合金材料拉伸試驗 抗拉強(qiáng)度檢測

　　拉伸試驗操作簡單易行，樣品制備方便，在材料力學(xué)性能測試中屬于常用的測試試驗之一。拉伸試驗中的彈性變形、塑性變形、斷裂等階段，可以真實地反映了材料抵抗外力的整個過程。拉伸試驗無論對金屬材料檢測，還是橡膠材料檢測、塑料材料檢測都極具參考價值。拉伸試驗可以檢測的指標(biāo)有很多，兩點其實就是材料強(qiáng)度和塑性數(shù)據(jù)。而反應(yīng)這兩點的關(guān)鍵指標(biāo)就是拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。今天我們就來詳細(xì)了解一下這兩個指標(biāo)。

　　金屬拉伸

　　一、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率的各自定義

　　1、拉伸強(qiáng)度是指材料產(chǎn)生均勻塑性變形的應(yīng)力。在拉伸試驗中，樣品直到斷裂的拉伸應(yīng)力所表現(xiàn)出來的抗拉強(qiáng)度就是拉伸強(qiáng)度。

　　2、斷裂伸長率是以百分比（％）表示的，通常指斷裂時樣品的位移與原始長度的比率。

　　拉伸機(jī)器

　　二、斷裂伸長率與拉伸率之間的差異

　　材料的拉伸過程通常需要經(jīng)歷塑性變形階段，在屈服點之后發(fā)生塑性變形，并且在達(dá)到斷裂點之后發(fā)生斷裂。斷裂伸長率通常是指整個過程的伸長率，拉伸率通常只是發(fā)生塑性變形的階段的伸長百分比。

　　橡膠拉伸

　　三、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率檢測時注意事項

　　1、拉伸試驗的樣本長度：長度越長，弱環(huán)的幾率越大，強(qiáng)度越低。因為沿纖維長度的強(qiáng)度是不均勻的，纖維總是在弱點處斷裂。樣本越長，薄的弱環(huán)結(jié)的概率越大，破壞的可能性越大，強(qiáng)力就會下降

　　2、拉伸試驗的樣品數(shù)量：根數(shù)越多，單根纖維的強(qiáng)度越低。因為束纖維中纖維的數(shù)量越多，由束纖維的強(qiáng)度計算的平均單纖維強(qiáng)度越低，并且平均強(qiáng)度低于單次測量。

　　3、拉伸試驗的拉伸速度：速度越大，強(qiáng)度越大，初始模量越大。在正常情況下，隨著拉伸速度增加，斷裂強(qiáng)度，初始模量和屈服應(yīng)力增加，并且斷裂伸長率沒有規(guī)律性。

　　拉伸測試

　　四、影響纖維拉伸性能的因素

　　（一）內(nèi)部結(jié)構(gòu)對拉伸強(qiáng)度的影響

　　1、大分子結(jié)構(gòu)（大分子的柔韌性，大分子的聚合度）：纖維斷裂取決于大分子的相對滑移和分子鏈的斷裂。大分子的平均聚合度越小，大分子的結(jié)合力越小，滑移越容易，纖維強(qiáng)度越低，伸長率越大;大分子的平均聚合度越大，大分子的結(jié)合力越大，可能發(fā)生的滑動越少，纖維的強(qiáng)度越高，伸長率越小。

　　2、分子結(jié)構(gòu)（取向度，結(jié)晶度）：取向度越高，大分子排列越平行，拉伸過程中受到應(yīng)力的大分子越多，纖維越大強(qiáng)度越大，斷裂伸長率越小。裂紋孔缺陷，形態(tài)結(jié)構(gòu)和纖維中的不均勻性導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

　　（二）外部環(huán)境對拉伸強(qiáng)度的影響

　　溫度和濕度：空氣的溫度和濕度影響纖維的溫度和濕度以及回潮，從而影響纖維的強(qiáng)度。溫度對各種纖維的影響不一致，但它們都有一般規(guī)律：在纖維回潮率高，溫度高，纖維高分子的熱能高的條件下，大分子的柔韌性得到改善，分子間的結(jié)合強(qiáng)度減弱，纖維強(qiáng)度降低，斷裂伸長率增加，拉伸模量降低。

　　大多數(shù)纖維隨著相對濕度的增加而增加，纖維中的水分含量增加，分子間結(jié)合力越弱，結(jié)晶區(qū)越松散，纖維的強(qiáng)度降低，伸長率增加，初始模量降低。天然纖維素羊毛和的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率隨著相對濕度的增加而增加。在化學(xué)纖維中，聚酯和聚丙烯基本上是非吸濕性的，它們的強(qiáng)度和伸長率幾乎不受相對濕度的影響。相對濕度對纖維強(qiáng)度和伸長率的影響根據(jù)每種吸濕性能的強(qiáng)度而不同。吸濕能力越大，效果越顯著，吸濕能力越小，重要性越低。

　　五、拉伸斷裂和伸長的機(jī)制

　　當(dāng)纖維開始受到應(yīng)力時，其變形主要是纖維的拉伸大分子鏈本身，即粘合長度和粘合角的變形。拉伸曲線接近直線，基本符合胡克定律。當(dāng)外力增加時，非晶區(qū)中的大分子鏈克服了分子鏈之間的亞價鍵合力并拉伸和取向。此時，大分子鏈的一部分被拉直，張力可能被拉開，并且可能是不規(guī)則的。提取水晶部分。亞價鍵的斷裂會導(dǎo)致非晶區(qū)中的大分子逐漸產(chǎn)生位錯滑移，纖維變形相對顯著，模量逐漸減小，從而纖維進(jìn)入屈服區(qū)。

　　當(dāng)錯位滑移的光纖大分子鏈在伸直基本上平行時，大分子間距接近，并且在分子鏈之間可形成新的亞價鍵。此時，纖維被連續(xù)拉伸變形主要是由分子鏈的鍵長，鍵角的變化和二次鍵的破壞引起的。當(dāng)進(jìn)入強(qiáng)化區(qū)時，纖維模量增加，直到達(dá)到纖維大分子骨架大量價鍵的斷裂，從而導(dǎo)致纖維崩解。

　　纖維斷裂的原因是：大分子主鏈斷裂;大分子之間的滑動脫失。

　　纖維伸長的原因是：大分子的拉直和伸長（粘合長度和粘合角的變化）;取向的改善;大分子之間的滑動。