JIS-Z-2241：2011金属材料拉伸试验方法
金属材料拉伸试验方法PPT学习教案
第11页/共61页
断裂：当试样发生完全分离时的现象。 4.符号和说明（略）。 5.原理：试验系用拉力拉伸试样，一般拉至断裂，测定第3章定义的一项或几
项力学性能。 除非另有规定，试验一般在室温10℃-35℃范围内进行。对温度要求严格
的试验，试验温度应为23℃±5℃。
第12页/共61页
10.4.2测定屈服强度和规定强度的试验速率
10.4.2.1上屈服强度ReH
在弹性范围和直至上屈服强度，试验机夹 头的分离速率应尽可能保持恒定并在表3规定 的应力速率范围内。
注:弹性模量小于150 000MPa的典型材料包括锰、铝合金、 铜和钛。弹性模量大于150 000MPa的典型材料包括铁、钢、
如果拉伸试验仅仅是为了测定抗拉强度， 根据范围3或范围4第得29页到/共6的1页平行长度估计的应
10.4应力速率控制的试验速率(方法B)
10.4.1总则
试验速率取决于材料特性并应符合下列要求。 如果没有其他规定，在应力达到规定屈服强 度的一半之前，可以采用任意的试验速率。 超过这点以后的试验速率应满足下述规定。
金属材料拉伸试验方法
平行长度Lc：试样平行缩减部分的长度（对于未加工试样为两夹头间的距离） 伸长：试验期间任意时刻原始标距的增量。 伸长率：原始标距的伸长与原始标距之比的百分率。
残余伸长率：卸除指定应力后，伸长相对与原始标距L0的百分率。
断后伸长率A：断后标距的残余伸长（Lu-L0)与原始标距L0之比的百分率。
在屈服强度或塑性延伸强度测定后，根 据试样平行长度估计的应变速率eLc应转换 成下述规定范围之一的应变速率(见图9):
—范围2: eLc=0.000 25 S-1，相对误差 ±20%。
金属材料室温拉伸试验方法版讲课件
塑性变形急剧增加
e e f－应变硬化阶段 塑性变形均匀连续
f f g－缩颈变形阶段 产生缩颈变形
g
断裂
金属材料室温拉伸试验方法2011版 讲课件
第1阶段：弹性变形阶段（oa）
两个特点： a 从宏观看，力与伸长成直线关系，弹性伸长与力的大小和试 样标距长短成正比，与材料弹性模量及试样横截面积成反比。 b 变形是完全可逆的。
金属材料室温拉伸试验方法2011版 讲课件
金属材料典型拉伸曲线
金属材料室温拉伸试验方法2011版 讲课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
金属拉伸曲线分析
金属材料室温拉伸试验方法2011版 讲课件
金属拉伸曲线分析
a oa－弹性变形阶段 线性 可逆性
b ab－滞弹性变形阶段 非线性 滞后性
c bc－微塑性变形
不可逆性
d cde－屈服阶段
金属材料室温拉伸试验方法2011版 讲课件
拉伸试验要求
1 试验力零点设置 2 试样夹持方法,ISO-10.2条(49) 3 试验速率的选择及表示
控制试验速率的方式 试验条件的表示
金属材料室温拉伸试验方法2011版 讲课件
1 上屈服强度的测定 2 下屈服强度的测定
ReH:测定力首次下降前最大值。 ReL:测定不计初始瞬时效的屈服阶段中力最小值。
强度（ReL）。 b）产品标准中要求测定屈服强度，但材料不呈现出明显屈服
时，材料不具有可测的上屈服强度（ReH）和（或）下屈服强 度（ReL）性能。建议测定规定塑性延伸强度（RP0.2），并注 明“无明显屈服”。
有可能出现上述情况的材料，建议相关产品标准在规定测
定屈服强度时说明当无明显屈服时要测定规定塑性延伸强度
拉伸过程中无明显屈服脆性材料（如淬火钢和高强钢）的拉伸曲线：
金属材料室温拉伸试验方法1
金属材料室温拉伸试验方法1 试样原始横截面积的测量1．1 测量的准确度要求要求测量出最小原始横截面积〔So〕。
以实测的横截面尺寸计算试样原始横截面积。
除非相关产品标准或协议另有规定，不采用标称截面积。
测量准确度要求：薄板和薄带用矩形试样：横截面积准确度W±2%不经机加工试样：横截面积准确度W±1%机加工圆形和矩形试样：每个横截面积尺寸准确度W±0.5%机加工弧形试样和环形度样〔圆管段试样〕：横截面积准确W±1%1．2 量具或尺寸测量仪器的选择试样横截面积测定的准确性受多种因素的影响，而量具的分辨力是主要因素之一。
建议按照标准中表3的要求选择量具或尺寸测量仪器的测量分辨力，以使面积测定准确度有保证。
按照国家计量标准JJG1001-1991的定义，分辨力［resolution〕定义为：“指示装置对紧密相邻量值有效分辨的能力。
注：一般认为模拟式指示装置的分辨力为标尺分度值的一半，数字式指示装置的分辨力为末位数的一个字码”例如，卡尺的游标分度值为0.02mm ,则其分辨力为0.01mm。
1．3 测量部位和方法〔1〕对于圆形横截面积的试样，在其标距的两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径，取其平均直径计算面积，取三处测量得的最小值为试样的原始横截面积。
