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，從而表現為屈服強度升高了。

       因此，為了得到更加穩定可靠的測試結果，為了實現不同實驗室的測試結果具有可比性，采用統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應變速率控制方法A1與橫梁控制的開環應變速率控制方法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（包括設備機架、加載機構、夾持系統等）均產生變形，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

       對于連續屈服材料，在測定規定塑形延伸強度（Rp），規定總延伸強度（Rt）和規定參與延伸強度（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柔度的影響，因為這一階段的試驗結果對試驗系統的柔度影響并不敏感。

       對于非連續屈服材料，標準中規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的穩定性；

       引伸計的精度與引伸臂移動的穩定順暢；

       夾持過程中避免滑移；

       軟件控制的同步性；

       外部測試環境的穩定，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。