ISO 6892-1环境温度下的金属拉伸试验

拉伸试验是世界上最重要也最常用的一项机械试验，用于测定在设计和构造部件、商品、机器、汽车和建筑中至关重要的金属强度和应变特性值。

试验任务是以可靠、可再现的方式测定材料特性值并实现国际可比性。

单轴拉伸试验是用于测定屈服点或规定塑性延伸强度、拉伸强度和断裂应变的特性值的方法。 此外，还可测定下屈服点、屈服点伸长量和最大试验力处的伸长量。

在金属拉伸试验中，该标准区分了进行拉伸试验的四个温度范围：室温、高温、低温和液氦温度。 不同的温度范围和液氦介质对试验系统和试验方法（包括要制备的试样）提出了各不相同的要求。 因此，国际ISO标准分为四个不同的部分，每个部分涉及上述温度范围之一：

• ISO 6892-1室温试验方法
• ISO 6892-2高温试验方法
• ISO 6892-3低温试验方法
• ISO 6892-4液氦试验方法

除这些国际公认的ISO标准外，国际上还采用美国ASTM标准、欧洲EN标准、日本JIS标准和中国GB/T标准等国家标准。 对于特殊应用领域，如航空航天领域，其他特定标准可能也很重要或者必不可少。

对于屈服强度和拉伸强度的测定，只需进行一次精确的力测量；而对于所有其他特性值，则需要在测试期间使用引伸计进行（自动）应变测量，或在移除试样或试样残留物后进行手动应变测量。

最重要且可清晰描述的要求还涉及力测量，以及在受力情况下试样伸长的测量。

• 对于力测量，ISO 6892标准系列参考ISO 7500-1“拉伸和压缩试验机力测量系统的标定和检验”，要求的级别至少为1级。
• 对于伸长量测量，ISO 6892标准系列参考ISO 9513“单轴试验中使用的引伸计系统的标定”，如果要测定规定塑性延伸强度，则要求的级别至少为1级；对于其他特性值（伸长量大于5%）的测量，可采用2级。

标定过程，尤其是分类的结果和定义，在力测量和伸长量测量试验标准中加以描述。后者对于测试实践中的应用至关重要。最大允许偏差和分辨率可通过标定后的测量系统的从属关系得出，要确定测量系统的测量不确定度，必须要用到它们。

• 对于力测量，ASTM E8标准参考ASTM E74，
• 对于伸长测量量则参考ASTM E83。
• 国际上应用的试验标准有时在内容结构上有所不同，但在定义和要求上是一致的，因此从拉伸试验得出的相关特性值之间不会有明显的偏差。

需要注意的一个例外是评估，以及引伸计的分类。ISO 9513参考的是偏差要达到的设定值，而ASTM E83还考虑了与初始标距长度的比率。与用于较大初始标距长度的引伸计相比，用于较小初始标距长度的引伸计必须满足更高的测量要求。

需要至少使用符合ISO 9513标准的1类引伸计进行金属拉伸试验才能获得的特性值为：

• 应力-应变曲线的初始梯度mE
• 规定塑性延伸强度Rp 和Rt

需要至少使用符合ISO 9513标准的2类引伸计进行金属拉伸试验才能获得的特性值为：

• 屈服点伸长Ae
• 均匀伸长Ag和Agt
• 拉伸强度Rm或最大拉伸力Fm周围的坪范围e：
• 断裂应变A和At

为了正确测定屈服点（R_eH和R_eL）以及规定塑性延伸强度（R_p和R_t），除了精确的力和应变测量外，试验速度也很重要。该标准区分了两种设置试验速度的方法：在方法B中，试验速度由应力增加控制，在方法A中则由应变速率控制。建议使用将应变速率或应变速度纳入考量范围的方法A，原因如下：

• 当进行试验时的应变速率发生变化时，金属材料的特性值也会发生变化。
• 一般来说，应变速率越高，强度值越大。
• 根据金属材料的合金和产品质量，强度对应变速率的依赖非常明显，并且超出了相应质量的规范限制。

在测定材料的屈服强度和规定塑性延伸强度值时，应变速率控制可显著提高测试结果的可靠性。ISO 6892-1提出了两种通过应变速率实现控制的方法：

• 方法A1 - 通过使用引伸计信号进行自动应变速率控制（闭环）
• 方法A2 - 通过预选横梁速度进行手动调整，在该速度下可达到测定特性值所需的正确应变速率（开环）

第一种方法使用驱动控制器（最好是自适应控制器）提供的现代技术功能，自动将横梁速度保持在标准规定的应变速率公差范围内。该方法需要一个配备控制技术的试验系统，但极大简化了试验操作，并消除了在横梁速度设置方面的误差。因此，建议采用这种控制方法。

为了精确调整应变速率，我们的testControl II电子控制系统通过直接使用引伸计的测量值来控制试验机的速度。 试验机控制参数会自动计算并实时进行自适应调整。 此过程称为带自适应控制的闭环，并在ZwickRoell试验机上以1 kHz运行。 这很容易满足符合应变速率的标准要求。

所有过程都是自动的，非常简单，且可产生低离散性的可靠结果，从而为操作员节省了大量时间。