拉伸是一种简单的力学性能试验，在测试标距内，受力均匀，应力应变及其性能指标测量稳定、靠谱、理论计算便捷。通过拉伸试验，可以测定材料弹性变形、塑性变形和断裂过程中最基本的力学性能指标，如正弹性模量E、屈服强度σ0.2、屈服点σs、抗拉强度σb、断后延长率δ及断面缩短率ψ等。拉伸试验中获得的力学性能指标，如E、σ0.2、σs、σb、δ、ψ等，是材料固有些基本属性和工程设计中的主要依据。
拉伸是一种简单的力学性能试验，在测试标距内，受力均匀，应力应变及其性能指标测量稳定、靠谱、理论计算便捷。通过拉伸试验，可以测定材料弹性变形、塑性变形和断裂过程中最基本的力学性能指标，如正弹性模量E、屈服强度σ0.2、屈服点σs、抗拉强度σb、断后延长率δ及断面缩短率ψ等。拉伸试验中获得的力学性能指标，如E、σ0.2、σs、σb、δ、ψ等，是材料固有些基本属性和工程设计中的主要依据。
拉伸试验是金属力学性能试验中最容易见到的试验，相同的材料通过不一样的拉伸试验过程测量结果未必相同。大全原因在影响拉伸试验呢?
01 取样部位和办法
材料中因成分、组织、机构、缺点加工变形等分布不均，致使同一批甚至同一商品不同部位出现差异，因此在切取样品时，应严格根据GB/T|228附录中的规定实行。
拉伸试样三维图
02 试验设施
试验设施直接影响结果数据的准确性和真实性，因此实验时需要要保证试验机在检定的有效期内。如图为WDW|50万能试验机，设施按期进行校验和送检。
微机控制电子万能试验机
03 试验环境的影响
试验环境主要包含环境温度、夹持器具选择的影响等。
球面支座夹头
04 试验办法的选择
试验办法主要包含夹持办法、拉伸速率、拉伸横截面积与式样尺寸的测量办法，在选择测量式样的尺寸时，宜使用外径千分尺、游标卡尺或矩形样用游标卡尺。
除此之外，因为主观原因和操作方法的不同，也会对测量结果带来误差。因此，检验职员应通过严格的培训并根据GB/T|228标准的办法进行试验。
05 一些基础性问题
对于大部分金属材料，在弹性变形地区，应力与应变成比率，当继续增加应力或应变时，在某一点上，应变将不再与施加的应力成比率。
在这一点上，与邻接的初始原子间的键合开始破裂并用一组新的原子进行改造。当这样的情况发生时，应力被卸除后材料将不再恢复到原来的状况，即变形是永久的和不可恢复的，这个时候材料进入塑性变形区(图1)。
图1 塑性变形示意图
事实上，非常难确定材料从弹性区转变为塑性区的确切点。如图2，绘制了应变为0.002的平行线。用该线截断应力|应变曲线，将屈服的应力确定为屈服强度。屈服强度等于发生明显塑性变形的应力。大部分材料并不均匀，更不是完美的理想材料，材料的屈服是一个过程，一般随着着加工硬化，所以不是一个具体的点。
图2 应力|应变曲线
对于多数金属材料应力|应变曲线看着像图3所示曲线。当加载开始将来，应力从零开始增加，应变线性增加，直到材料发生屈服将来，曲线开始偏离线性。
继续增加应力，曲线达到最大值。最大值对应抗拉强度，这是曲线的最大应力值，由图中的M表示。断裂点是材料最后断裂的点，由图中的F表示。
图3 工程应力|应变曲线示意图
典型的应力|应变测试装置、测试样品几何形状如图4所示。在拉伸试验期间，样品被缓慢拉动，同时记录长度和施加力的变化，记录力|位移曲线，借助样品原始长度、标距长度和截面积等信息可以绘制应力|应变曲线。
图4 应力|应变测试
对于可以发生拉伸塑性变形的材料，最常见的有两类曲线：工程应力|工程应变曲线和真应力|真应变曲线。它们有什么区别在于计算应力时使用的面积不同，前者用样品的初始面积，后者用拉伸过程中的实时横截面积。因此，在应力|应变曲线上，真应力一般比工程应力高。
图5 典型的拉伸曲线示意图
图6 多种真实金属材料的真应力真应变曲线
最容易见到的拉伸曲线有两种：其一，有明显屈服点的拉伸曲线;其二，没有明显屈服点的拉伸曲线。屈服点代表金属对起始塑性变形的抗力。这是工程技术上最为关键的力学性能指标之一。
图7 典型拉伸曲线，带有形变硬化
怎么样界定工程实质金属发生了塑性变形?
残余塑性变形量是要紧依据，一般人为地把肯定残留塑性变形量时工程金属对应的抗力作为屈服强度，也称为条件屈服强度。即无明显的塑性屈服点，就无明显的屈服强度，要想了解实质金属的屈服强度就需要一个断定条件，因此就有了条件屈服强度。
对于不一样的金属构件，其条件屈服强度对应的残余变形量不同。对于一些苛刻的金属构件，其残余变形量规定应较小，而普通金属构件条件屈服时对应的残余变形量则较大。常见的残余变形量为0.01%，0.05%， 0.1%，0.2%，0.5%和1.0%等。
图8 条件屈服
金属的屈服是位错运动的结果，因而金属的屈服由位错运动的阻力来决定。对于纯金属，包含点阵阻力、位错交互用途阻力、位错与其它缺点或结构交互用途阻力。
图9 实质金属铝中的位错
在拉伸曲线上的直线段，也即弹性部分对应的面积为弹性能。从弹性变形开始至断裂过程中，样品吸收总能量称为断裂功，金属在断裂前吸收的能量称为断裂韧性。 实质金属在拉伸过程中一般随着着力学性能的改变，最突出的现象就是加工硬化。金属的加工硬化有益于防止实质工程构件在过载时忽然断裂，导致灾难性后果。
金属塑性变形和形变硬化是保证金属发生均匀塑性变形的先决条件，这就是说在多晶体金属中，哪儿发生了塑性变形，哪儿就得到了强化，然后塑性变形得到抑制，使变形转移到其它更容易的地方。
在实质的拉伸曲线上看，大部分金属在室温条件下发生屈服后，在屈服应力用途下，变形不会继续，继续变形需要增加阻力。在真应力|真应变曲线上表现为流变应力不断上升，出现加工硬化现象。如此的曲线称为加工硬化曲线。 加工硬化指数n是一个关键的塑性指标，它代表材料抵抗继续变形的能力。
图10 金属塑性变形中的加工硬化
最后，谈一下应变速率。一般测试的金属材料的拉伸曲线都是在较低的应变速率下测试获得的。只有一些特殊金属构件才需要在较高应变速率下测试其力学性能，即发生高速形变的构件。正常室温条件下应变速率拉伸，材料的变形主要以位错的滑移或孪生为主。
图11 铝合金高速形变曲线
在拉伸曲线上，即工程应变|工程应变曲线上最大工程应力称为极限拉应力，也就是抗拉强度。
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