〔2〕对于矩形和弧形横截面试样，在其标距的两端及中间三处横截面上测量厚度〔或壁厚〕和宽度，取三处测得的最小横截面积为试样的原始横截面积。
〔3〕对于环形横截面试样〔圆管段试样〕，在其一端相互垂直的方向测量外直径和四处的壁厚，以平均外径和平均壁厚计算的横截面积为试样的原始横截面积。
1．4 称重方法测定原始横截面积具有名义上恒定横截面的试样，可以用称重方法测定其横截面积。
但这种方法测定的是平均横截面积，因此建议在报告中注明为称重方法测定。
试样长度测量准确度：W±0.5%试样质量测定准确试：W±0.5%试样的材料密度：至少取3位有效数字1．5 原始横截面积的计算值因为原始横截面积数值是中间数据，不是试验结果数据，所以，如果必须计算出原始横截面积的值时，其值至少保留4位有效数字。
金属材料拉伸试验
金属材料拉伸试验(能力验证)细则1、标准试样的处理1.1.收到标准试样后一定要精确测量其实际直径,量具应符合GB/T228-2002标准中的规定,建议使用最小分辨率为0.02mm的游标卡尺,这时可读出最小分辨率的位数,而没有必要进行估读。
1.2.原始标距一定要准确可靠,建议先用签字笔做好标记,然后使用小裁纸刀在试样表面轻刻出划痕,划痕长度不应超过1/4试样周长(原因见3.4),选择划痕中与试样轴向垂直程度最好的部位,再用签字笔进行标记,签字笔划线的长度最好不超过1mm,以避免由于标距不平行造成的测量偏差。
1.3.因为缺乏适合的夹具,在试验中使用了葛洲坝实验室加工的套筒作为夹头。
在试验过程中,由于螺口咬合、试验机同轴度等多方面的原因,会出现试样紧夹在套筒中,难于拧出的问题,这时千万不可使用老虎钳等工具强行拧出,以避免损害试样,建议采用下述做法:手持试样,用一硬物轻轻敲打套筒,一般轻敲数次后即可顺利拧出。
2、试验机和引伸计的检验按照GB/T228-2002所引述的各项标准检验。
3、试验过程3.1.选用11#WAW-Y500试验机;选用标距50mm,满量程位移5mm电子引伸计;选用济南厂配套试验软件。
3.2.在软件中选择X-Y试验方式,引伸计选择A+B模式,最大试验力设为100kN。
3.3.将试样两端装上套筒,固定于试验机上端夹头。
3.4.将引伸计以相对的方向固定于试样上。
为避免引伸计刀口在装卸过程中对试样上原有标距的损伤,同时避免标距划痕对引伸计响应精确程度的影响,应将引伸计固定于没有划痕的两侧。
3.5.对试验机力值进行调零,夹紧下夹头。
选择手动加荷、10kN量程,对试样施以缓慢的荷载进行预拉,预拉荷载最大值约为5kN左右。
预拉完毕后,同样缓慢地卸去荷载。
3.6.对引伸计进行调零,然后按照3.5条对试样进行再次预拉,重复进行引伸计调零与预拉的程序,至引伸计达到良好的工作状态。
3.7.根据GB/T228-2003标准中的试验要求,在测定屈服强度、规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度时,应根据应变速率和应力速率共同确定试验机夹头的分离速率。
JISZ2241_2011金属材料拉伸试验方法
目次1 适用范围....................................................................................... .................................... . １2 规范性引用文件................................................................................................................ .... １3术语和定义............................................................................................................................... １4 符号和说明 (2)5原理........................................................................................................................ ............. . (8)6 试样.........................................................................................................................................186.1形状及尺寸..................................................................................................... .. (18)6.2试样种类............................................................................................... ......... . (18)6.3试样加工..................................................................................................... .. (19)7 