ISO 6892-1 – 環境溫度下的金屬拉伸測試

拉伸測試是世界上最重要也最常用的一項機械試驗，它用於測定在設計和構造組件、商品、機器、汽車和建築等中極為重要的金屬強度和應變特徵值。

測試任務是以可靠、可再現的方式測定材料特徵值並達到可比性。

單軸拉伸測試是用於測定降伏點或偏位降伏、拉伸強度和斷裂應變的特徵值的方法。此外，還測定了較低的降伏點、降伏點延伸和最大力下的延伸。

在金屬拉伸測試中，該標準區分了進行拉伸測試的四個溫度範圍：室溫、高溫、低溫和液態氦溫度。 不同溫度範圍和液態氦介質對測試系統和測試方法（包括要製備的試片）提出了各不相同的要求。 因此，國際ISO標準分為四個不同部分，每個部分涉及上述溫度範圍之一：

• ISO 6892-1室溫測試方法
• ISO 6892-2在高溫下的測試方法
• ISO 6892-3低溫測試方法
• ISO 6892-4液態氦測試方法

除了這些國際公認的ISO標準外，國際上還採用美國ASTM標準、歐洲EN標準、日本JIS標準和中國GB/T等國家標準。 對於特殊應用領域，如航空航太領域，其他特定標準可能也很重要或不可或缺。

對於降伏點和拉伸強度的測定，只需進行一次精確的力測量；而對於其他所有特徵，則需在測試期間使用延伸計進行（自動）應變量測，或在移除試片或試片殘留物後進行手動應變量測。

最重要且可清處描述的要求還涉及力量測量，以及在受力情況下試片延伸量的測量。

• 對於力量測量，ISO 6892系列是指ISO 7500-1拉伸和壓縮試驗機力量測量系統的校正和驗證，要求的等級别至少為Class 1。
• 對於延伸率的測量，ISO 6892 系列參考 ISO 9513 用於單軸測試的延伸計系統的校正，並且至少需要 Class 1 來測定偏位降伏； 對於其他特徵值的量測（延伸大於 5%），可以應用Class 2。

校正過程，尤其是分類的結果和定義，在力測量和延伸測量的標準中進行了描述。後者對於測試實踐中的應用至關重要。最大允許偏差和解析度可以透過校正測量系統的類別歸屬關係得出，它們必須用於測定測量系統的量測不確定度。

• ASTM E8 是指用於力量測量的 ASTM E74，
• 並根據ASTM E83進行延伸測量。
• 國際上應用的試驗標準有時在内容結構上有所不同，但在定義和要求上是一致的，因此從拉伸測試得出的相關特徵值間不會有明顯的偏差。

需要注意的一個例外是評估以及分類延伸計。雖然 ISO 9513指的是與要達到的設定值的偏差，但 ASTM E83還考慮了與初始標距長度的比率。用於小初始標距的 延伸計必須比用於較大初始標距的延伸計滿足更高的測量要求。

需要至少使用符合ISO 9513標準的Class 1延伸計進行金屬拉伸測試才能獲得的特徵值為：

• 應力-應變曲線的初始梯度mE
• 偏位降伏 Rp 和 Rt

需要至少使用符合ISO 9513標準的Class 2延伸計進行金屬拉伸測試才能獲得的特徵值為：

• 降伏點延伸 Ae
• 均勻伸長Ag和Agt，以及
• 拉伸強度Rm或最大拉伸力Fm周圍的平台範圍e
• 斷裂A和At後的伸長

為了正確測定降伏點(R_eH and R_eL)和偏位降伏(R_p and R_t)，除了精確的力和應變測量外，測試速度也非常重要。該標準區分了兩種設置測試速度的方法：在方法 B 中，它由應力增加所控制，在方法 A 中由應變速率所控制。出於以下原因，推薦將應變率或應變速度納入考量的方法 A：

• 當進行試驗時的應變率發生變化時，金屬材料的特徵值也會發生變化。
• 一般來說，應變率越高，強度值越大。
• 根據金屬材料的合金和產品品質，強度對應變率的依賴非常明顯，並且超出了相應品質的規範限制。

應變率控制在測定材料的降伏強度和偏位降伏值時，顯著提高了測試結果的可靠性。ISO 6892-1 提出了兩種透過應變率實施控制的方法：

• 方法 A1 - 透過使用延伸計訊號（閉環）自動控制應變率
• 方法 A2 - 透過預設橫樑速度進行手動調整，在該速度下可達到測定特徵值所需的正確應變率（開環）。

第一種方法使用驅動控制器（最好是自適應控制器）提供的現代技術特性，自動將橫樑速度保持在標準規定的應變率的公差範圍內。該方法需要一個搭載控制技術的測試系統，但將會大幅簡化試驗操作，消除了在設置橫樑速度方面的誤差。因此強烈推薦這種控制方法。

為了精確調整應變率，我們的testControl II電子系統通過直接使用延伸計的測量值來控制試驗機的速度。試驗機的控制參數是自動計算的，並實時自適應調整。這個過程稱為自適應控制閉環，並在 ZwickRoell 測試機上以 1 kHz 運行。這很容易滿足應變率的標準要求。

一切都是自動的，非常簡單，並且為操作員節省了大量時間來產生分散性低的可靠測試結果。