ASTM E8/E8M金屬材料拉伸試驗

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的「ASTM E8/E8M 金屬材料拉伸試驗標準試驗方法」描述了室溫下任何形式金屬材料的拉伸試驗方法，具體包括屈服強度、屈服點伸長率、拉伸強度、伸長率和斷面收縮率。對於大多數圓形試樣，E8 試樣的標距長度要求為 4D，E8M 試樣的標距長度要求為 5D。標距長度是 E8 和 E8M 試體之間最顯著的差異。根據行業協議，粉末冶金材料製成的試樣不受此要求的限制，以確保材料被壓製成規定的突出面積和密度。

對於特定材料的個別屬性或測試方法，可能需要對這些測試方法的規定做出例外。

除非另有說明，室溫假定為 10 度至 38 度。

拉伸試驗提供有關材料在單軸拉伸應力下的強度和延展性的信息。這些資訊可用於特定條件下的材料比較、合金開發、品質控制和設計。

從零件或材料的選定部分加工成標準尺寸的試樣進行拉伸試驗的結果可能無法完全代表整個最終產品的強度和延展性或其在不同環境下的使用行為。

這些測試方法被認為適用於商業貨物的驗收測試。這些測試方法已在商業領域廣泛用於此目的。

試樣應為全尺寸試樣或依被測材料的產品規格要求加工而成。除非另有規定，試樣的軸線應位於母材內部，具體位置如下：

• 對於厚度、直徑或平面之間的距離為 40 毫米或更小的產品，位於中心。
• 對於厚度、直徑或平面間距離大於40mm的產品，以中心到表面的距離為中心。

測試樣品製備不當通常會導致測試結果不理想且不準確。因此，務必格外小心，尤其是在樣品製備和處理過程中，以最大限度地提高測試精度並最大程度地減少測試結果的偏差。

已製備試樣的包含圓角的縮減截面應無冷加工痕跡、刻痕、振痕、凹槽、鑿痕、毛刺、粗糙表面或邊緣、過熱痕跡或任何其他可能對待測性能產生不利影響的狀況。對變形截面進行鑽孔或切割可能會在邊緣產生明顯的冷加工痕跡或/和切割毛刺，這些痕跡應透過機械加工去除。

在矩形試樣的縮小平行截面中，不得對邊緣或角進行打磨或磨損，以免試樣的實際橫截面積與計算面積有顯著差異。

對於脆性材料，應在減少的平行截面的端部使用大半徑圓角。

試樣的橫截面積必須在縮徑平行截面中心處最小，以確保在標距長度內斷裂。因此，在下述各試樣的縮徑平行截面中，允許存在較小的錐度。

當材料在非製造條件下進行測試時，試樣的表面光潔度應符合適用產品規範的規定。對於強度高且延展性極低的材料，應特別注意試樣表面光潔度的均勻性和質量，因為這已被證明是影響測試結果差異的因素。

金屬材料拉伸試驗是一項基本的力學測試，用於確定材料對單軸拉伸載荷的反應。在材料科學與工程領域，拉伸試驗對於了解金屬的機械性能及其在應力作用下的行為至關重要。

為了確定金屬材料的基本機械性能，需要以下內容：

• 屈服強度
• 極限抗拉強度
• 伸長
• 彈性模量
• 面積減少
• 延展性和韌性指標

進行此測試方法時，將試樣放置在萬能試驗機的夾具中。引伸計安裝在標距區域。施加恆定的軸向拉伸載荷（應變控製或載荷控制）。持續記錄載重和伸長率。載重持續施加直至試樣斷裂。

典型的應力-應變曲線上的關鍵點是：

• 比例極限：線性彈性行為的終結。
• 屈服點：材料開始塑性變形。
• 極限抗拉強度：屈服前的最大應力。
• 斷裂點：樣品斷裂的點。

本標準中提出的測試方法測量金屬材料的幾種重要機械性質：

• 屈服強度：材料開始塑性變形時的應力。通常使用0,2%偏移法測量。
• 極限抗拉強度：材料在開始彎曲之前可以承受的最大應力。
• 伸長率（斷裂時的總伸長）：應變或長度的增加量佔原始標距長度的百分比，表示延展性。
• 彈性模量 (E)：應力-應變曲線的線性（彈性）部分的斜率，表示剛度。
• 面積減少：斷裂點處橫斷面積的減少百分比也是延展性的衡量標準。
• 比例極限：成熟度和應變呈線性比例的點。
• 斷裂點：材料在張力作用下最終斷裂的點。

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