原始横截面积的测定 (21)8 原始标距的标记 (21)9 试验设备的准确度 (22)9.1试验机 (22)9.2延伸计 (22)10 试验条件 (22)10.1试验零点的设定 (22)10.2试样夹持方法 (22)10.3试验速度 (23)11 上屈服强度的测定 (24)12 下屈服强度的测定 (25)13 规定塑性延伸强度的测定 (25)14 规定总延伸强度的测定 (25)15 规定残余延伸强度的验证和测定 (25)16 屈服点延伸率的测定 (26)17 最大力塑性延伸率的测定 (26)18 最大力总延伸率的测定 (26)19 断裂总延伸率的测定 (26)20 断后伸长率的测定 (27)21 断面收缩率的测定 (28)22试验报告 (28)23测量不确定度 (29)23.1一般..........................................................................................................................................2923．2试验条件 (29)23.3试验结果 (29)附录A(参考附录)计算机控制拉伸试验机使用的建议 (30)附录B（规范性附录）厚度0.1mm～<3mm 薄板和薄带使用的试样类型 (31)附录C(规范性附录)直径或厚度小于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (34)附录D(规范性附录)厚度等于或大于3mm 板材和扁材以及直径或厚度等于或大于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (35)附录E (规范性附录)管材使用的试样类型 (43)附录F(参考附录)考虑试验机柔度估计的横梁分离速率 (46)附录G（参考附录）断后伸长率低于5%的测定方法................................................................47附录H(参考附录)移位法测定断后伸长率 (48)附录I（(参考附录）棒材、线材和条材等长产品的无缩颈塑性伸长率的测定方法 (50)附录JA(参考附录) (51)附录JB（参考附录） (52)附录JC(参考附录)JIS与国标对照表 (55)日本工业规格Z2241：2011金属材料拉伸试验方法Metallic materials -Tensile testing -Method of test at room temperature 序文本标准修改采用国际标准ISO 6892-1：2009《金属材料室温拉伸试验方法》。
材料力学的拉伸试验方法
材料力学的拉伸试验是评价材料抗拉强度、延展性等力学性能的常用方法之一。
下面是拉伸试验的一般步骤和相关概念：
1. 试样制备：从待测试的材料中切割出标准尺寸的试样。
通常，试样的形状为圆柱形或矩形，其尺寸和几何形状应符合相应的标准。
2. 安装试样：将试样固定在拉伸试验机上，通常通过夹具或夹持装置来确保试样在拉伸过程中不会滑动或扭曲。
3. 施加载荷：开始施加拉伸加载，并记录加载过程中的拉伸力和试样的变形量。
通常在试验过程中以一定速率施加加载，直到试样发生断裂。
4. 绘制应力-应变曲线：根据所记录的载荷和试样变形数据，计算得到应力和应变的数值，并绘制应力-应变曲线。
应力是指单位截面积上的力，应变是指试样长度的相对变化。
5. 分析结果：通过应力-应变曲线可以得到一系列力学性能参数，如屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等。
在拉伸试验中，通常会关注以下几个重要的力学性能参数：
-屈服强度：在应力-应变曲线上，屈服强度对应的应力值是材料开始出现塑性变形的点，表征了材料的抗塑性变形能力。
-抗拉强度：应力-应变曲线上的最大应力值，表示材料的抗拉性能，通常在试样发生断裂前的最大应力点处。
-断裂伸长率：材料在拉伸断裂时的变形量与原始长度的比值，反映了材料的延展性能。
-杨氏模量：描述了材料在弹性阶段的应力-应变关系，是材料的刚度指标。
拉伸试验是材料力学研究中非常重要的一种试验方法，通过对材料在受拉状态下的力学性能进行分析，可以评价材料的工程应用性能，并为材料的设计和选用提供重要参考依据。
金属材料拉伸试验
金属材料拉伸试验金属材料拉伸试验是一种常用的力学测试方法，主要用来研究材料的机械性能。
通过拉伸试验可以测定材料的抗拉强度、屈服强度、断裂强度等重要参数，从而评价材料的力学性能和可靠性。
