ASTM E21：金屬的高溫拉伸測試

ASTM E21要求在夾持試樣上施加負載時，需對試驗機進行最佳和最精確的對位。 試驗機和試樣夾具必須以最大彎曲應變不超過軸向應變的 10% 方式加載精密加工的試樣。 應注意的是在實踐中不可能在高溫下驗證這些條件，因此，可以在室溫下進行。 在本文中，參考了 ASTM E1012。

選擇延伸計時，建議使用ASTM E83標準，以滿足靈敏度和準確度要求。 要測定偏位降伏（Rp0.1 或更高），需使用等級 B-2 的延伸計。 重要的是要注意應在高溫條件下驗證是否符合要求。 其中一項測試可以是測定應力-應變曲線的斜率，該曲線的斜率應在被測材料的彈性模量（標稱值）的 10% 以內。

針對應變測量，ASTM E21 明確規定了延伸計刀刃以及溫度感測器的試樣標記定位。如果針對這些規格需偏離標準則必須標示出，並且在驗收測試的情況下須事先商定。

ASTM E21 標準規範了所選定的延伸計需要能夠測定應變率。此外，需要注意的是彈性模量的測定未包含在此標準中，並且未考慮快速加熱或高應變率下的測試條件。但需注意的是，以英寸和磅為單位表示的特徵值符合標準。

在測定降伏點和偏位降伏值時， ASTM E21標準要求了在縮減的平行部分內，保持 0.005 ± 0.002 in/in./min 或 mm/mm/min（對應於 0.000083 ± 0.000033 /秒）的應變率。

測定降伏點和偏位降伏後，可將測試速度提高到 0.05 ± 0.01 in./in./min 或 mm/mm/min（對應於 0.00083 ± 0.00017 / sec）。 必須記錄測試速度（應變率或橫樑速度）。

在降伏點和偏位降伏測定後，當確認橫樑速度穩定在上述公差範圍內時，橫樑速度 in./min 或 mm/min 也可以從減少的平行部分（英寸或毫米）乘以 0.05計算。 這適用於 ASTM E8/E8M 中描述的所有試樣形狀。

範例： 如果縮短的平行部分（先前也稱為測試長度）長 4 英寸，則必須設置 0.2 in./min的橫樑速度；對於長度為 100 毫米的縮小平行部分，橫樑速度必須設置為 5 mm/min。

如果需要記錄完整的應力-應變曲線，可在整個拉伸測試過程中，保持 0.005 ± 0.002 in./in./min. 或 mm/mm/min. 的速度。
如果不需要得到降伏點及偏移降伏值，則也非絕對必要使用延伸計。然後須設置橫樑速度，以便在拉伸測試期間可以達到 0.05 ± 0.01 in./in./min 或 mm/mm/min 的應變速率。

為了在測定降伏點和偏位降伏點的應力-應變曲線的初始部分考慮測試配置的行為，可以稍微向上修正應變率的設定值。 ASTM E21 標準中提供了具體的參考。 超過降伏點和偏位降伏，必須再次應用未修正的設定值。

手動的斷裂應變測量在室溫下進行。 先前應用的標距標記間的距離測量值應精確到 0.01 英寸或 0.3 毫米。

還在室溫下進行手動測量以測定減少面積。 斷裂的圓形試樣端部必須小心地裝配在一起，測量的最小直徑精確到 0.01 英寸或 0.3 毫米。如果斷裂橫截面不是圓形，則需進行充分測量以測定減少面積。

對測試報告的內容進行了詳細的列舉和說明。 測試報告能盡可能準確地反映測試和測量條件是很重要的。 在斷裂應變的情況下，明確提到了於斷裂下測量和斷裂後測量的規範需求。 還提到了起始標距長度：對於矩形試樣（如 2 英寸或 50 毫米），對於具有 4 倍直徑或 5 倍直徑的圓形試樣非常重要。