拉伸試驗的本質(zhì)是對試樣施加軸向拉力，測量試樣在變形過程中直至斷裂的 各項力學性能。試驗材料的全面性能反映在拉伸曲線上。拉力曲線如此重要，如何根據(jù)拉伸曲線分析材料的各項性能呢？現(xiàn)在就給大家分析下拉伸曲線。

典型的拉伸曲線圖（低碳鋼）

第 1 階段：彈性變形階段（oa）兩個特點

 a 從宏觀看，力與伸長成直線關系，彈性伸長與力的大小和試樣標距長短成 正比，與材料彈性模量及試樣橫截面積成反比。

 b 變形是完全可逆的。

 加力時產(chǎn)生變形，卸力后變形完全恢復。從微觀上看，變形的可逆性與材料 原子間作用力有直接關系，施加拉力時，在力的作用下，原子間的平衡力受到破 壞，為達到新的平衡，原子的位置必須作新的調(diào)整即產(chǎn)生位移，使外力、斥力和 引力三者平衡，外力去除后，原子依靠彼此間的作用力又回到平衡位置，使變形 恢復，表現(xiàn)出彈性變形的可逆性，即在彈性范圍保持力一段時間，卸力后仍沿原 軌跡回復。Oa 段變形機理與高溫條件下變形機理不同，在高溫保持力后會產(chǎn)生 蠕變，卸力后表現(xiàn)出不可逆性。
 由于在拉伸試驗中無論在加力或卸力期間應力和應變都保持單值線性關系， 因此試驗材料的彈性模量是 oa 段的斜率，用公式求得：

E＝σ/ε

oa 線段的 a 點是應力－應變呈直線關系的最高點，這點的應力叫理論比例極 限，超過 a 點，應力－應變則不再呈直線關系，即不再符合虎克定律。比例極限 的定義在理論上很有意義，它是材料從彈性變形向塑性變形轉變的，但很難準確 地測定出來，因為從直線向曲線轉變的分界點與變形測量儀器的分辨力直接相 關，儀器的分辨力越高，對微小變形顯示的能力越強，測出的分界點越低，這也 是為什麼在最近兩版國家標準中取消了這項性能的測定， 而用規(guī)定塑性 （非比例） 延伸性能代替的原因。

 第 2 階段：滯彈性階段 （ab）

在此階段，應力－應變出現(xiàn)了非直線關系，其特點是：當力加到 b 點時然后 卸除力，應變?nèi)钥苫氐皆c，但不是沿原曲線軌跡回到原點，在不同程度上滯后 于應力回到原點，形成一個閉合環(huán)，加力和卸力所表現(xiàn)的特性仍為彈性行為，只 不過有不同程度的滯后，因此稱為滯彈性階段，這個階段的過程很短。這個階段 也稱理論彈性階段，當超過 b 點時，就會產(chǎn)生微塑性應變，可以用加力和卸力形 成的閉合環(huán)確定此點，當加卸力環(huán)第 1 此形成開環(huán)時所對應的點為 b 點。

第 3 階段：微塑性應變階段 （bc）

是材料在加力過程中屈服前的微塑性變形部分，從微觀結構角度講，就是多 晶體材料中處于應力集中的晶粒內(nèi)部， 低能量易動位錯的運動。 塑性變形量很小， 是不可回復的。大小仍與儀器分辨力有關。

第 4 階段：屈服階段 （cde）

這個階段是金屬材料的不連續(xù)屈服的階段，也稱間斷屈服階段，其現(xiàn)象是當 力加至 c 點時，突然產(chǎn)生塑性變形，由于試樣變形速度非?？?，以致試驗機夾頭 的拉伸速度跟不上試樣的變形速度，試驗力不能完全有效的施加于試樣上，在曲 線這個階段上表現(xiàn)出力不同程度的下降，而試樣塑性變形急劇增加，直至達到 e 點結束，當達到 c 點，在試樣的外表面能觀察到與試樣軸線呈 45 度的明顯的滑 移帶，這些帶稱為呂德斯帶，開始是在局部位置產(chǎn)生，逐漸擴展至試樣整個標距 內(nèi)，宏觀上，一條呂德斯帶包含大量滑移面，當作用在滑移面上的切應力達到臨 界值時， 位錯沿滑移方向運動。 在此期間， 應力相對穩(wěn)定， 試樣不產(chǎn)生應變硬化。 C 點是拉伸試驗的一個重要的性能判據(jù)點， 范圍內(nèi)的最低點也是重要的性能判 de 據(jù)點，分別稱上屈服點和下屈服點。e 點是屈服的結束點，所對應的應變是判定 板材成型性能的重要指標。