拉伸试验一般采用标准试样，如圆柱形试样。
试样在拉伸机上夹紧，通过施加拉力，使试样在一个方向上延展。
试验过程中，可以实时记录试样的变形和载荷，从而获得材料的应力-应变曲线。
拉伸试验可以得到以下几个重要的力学性能指标：1. 抗拉强度：试样在拉伸过程中最大的应力值，代表材料抵抗拉伸力的能力，单位为MPa。
2. 屈服强度：试样开始发生塑性变形的应力值，代表材料开始失去弹性的能力，单位为MPa。
3. 断裂强度：试样发生断裂时的应力值，代表材料失效前的最大应力，单位为MPa。
4. 延伸率：试样断裂前的相对延伸长度与原始长度的比值，代表材料的延展性能。
通常以百分比表示。
5. 弹性模量：拉伸过程中的应力与应变之间的比值，衡量材料的刚度和变形能力，单位为GPa。
拉伸试验的过程中需要关注试样的应变速率、试样形状等因素。
通常情况下，拉伸速率为每分钟进行几毫米的拉伸，以保证试样在拉伸过程中的均匀变形。
在拉伸试验中，应力-应变曲线的形状和试验条件密切相关。
材料的组织结构、温度等因素都会影响曲线的形状。
通常情况下，材料的应力-应变曲线可分为弹性阶段、屈服阶段、硬化阶段和颈缩阶段。
在弹性阶段，试样受力后会立即恢复到初始状态，应力-应变曲线为一条直线。
当应力超过一定范围后，材料进入屈服阶段，发生塑性变形。
在硬化阶段，应力逐渐增加，材料的变形能力增强。
最后，在颈缩阶段，试样中的一部分区域发生颈缩现象，形成狭窄的断裂区域。
拉伸试验是研究材料力学性能的重要手段，可以为材料的选材和设计提供重要参考。
同时，拉伸试验也是其他力学试验的基础，如压缩试验和弯曲试验等。
通过多种试验方法的综合分析，可以全面了解材料的力学性能和行为。
JIS Z 2241-1998 金属材料拉伸试验方法(中文版)
日本工业标准JISJIS Z 2241-1998导言本日本工业标准是基于ISO 6892:1984金属材料――拉伸试验，通过翻译国际标准的相应部分制定而成，对国际标准的技术内容未作修改。
在这次修订中，把应力速率的上限规定为50％/min，为的是和国际标准保持一致。
本标准也规定了应力速率为＞50％/min～80％/min内容，为的是和日本工业标准的材料和产品标准保持一致。
1 适用范围此日本工业标准规定了金属材料拉伸试验方法。
注：以下标准为相应的国际标准：ISO 6892:1984金属材料――拉伸试验2 引用标准本标准在条文中适当处引用了下列标准中的条款。
应该引用下列标准的最新版本。
JIS B 7721 拉力试验机应力测量系统的校验JIS B 7741 单轴试验用引伸计的标定JIS G 0202 铁和钢术语（试验）JIS Z 2201 金属材料的拉伸试验试样JIS Z 8401 数字修约规则3 定义JIS G 0202中规定相关定义和以下定义适用于本标准：a)标距【gauge length】测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。
1)原始标距【original gauge length(L o)】施力前的试样标距。
2)断后标距【final gauge length(L u)】试样断裂后的标距。
b)引伸计标距【extensometer gauge length(L e)】用引伸计测量试样伸长时所用试样的平行长度部分长度（这个长度不同于L o，应该比b、d或管状试样的外径大，但是要比试样平行长度部分短。
这里，b：板状试样平行部分的宽度，或从管材轴向上截取的试样的平均宽度，或棒状试样的宽度。
d：圆形截面试样的直径。
c)伸长【elongation】试验期间任一时刻原始标距的增量。
d)伸长率(%)【percentage elongation】原始标距的伸长与原始标距(L o)之比的百分率。
1)残余延伸率(%)【percentage permanent elongation】卸载后原始标距的伸长与原始标距(L o)之比的百分率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目次1 适用范围....................................................................................... .................................... . １2 规范性引用文件................................................................................................................ .... １3术语和定义............................................................................................................................... １4 符号和说明 (2)5原理........................................................................................................................ ............. . (8)6 试样 (18)6.1形状及尺寸..................................................................................................... .. (18)6.2试样种类............................................................................................... ......... . (18)6.3试样加工..................................................................................................... .. (19)7 原始横截面积的测定 (21)8 原始标距的标记 (21)9 试验设备的准确度 (22)9.1试验机 (22)9.2延伸计 (22)10 试验条件 (22)10.1试验零点的设定 (22)10.2试样夹持方法 (22)10.3试验速度 (23)11 上屈服强度的测定 (24)12 下屈服强度的测定 (25)13 规定塑性延伸强度的测定 (25)14 规定总延伸强度的测定 (25)15 规定残余延伸强度的验证和测定 (25)16 屈服点延伸率的测定 (26)17 最大力塑性延伸率的测定 (26)18 最大力总延伸率的测定 (26)19 断裂总延伸率的测定 (26)20 断后伸长率的测定 (27)21 断面收缩率的测定 (28)22试验报告 (28)23测量不确定度 (29)23.1一般 (29)23．2试验条件 (29)23.3试验结果 (29)附录A(参考附录)计算机控制拉伸试验机使用的建议 (30)附录B（规范性附录）厚度0.1mm～<3mm 薄板和薄带使用的试样类型 (31)附录C(规范性附录)直径或厚度小于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (34)附录D(规范性附录)厚度等于或大于3mm 板材和扁材以及直径或厚度等于或大于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (35)附录E (规范性附录)管材使用的试样类型 (43)附录F(参考附录)考虑试验机柔度估计的横梁分离速率 (46)附录G（参考附录）断后伸长率低于5%的测定方法 (47)附录H(参考附录)移位法测定断后伸长率 (48)附录I（(参考附录）棒材、线材和条材等长产品的无缩颈塑性伸长率的测定方法 (50)附录JA(参考附录) (51)附录JB（参考附录） (52)附录JC(参考附录)JIS与国标对照表 (55)日本工业规格Z2241：2011金属材料拉伸试验方法Metallic materials -Tensile testing -Method of test at room temperature序文本标准修改采用国际标准ISO 6892-1：2009《金属材料室温拉伸试验方法》。
本标准的整体结构、层次划分、编写方法和技术内容与ISO/DIS 6892：2007基本一致，与国际标准差异之处见附件JC。
1 适用范围本标准规定了金属材料拉伸试验方法（在室温10-35℃）注：本规格的定义、符号和说明与国际标准相同ISO 6892-1：2009Metallic materials -Tensile testing -Method of test at room temperature（MOD）对应程度为MOD，依照ISO/IEC Guide 21-1，MOD为修订之意。
试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。
本标准适用于金属材料室温拉伸性能的测定。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
对于引用文件，其最新版本适用于本标准。
JISB7721拉力试验机- 拉力或压力机测力系统的检验与校准注：对应国际标准ISO 7500-1:2004 Metallic materials-Verification of static uniaxial testing machines－Part 1: Tension/compression testing machines －Verification and calibration of the force-measuring system（MOD）JISB7741试验用引伸计的检定方法注：对应国际标准ISO/DIS9513:1996 Metallic materials- Verification of extensometers used in uniaxial testing（MOD）JISG0202钢铁术语JISZ8401 数值修约规则3 术语和定义JISG0202 相关术语和定义与下列术语和定义适用于本标准。
