金屬力學(xué)性能試驗(yàn)是檢測(cè)和評(píng)定金屬材料質(zhì)量的重要手段之一，其中拉伸試驗(yàn)則是應(yīng)用最廣泛的力學(xué)性能試驗(yàn)方法。拉伸性能指標(biāo)是金屬材料的研制、生產(chǎn)和檢驗(yàn)最主要的測(cè)試項(xiàng)目之一。金屬材料的拉伸性能主要取決于材料本身的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)等，但相同的材料在不同拉伸試驗(yàn)過(guò)程中所得的結(jié)果也不盡相同，而影響金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果的因素主要涉及到試樣、拉伸速率、測(cè)量?jī)x器和設(shè)備、夾持方法、溫度和人員等方面。

一、試樣對(duì)金屬材料拉伸試驗(yàn)的影響

1.1取樣方向

取樣方向的差異會(huì)直接影響金屬材料拉伸試驗(yàn)的斷后伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度等各項(xiàng)性能指標(biāo)，特別是斷后伸長(zhǎng)率受到的影響更大。例如，如果采取橫向取樣，則依照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)之后的斷后伸長(zhǎng)率不能夠達(dá)標(biāo)。通常平行于軋制方向，則金屬力學(xué)性能良好;反之，如果垂直于軋制方向，則金屬力學(xué)性能不能達(dá)標(biāo)。

2.2試樣制備的方法

切取樣坯時(shí)必須防止因受熱、加工硬化及變形而影響其力學(xué)性能。切取樣還時(shí)應(yīng)留有足夠的機(jī)加工余量，一般應(yīng)不少于鋼材直徑和厚度，但最小不少于20mm。這樣機(jī)加工試樣時(shí)，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(cè)定。

二、拉伸速率對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

在彈性變形階段，金屬的變形量很小;當(dāng)拉伸載荷迅速增大，這時(shí)候如果以橫梁位移控制來(lái)做拉伸試驗(yàn)，會(huì)因?yàn)樗俣忍於鴮?dǎo)致整個(gè)彈性階段很快被沖過(guò)去。GB/T 228-2002中規(guī)定：“在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定，并在規(guī)定的應(yīng)力速率范圍內(nèi)。若僅測(cè)定下屈服強(qiáng)度，在試樣平行長(zhǎng)度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/s ~ 0.0025/s之間，平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。在塑形范圍和直至規(guī)定強(qiáng)度范圍內(nèi)，應(yīng)變速率不應(yīng)超過(guò)0.0025/s。在應(yīng)力速率和應(yīng)變速率的切換過(guò)程中，要做到?jīng)]有沖擊和去掉力，這是非常關(guān)鍵的。

三、測(cè)量?jī)x器和設(shè)備

3.1量具和尺寸測(cè)量?jī)x器

量具和尺寸測(cè)量?jī)x器的測(cè)量準(zhǔn)確度應(yīng)滿足尺寸測(cè)量的準(zhǔn)確度要求，當(dāng)需要測(cè)量的尺寸包括原始橫截面尺寸、斷后最小橫截面尺寸、原始標(biāo)距和斷后標(biāo)距等時(shí)，量具的分辨力是影響測(cè)量準(zhǔn)確度的重要因素之一。另外，量具的零點(diǎn)、測(cè)量時(shí)的壓力、量具清潔度等對(duì)尺寸的測(cè)量也有影響。因此，量具或測(cè)量?jī)x器必須經(jīng)檢驗(yàn)合格后才能使用。

3.2試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)機(jī)與引伸計(jì)是金屬材料拉伸試驗(yàn)中常用的兩種試驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)機(jī)主要用來(lái)向試件施加作用力，同時(shí)測(cè)量作用力數(shù)值，而引伸計(jì)主要用來(lái)進(jìn)行位移或者延伸的測(cè)定。以上兩種試驗(yàn)設(shè)備直接影響試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。所以，試驗(yàn)時(shí)必須要確保試驗(yàn)機(jī)與引伸計(jì)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，以及試樣的彎曲、不平直等都是引起受力不同軸心的因素，進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果。

四、夾持方法

試樣的夾持方法對(duì)拉伸試驗(yàn)?zāi)芊癯晒χ陵P(guān)重要。如果試樣夾不住必然導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。如果夾持方法不合理，還容易引起試樣打滑或斷在鉗口內(nèi)，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏低。日常檢測(cè)工作中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)機(jī)鉗口的正確選用，減少拉伸過(guò)程中鉗口對(duì)試樣的損傷。另外在上下夾頭夾緊時(shí)，嚴(yán)禁移動(dòng)橫梁。

五、溫度

溫度作為影響材料的性能參數(shù)之一，對(duì)于某些特殊材料，某些溫度區(qū)間甚至是敏感參數(shù)。一般認(rèn)為，隨著溫度升高，金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)下降，塑性指標(biāo)上升。因此，對(duì)于某些特殊材料，需要以溫度因子(系數(shù))來(lái)修正。金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)，要求在10~35℃的室溫下進(jìn)行。在這個(gè)范圍內(nèi)，對(duì)于力值由度盤顯示的材料試驗(yàn)機(jī)，環(huán)境溫度變化造成的影響基本可忽略不計(jì)，對(duì)于高精度載荷傳感器或者某些特殊材料，則應(yīng)考慮溫度的影響，必要時(shí)應(yīng)予以修正。

六、人員

作為拉伸試驗(yàn)的試驗(yàn)人員，由于主觀因素和操作技術(shù)的不同也會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。尤其是試樣表面形狀不規(guī)則、標(biāo)距的標(biāo)注、測(cè)量比較困難時(shí)，也極易形成數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定。因此，不能忽略人員對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果的影響。在日常工作中加強(qiáng)人員比對(duì)，設(shè)備比對(duì)等，不斷提高試驗(yàn)人員的操作水平，可降低其影響程度。

通過(guò)以上分析，可以總結(jié)出影響金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果的因素至少包括以下幾個(gè)方面：

(1)試樣對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果都有影響，其中取樣方向?qū)嗪笊扉L(zhǎng)率、試樣的橫截面形狀與尺寸對(duì)斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率、試樣的形狀公差對(duì)小尺寸試樣等有較大影響。

(2)拉伸速率對(duì)試樣測(cè)量結(jié)果影響較大，拉伸速率越高，拉伸試驗(yàn)的強(qiáng)度指標(biāo)越高，塑性指標(biāo)越低;拉伸速率對(duì)屈服強(qiáng)度的影響大于抗拉強(qiáng)度;拉伸速率對(duì)強(qiáng)度低的材料影響更大。

(3)測(cè)量?jī)x器和試驗(yàn)設(shè)備本身精度和完好性直接影響拉伸試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

(4)夾持方法對(duì)試樣測(cè)量結(jié)果影響較大，不合理的夾持方法使得強(qiáng)度指標(biāo)降低。

(5)溫度升高，拉伸試驗(yàn)的強(qiáng)度指標(biāo)下降，塑性指標(biāo)上升。

(6)檢測(cè)人員的技術(shù)水平對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果有-定的影響。

鑒于以上幾個(gè)方面對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果的不同影響，在實(shí)際檢測(cè)工作中，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)這些因素對(duì)金屬材料拉伸試驗(yàn)的影響，確定這些影響因素的產(chǎn)生原因，針對(duì)這些原因制定試驗(yàn)操作規(guī)程，嚴(yán)格控制試驗(yàn)的全過(guò)程，確保操作符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的要求，以求獲得更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果。