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金屬材料拉伸試驗(yàn)的試樣類型及尺寸要求需嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如 GB/T 228.1、ISO 6892、ASTM E8 等），不同試樣類型的設(shè)計(jì)旨在適配材料特性與測(cè)試需求。以下從試樣分類、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵參數(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景等維度展開(kāi)詳細(xì)介紹：

一、試樣類型與標(biāo)準(zhǔn)體系概述

1. 按截面形狀分類

圓柱形試樣：適用于棒材、管材、線材等，應(yīng)力分布均勻，是的拉伸試樣。

板狀試樣：適用于板材、帶材，需根據(jù)厚度設(shè)計(jì)寬度與長(zhǎng)度。

異形試樣：如管材環(huán)形試樣、螺紋接頭試樣等，用于特殊形態(tài)材料。

2. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)差異對(duì)比

二、圓柱形拉伸試樣的尺寸要求

1. 標(biāo)準(zhǔn)圓柱形試樣（GB/T 228.1 典型案例）

2. 小直徑試樣（適用于細(xì)絲、薄管）

直徑范圍：1-5mm（如 GB/T 228.1 中推薦 d=3mm）。

尺寸示例：

平行段直徑 3mm，平行段長(zhǎng)度 15mm（5d），標(biāo)距 15mm，夾持段長(zhǎng)度 50mm（錐形設(shè)計(jì)，便于夾緊）。

應(yīng)用場(chǎng)景：鋼絲、細(xì)線材、電子元器件用金屬箔等。

3. 大直徑試樣（適用于厚棒材）

直徑范圍：20-50mm（需經(jīng)協(xié)商確定，因設(shè)備量程限制）。

特殊要求：

平行段長(zhǎng)度≥5d，夾持段需設(shè)計(jì)螺紋或凸臺(tái)（如 ASTM E8 中直徑 25.4mm 試樣，夾持段加工 M30 螺紋）；

需在試樣表面標(biāo)記周向均勻的測(cè)量點(diǎn)，避免偏心影響。

三、板狀拉伸試樣的尺寸規(guī)范

1. 矩形截面板狀試樣（GB/T 228.1）

2. 全厚度板狀試樣（適用于厚板材）

尺寸特點(diǎn)：

厚度 t = 原材料實(shí)際厚度（如 10mm 鋼板），寬度 b=25-50mm，平行段長(zhǎng)度 Lc=Lo+2b（Lo=5.65√(bt)）。

注意事項(xiàng)：

邊緣需倒角（0.5-1mm），防止應(yīng)力集中；

表面粗糙度 Ra≤3.2μm，避免劃痕影響斷裂位置。

3. 窄板試樣（適用于薄帶材）

尺寸示例：

厚度 t=0.5mm，寬度 b=10mm，平行段長(zhǎng)度 Lc=50mm，標(biāo)距 Lo=50mm（統(tǒng)一標(biāo)距，非比例標(biāo)距）。

應(yīng)用場(chǎng)景：鋼帶、銅箔、鋁箔等薄型材料。

四、特殊類型試樣的尺寸要求

1. 管材拉伸試樣

類型 1：全截面管段試樣（GB/T 228.1）

尺寸要求：

長(zhǎng)度 Lt=200-300mm，平行段長(zhǎng)度 Lc=Lo+D（D 為外徑），標(biāo)距 Lo=5D 或 10D；

兩端需加塞頭（鋼制或塑料），防止壓扁，塞頭長(zhǎng)度≥1.5D。

類型 2：弧形試樣（從管材切取弧形板）

尺寸示例：

厚度 t = 管材壁厚，寬度 b=20mm，平行段長(zhǎng)度 Lc=Lo+2b，標(biāo)距 Lo=5.65√(bt)。

2. 螺紋接頭試樣（ASTM E8）

應(yīng)用場(chǎng)景：螺栓、鋼筋等帶螺紋構(gòu)件。

尺寸設(shè)計(jì)：

夾持段保留完整螺紋（如 M20 螺栓，夾持段長(zhǎng)度≥3d=60mm），平行段為無(wú)螺紋光桿，直徑 d=16mm（小于螺紋小徑，確保斷裂在光桿段）。

3. 焊接接頭拉伸試樣

尺寸特點(diǎn)：

平行段需包含焊縫及熱影響區(qū)，寬度 b=25mm，長(zhǎng)度 Lc=Lo+50mm，標(biāo)距 Lo=5.65√(bt)；

厚度 t = 焊接件全厚度，若超過(guò) 30mm，可加工至 30mm 并保留一面原始表面。

五、試樣尺寸的關(guān)鍵影響因素與操作要點(diǎn)

1. 標(biāo)距與伸長(zhǎng)量測(cè)量

比例標(biāo)距（Proportional Gauge Length）：

Lo=k√A（k=5.65 為短標(biāo)距，k=11.3 為長(zhǎng)標(biāo)距，A 為截面積），確保不同尺寸試樣的伸長(zhǎng)率數(shù)據(jù)可對(duì)比。

非比例標(biāo)距（Non-proportional Gauge Length）：

如 Lo=50mm 或 2 英寸，適用于尺寸統(tǒng)一的試樣（如薄帶材）。

2. 加工精度要求

直徑 / 厚度公差：圓柱形試樣直徑公差 ±0.05mm，板狀試樣厚度公差 ±0.02mm；

表面粗糙度：平行段 Ra≤1.6μm，過(guò)渡段 Ra≤3.2μm，避免刀痕導(dǎo)致應(yīng)力集中；

3. 非標(biāo)試樣的處理原則

若材料尺寸無(wú)法加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣（如超薄箔材），可采用：

微型試樣：直徑 1-2mm，標(biāo)距 10-20mm（需使用顯微引伸計(jì)）；

數(shù)據(jù)修正：非比例標(biāo)距試樣的伸長(zhǎng)率需與標(biāo)準(zhǔn)試樣對(duì)比驗(yàn)證，避免數(shù)據(jù)偏差。

六、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)典型試樣尺寸對(duì)比表

總結(jié)

金屬材料拉伸試樣的尺寸設(shè)計(jì)需兼顧材料特性、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)備能力，圓柱形與板狀試樣是類型，其尺寸參數(shù)（如直徑、標(biāo)距、過(guò)渡圓?。┲苯佑绊憫?yīng)力分布與斷裂位置。操作時(shí)需嚴(yán)格按 GB/T 228.1 等標(biāo)準(zhǔn)加工試樣，確保尺寸精度與表面質(zhì)量，并根據(jù)材料形態(tài)選擇合適的試樣類型（如管材、焊接件需特殊設(shè)計(jì)）。若涉及非標(biāo)試樣，需在試驗(yàn)報(bào)告中詳細(xì)注明尺寸參數(shù)及修正方法，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可比性。