3.1标距 Gauge length ，L测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。
3.1.1原始标距 Original gauge length，L0施力前的试样标距。
3.1.2断后标距 Final gauge length，L u试样断裂后的标距。
3.2平行长度 Parallel length，L c试样两头部或两夹持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。
3.3伸长 Elongation试验期间任一时刻原始标距的增量。
3.4伸长率 Percentage elongation原始标距的伸长与原始标距之比的百分率。
3.4.1残余伸长率 Percentage permanent elongation卸除指定的应力后，伸长相对于原始标距的百分率。
3.4.2断后伸长率 Percentage elongation after fracture。
A断后标距的残余伸长（L u- L0）与原始标距之比的百分率。
对于比例试样，若原始标距不为5.65 (S0 为平行长度的原始横截面积)，符号A 应附以下脚注说明所使用的比例系数，例如，A11.3表示原始标距为11.3的断后伸长率。
对于非比例试样，符号A 应附以下脚注说明所使用的原始标距，以毫米（mm）表示，例如，mm A80 表示原始标距为80mm 的断后伸长率。
3.4.6屈服点延伸率 Percentage yield point extension，A e呈现明显屈服（不连续屈服）现象的金属材料，屈服开始至均匀加工硬化开始之间引伸计标距的延伸与引伸计标距之比的百分率。
3.5引伸计标距长度 Extensometer gauge length，L e用引伸计测量试样延伸时所使用试样平行长度部分的长度。
注：，对于测定屈服强度和规定强度性能，建议L e 应尽可能跨越试样平行长度。
理想地L e 应大于L0/2 但小于约0.9L c。
这将保证引伸计能检测到发生在试样上的全部屈服。
最大力时或在最大力之后的性能，推荐L e 等于L0 或近似等于L0，但测定断后伸长率时L e 应等于L0。
3.6延伸 Extension试验期间任一给定时刻引伸计标距的增量。
3.6.1延伸率 Percentage extension用引伸计标距表示的延伸百分率3.6.2残余延伸率 Percentage permanent extension试样施加并卸除应力后引伸计标距的延伸与引伸计标距之比的百分率。
3.6.4最大力总延伸率 Percentage total extension at maximum forceA gt最大力时原始标距的总延伸（弹性延伸加塑性延伸）与原始标距之比的百分率。
3.6.5最大力塑性延伸率 Percentage plastic extension at maximum forceA g最大力时原始标距的塑性延伸与原始标距之比的百分率。
3.6.6断裂总延伸率 Percentage total extension at fractureA t断裂时刻原始标距的总延伸（弹性延伸加塑性延伸）与原始标距之比的百分率。
3.7试验速率 Testing rate3.7.1应变速率 Strain rate，e& Le用引伸计标距e L 测量时单位时间的应变增加值。
3.7.2平行长度估计应变速率 Estimated strain rate over the parallel length，e& Lc根据横梁分离速率和试样平行长度计算的试样平行长度的应变单位时间内的增加值。
3.7.3横梁分离速率 Crosshead separation rate，νc单位时间的横梁位移3.7.4应力速率 Stress rate，R&单位时间应力的增加。
3.8断面收缩率 Percentage reduction of area，Z断裂后试样横截面积的最大缩减量(S o-S u)与原始横截面积之比的百分率。
3.9最大力 Maximum force，F m试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力。
对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。
3.10应力 Stress，R试验期间任一时刻的力除以试样原始横截面积之商。
3.10.1抗拉强度 Tensile strength，R m相应最大力(F m)的应力。
3.10.2屈服强度（屈服点） Yield strength当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。