1.我國于2011年正式開始實施GB/T 228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》，該版本也是目前的最新版，修改采用了國際標準ISO 6892-1:2009，相對于上一版（2002）而言，GB/T228.1-2010中最明顯的修訂內容是增加了拉伸速率控制方法A，即應變速率（包括橫梁位移速率）控制方法，然而，對于原應力速率控制方法B也進行了保留，但是，標準引言中明確指出應變速率控制方法是推薦采用。

       研究表明，金屬材料單軸拉伸試驗過程中，拉伸速率對于樣品的屈服強度、抗拉強度與延伸率均有著重要影響，一般而言，隨著拉伸速率的提高，材料的屈服強度和抗拉強度均有所增加，而斷后伸長率與斷面收縮率均降低，尤其對于屈服強度的影響最為嚴重。原因在于：金屬材料在進入塑形變形時將會發(fā)生位錯滑移，而如果變形速率過快，將導致位錯的滑移開動較為困難，塑形變形難以充分進行，從而表現(xiàn)為屈服強度升高了。

       因此，為了得到更加穩(wěn)定可靠的測試結果，為了實現(xiàn)不同實驗室的測試結果具有可比性，采用統(tǒng)一的應變速率進行拉伸測試具有重要意義。

       2.標準中兩種拉伸試驗速率介紹

       在GB/T 228.1-2010測試標準中，規(guī)定了兩種拉伸速率控制方法，分別是應變速率與應力速率控制方法，其中應變速率控制方法又包括通過引伸計控制的閉環(huán)應變速率控制方法A1與橫梁控制的開環(huán)應變速率控制方法A2

 

       方法A1是基于引伸計的信號反饋，實時通過控制器對橫梁移動速度進行調控，保證樣品標距段內的變形速率恒定，屬于純應變控制。該方法可不用考慮試驗機柔度、夾具的滑移及試驗機部件間隙等因素的影響，可以得到可靠的測試結果，而該方法適用于均勻變形材料或處于均勻變形階段的應變速率控制，是試樣變形快慢最本質，最直接的控制模式，使得不同設備及不同實驗室測試結果具有可比性。方法A2是基于應變速率與試樣平行長度相乘計算得到的橫梁移動速率，而在拉伸試驗過程中，整個系統(tǒng)（包括設備機架、加載機構、夾持系統(tǒng)等）均產(chǎn)生變形，因此橫梁移動速率只有一部分施加到樣品上，采用這種控制方式時，必須考慮系統(tǒng)柔度對實驗速率的影響，否則會導致試樣真實應變速率低于設定值，修正方法可參考標準中附錄F。

 

       3如何選擇合適的拉伸速率控制方式

       對于連續(xù)屈服材料，在測定規(guī)定塑形延伸強度（Rp），規(guī)定總延伸強度（Rt）和規(guī)定參與延伸強度（Rr）時，推薦采用A1方法，可消除試驗機柔度的影響，試驗速率控制的準確性更高。當需要測定抗拉強度（Rm），斷后伸長率（A），最大力總延伸率（Agt）和斷面收縮率（Z）時，應采用A2方法，不能采用A1方法，原因在于：避免試樣頸縮發(fā)生在引伸計標距之外造成拉伸試驗機失控，同時避免試驗斷裂產(chǎn)生的震動對引伸計刀口的損壞。此外，該階段并未考慮試驗系統(tǒng)柔度的影響，因為這一階段的試驗結果對試驗系統(tǒng)的柔度影響并不敏感。

       對于非連續(xù)屈服材料，標準中規(guī)定上屈服強度的測定需采用引伸計控制方式，但由于屈服階段的應力-應變曲線存在抖動，導致很難實現(xiàn)A1方法。如果采用A2方法，由于試樣在彈性階段和屈服階段橫梁位移速率相差過大，在應力-應變曲線上引入不連續(xù)性，造成曲線失真影響下屈服強度的判定。因此，這對于試驗機的控制精度與穩(wěn)定性提出了更高的要求，通常需要考慮以下幾個方面：

       機架的剛度與驅動系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

       引伸計的精度與引伸臂移動的穩(wěn)定順暢；

       夾持過程中避免滑移；

       軟件控制的同步性；

       外部測試環(huán)境的穩(wěn)定，無振動影響。

 

       4總結

       GB/T 228.1-2010中的方法A是最符合拉伸試驗原理的控制方法，反應了金屬材料最本征的拉伸性能，也是拉伸試驗未來發(fā)展的方向，應以此拉伸速率為最終溯源量，并作為力學性能測試仲裁的基本速率，但該方法對人員與設備提出了更高的要求。實驗室應根據(jù)試驗設備的能力和材料的特性，選擇合適的拉伸試驗速率控制方式。