需要注意的是，如果試樣加偏、加歪、試樣彎曲、不平直等都是引起受力不同軸的因素，進而影響測量結(jié)果。

2.2.測量儀器方面

尺寸測量儀和量具是在金屬材料拉伸試驗過程當中zui為常用的測量儀器，要求這些測量儀器的精度必須符合試驗要求。其中，對測量準確度影響zui大的因素主要是量具分辨力;除此之外，測量時的壓力值、量具砧面污染以及量具零點等因素也會試驗時的數(shù)量測量精度產(chǎn)生影響。所以，在進行試驗之前，必須要對各種測量儀器進行校驗，同時保持量具的清潔干凈。

3.夾持方法對實驗結(jié)果的影響

拉伸試驗檢測中夾持方法非常重要，如果試樣夾不住，試驗則無法進行;如果加持方法不合理，則會實驗結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。在進行拉伸試驗時，常出現(xiàn)試樣常因應(yīng)力集中而斷在加持部分或標距外的過渡區(qū)，導(dǎo)致實驗失敗的現(xiàn)象。試驗機的加載軸線應(yīng)與試樣的幾何中心一致，如果不一致，會造成偏心加載而產(chǎn)生彎曲。一般不允許對試樣施加偏心力，因為力的偏心容易使試驗力與試樣軸線產(chǎn)生明顯偏移;拉伸夾具選用不當會使試樣產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，從而使結(jié)果產(chǎn)生誤差，同時拉伸夾具選用不當也極易引起拉伸試樣打滑或斷在鉗口內(nèi)，導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不準確或?qū)嶒灁?shù)據(jù)偏低。總之，加載系統(tǒng)、試樣幾何形狀尺寸以及非均質(zhì)試樣都可能引起偏心加載，要盡量減少這些偏心效應(yīng)。

4.試驗環(huán)境溫度對實驗結(jié)果的影響

即使是普通的金屬材料，實驗環(huán)境的溫度不同實驗結(jié)果也不盡相同，尤其是一些溫度敏感性較高的金屬材料，受溫度的影響更為明顯。通常情況下，溫度越高，則金屬材料的強度性能指標則越低，同時塑性性能指標越高。所以，如果金屬材料對溫度敏感，則需要利用溫度系數(shù)進行修正。對于常規(guī)試驗而言，試驗時的環(huán)境溫度應(yīng)該控制在10℃～35℃之間。在該環(huán)境溫度下，如果采用高精度傳感器或者金屬材料特殊，則需要認真考慮溫度因素，如果需要，則應(yīng)該進行必要的修正。

5.人為因素對實驗結(jié)果的影響

在拉伸試驗中試樣的橫截面積非常關(guān)鍵，但是在一些產(chǎn)品的標準說明上會明確規(guī)定其拉伸的試驗橫截面積，并且要按照名義尺寸的橫截面積規(guī)定要求。在產(chǎn)品的標準當中如果沒有特殊的規(guī)定，就必須要遵循國家標準要求，對其實際尺寸進行測量。但是如果都是按照名義的尺寸去計算其橫截面積，所測試的得出的結(jié)果則會受到一定的影響，甚至把合格強度的測為不合格的，存在把不合格測定為合格的情況。

且拉伸試樣時必須要按照直徑的大小來選擇外徑的千分尺以及游標卡尺等。一旦應(yīng)用的測量方法不夠，則會影響到人為的尺寸在進行測量時出偏大，甚至給強度測試出現(xiàn)偏低的測量結(jié)果。如果當量具的測量面和試樣軸線出現(xiàn)垂直時，所測量得到的結(jié)果就是d1>d0。在實際操作光圓拉伸試驗中，外徑以及在薄板的矩形拉伸試樣，由于外徑千分尺測量同一圈就0.5mm，如果不注意的話就很容易看錯一圈，將外徑千分尺測量時的數(shù)據(jù)讀成0.5mm，這就造成測量結(jié)果不準確的現(xiàn)象。通常如果操作的技術(shù)以及在主觀因素下出現(xiàn)不同情況時，則會給測量的結(jié)果造成一定的誤差。即使在相同條件下，由不同人員進行拉伸試驗操作，實驗結(jié)果多少也存在一些差異。

以上總結(jié)的五方面不同因素對于金屬材料拉伸試驗檢測結(jié)果的影響是不同的。在實際檢測中為了確保實驗數(shù)據(jù)的準確，必須盡量減小各種因素的影響。因此要針對各種影響因素制定各種操作流程規(guī)定，保證試驗方法正確。