ASTM E8/E8M金属材料拉伸试验

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的《ASTM E8/E8M 金属材料拉伸试验标准试验方法》描述了室温下任何形式金属材料的拉伸试验方法，具体包括屈服强度、屈服点伸长率、拉伸强度、伸长率和断面收缩率。对于大多数圆形试样，E8 试样的标距长度要求为 4D，E8M 试样的标距长度要求为 5D。标距长度是 E8 和 E8M 试样之间最显著的差异。根据行业协议，粉末冶金材料制成的试样不受此要求的限制，以确保材料被压制成规定的突出面积和密度。

对于特定材料的个别属性或测试方法，可能需要对这些测试方法的规定做出例外。

除非另有说明，室温假定为 10 度至 38 度。

拉伸试验提供有关材料在单轴拉伸应力下的强度和延展性的信息。这些信息可用于特定条件下的材料比较、合金开发、质量控制和设计。

对从零件或材料的选定部分加工成标准尺寸的试样进行拉伸试验的结果可能无法完全代表整个最终产品的强度和延展性或其在不同环境下的使用行为。

这些测试方法被认为适用于商业货物的验收测试。这些测试方法已在商业领域广泛用于此目的。

试样应为全尺寸试样或根据被测材料的产品规格要求加工而成。除非另有规定，试样的轴线应位于母材内部，具体位置如下：

• 对于厚度、直径或平面之间的距离为 40 毫米或更小的产品，位于中心。
• 对于厚度、直径或平面间距离大于40mm的产品，以中心到表面的距离为中心。

测试样品制备不当通常会导致测试结果不理想且不准确。因此，务必格外小心，尤其是在样品制备和处理过程中，以最大限度地提高测试精度并最大程度地减少测试结果的偏差。

已制备试样的包含圆角的缩减截面应无冷加工痕迹、刻痕、振痕、凹槽、凿痕、毛刺、粗糙表面或边缘、过热痕迹或任何其他可能对待测性能产生不利影响的状况。对变形截面进行钻孔或切割可能会在边缘产生明显的冷加工痕迹或/和切割毛刺，这些痕迹应通过机械加工去除。

在矩形试样的缩小平行截面中，不得对边缘或角进行打磨或磨损，以免试样的实际横截面积与计算面积有显著差异。

对于脆性材料，应在减小的平行截面的端部使用大半径圆角。

试样的横截面积必须在缩径平行截面中心处最小，以确保在标距长度内断裂。因此，在下述各试样的缩径平行截面中，允许存在较小的锥度。

当材料在非制造条件下进行测试时，试样的表面光洁度应符合适用产品规范的规定。对于强度高且延展性极低的材料，应特别注意试样表面光洁度的均匀性和质量，因为这已被证明是影响测试结果差异的一个因素。

金属材料拉伸试验是一项基本的力学测试，用于确定材料对单轴拉伸载荷的响应。在材料科学与工程领域，拉伸试验对于了解金属的力学性能及其在应力作用下的行为至关重要。

为了确定金属材料的基本机械性能，需要以下内容：

• 屈服强度
• 极限抗拉强度
• 伸长
• 弹性模量
• 面积减少
• 延展性和韧性指标

进行此测试方法时，将试样放置在万能试验机的夹具中。引伸计安装在标距区域。施加恒定的轴向拉伸载荷（应变控制或载荷控制）。持续记录载荷和伸长率。载荷持续施加直至试样断裂。

典型的应力-应变曲线上的关键点是：

• 比例极限：线性弹性行为的终结。
• 屈服点：材料开始塑性变形。
• 极限抗拉强度：屈服前的最大应力。
• 断裂点：样品断裂的点。

本标准中提出的测试方法测量金属材料的几种重要机械性能：

• 屈服强度：材料开始塑性变形时的应力。通常使用0,2%偏移法测量。
• 极限抗拉强度：材料在开始弯曲之前可以承受的最大应力。
• 伸长率（断裂时的总伸长）：应变或长度的增加量占原始标距长度的百分比，表示延展性。
• 弹性模量 (E)：应力-应变曲线的线性（弹性）部分的斜率，表示刚度。
• 面积减少：断裂点处横截面积的减少百分比也是延展性的衡量标准。
• 比例极限：成熟度和应变呈线性比例的点。
• 断裂点：材料在张力作用下最终断裂的点。

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