第 5 階段： 塑性應變硬化階段 （ef）

屈服階段結束后，試樣在塑性變形下產(chǎn)生應變硬化，在 e 點應力不斷上升， 在這個階段內(nèi)試樣的變形是均勻和連續(xù)的， 應變硬化效應是由于位錯密度增加而 引起的，在此過程中，不同方向的滑移系產(chǎn)生交叉滑移，位錯大量增殖，位錯密 度迅速增加，此時必須不斷繼續(xù)施加力，才能使位錯繼續(xù)滑移運動，直至 f 點。 f 點通常是應力－應變曲線的最高點（特殊材料除外） ，此點所對應的應力是重 要的性能判據(jù)。

第 6 階段：縮頸變形階段（fg）

力施加至 f 點時，試驗材材料的應變硬化與幾何形狀導致的軟化達到平衡， 此時力不再增加，試樣最薄弱的截面中心部分開始出現(xiàn)微小空洞，然后擴展連接 成小裂紋，試樣的受力狀態(tài)由兩向變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。裂紋擴展的同時，在試樣 表面可看到產(chǎn)生縮頸變形，在拉伸曲線上，從 f 點到 g 點力是下降的，但是在試 樣縮頸處，由于截面積已變小，其真應力要大大高于工程應力。試驗達到 g 點試 樣完全斷裂。

 從以上典型的拉伸曲線上，可以測定金屬材料如下性能：

1 上屈服強度： （c點）試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最高應力

2 下屈服強度： （e 點）屈服期間的最低應力，要注意這里要排除初始瞬時效應 最低應力點所對應的應力。初始瞬時效應是表現(xiàn)于 上屈服過后，力的突然降低的現(xiàn)象，其大小與試驗機加力系統(tǒng)的柔度、試樣的柔 度、拉伸速度、試樣屈服特性以及測力系統(tǒng)的慣性守恒各種因素有關。

3 抗拉強度： （f 點）在最大力點所對應的應力。 注意：新標準最大力的定義與 GB/T228－87 不同，新標準規(guī)定：最大力是指屈 服階段之后的最大力，當材料無明顯屈服時，是試驗期間的最大力。

4 屈服點延伸率： （ae）對于呈現(xiàn)明顯屈服現(xiàn)象的材料，從屈服開始至均勻硬化開始之間的延伸率。要注意起點和終點的判定。

5 最大力總伸長率： F點處作一垂線， f 橫座標原點與交點長度對應的伸長率（包括在此條件下的彈性伸長和塑性伸長率） 。

6最大力非比例伸長率：f 點處作一平行于彈性段的直線，橫座標原點與交點 對應的伸長率。 

7 斷裂總伸長率： （g點）斷裂時刻的試樣總伸長率（包括彈性伸長和塑性伸長  率） ，這里要注意的是斷裂瞬間的判定，根據(jù)自動測試系統(tǒng)采樣頻率作合理測 定。當扣除斷裂瞬間的彈性伸長率時，則是斷后伸長率 A。

 許多脆性材料在拉伸過程中不出現(xiàn)明顯屈服現(xiàn)象，只有 3～4 階段： oa－彈性變形階段 ab－滯彈變形階段 bf－應變硬化階段（對淬火鋼，到 f 斷裂，對中強鋼有縮頸） 在此情況下，用規(guī)定條件強度表示屈服強度

8 規(guī)定塑性延伸強度 Rp： 規(guī)定非比例延伸率對應的應力，即在代表伸長的橫坐標上取規(guī)定的伸長量， 平行于彈性線段作一直線。 在與曲線交點處作一水平線與力軸的交點力值所對應 的應力為 Rp。一般稱平行線法，適用于彈性段為直線的拉伸曲線。

對于彈性段不是直線的拉伸曲線，上述方法無法用，此時要用滯后環(huán)法或逐 步逼近法進行測定。 。

 9 規(guī)定殘余延伸強度 Rr： 是對于拉伸過程中不出現(xiàn)明顯屈服現(xiàn)象材料，用規(guī)定條件強度表示屈服強度 另一性能 ，包括規(guī)定殘余延伸強度 Rr 的測定和驗證。

10 規(guī)定總延伸強度 Rt：規(guī)定總延伸率對應的應力，即在代表伸長的橫坐標上取 規(guī)定的伸長量，平行于力軸作一直線。在與曲線交點處作一水平線與力軸的 交點力值所對應的應力為 Rt。
 

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