厚板测试

厚板的拉伸试验主要根据ISO 6892-1和ASTM E 8这两个在国际上被广泛认可的标准进行。ISO 6892-1同时也是欧洲标准(EN ISO 6892-1)，两标准用词一致，所以在欧盟通用（如德国标准DIN EN ISO 6892-1）。 在制备此类拉伸试验的拉伸试样时，制备方法必须尽可能地保留原始板材的厚度。 试样通常具有相对较大的横截面积，因此只有具有大载荷的试验机才能对其进行试验。 试样的平行长度或受载荷变形部分是通过铣削制成。 为了让测试结果尽可能接近原始材料性能，在加工试样时必须保留原板材厚度，对试样表面进行非常小心的磨削抛光，以保证材料性能与原板材一致。

自2009年开始，ISO 6892-1以及ASTM E8都允许试验速度根据应变速率自动进行控制与切换。 makroXtens和laserXtens系列引伸计都具有符合试验标准（特别与应变速率闭环控制有关的）精度要求的应变速率控制能力。

ZwickRoell有多种标准和定制试验系统用于材料的拉伸试验，试验力最高达2,500 kN。 这些试验系统可根据标准测定材料特性，精度非常高。 ZwickRoell的液压平推试样夹具可以确保试样在整个试验过程中都被稳定地夹持及定位，不会出现滑动现象。

在大多数情况下，符合标准的应变测量是使用自动接触式或光学（非接触式）引伸计来进行测量的。 ZwickRoell的makroXtens系列引伸计在测试厚板领域是经过实践检验的经典引伸计。 该系列引伸计的机械构造包括高分辨率、高精度的传感器，以及坚固耐用的制作材料，使得makroXtens引伸计能够耐受非常严酷的环境。 该系列引伸计坚固耐用，可以持续追踪试样应变直至试样断裂点。 可自动测定断裂时的应变，而无需繁复的试样标记，也无需在收集试样废料后进行手动测量。

laserXtens系列引伸计是我们可追踪测量应变直至试样断裂的创新解决方案，完全符合厚板试样的标准要求（ISO 6892-1、ASTM E8、ISO 9513和ASTM E83）。 laserXtens无需应用试样标记，因为根据测量原理，laserXtens可以使用激光所产生的图案作为标记。 光学评估系统在即使有灰尘附着或者脱落试样的情况下，也可以不受干扰地跟踪“自标标距”。

厚板的硬度试验有多种方法。根据应用的不同，硬度试验根据不同的标准进行，如ISO 6506-1（布氏）、ISO 6507-1（维氏）、ISO 6508-1（洛氏），以及ASTM E10（布氏）、ASTM E384（维氏和努氏）和ASTM E18（洛氏）。此外，在某些特殊领域（如航空航天领域使用欧洲标准EN 2002-7）会使用到其他的方法或规范；对大型表面进行非破坏性试验时采用QEM方法（比如3MA方法），此方法在VDI指南VDI/VDE 2616-1（金属材料硬度测试）中有描述。

ZwickRoell可提供满足所有试验方法的硬度计和仪器产品组合。ZwickRoell硬度试验机和仪器可以满足所有常用国际标准要求，并且有资质进行符合国际标准要求的标定。ZwickRoell的标定实验室拥有德国国家认证机构DAkkS认证的硬度计标定资质。

硬度试验的一个方面就是验证并测定轧制后板材的平均总体硬度值。 轧制是一种热力学工艺，用于设置金属薄板的厚度以及测定机械性能。 使用更大力值的硬度测试方法是用来测定一些粗糙表面的平均硬度值的。 最好是采用布氏或者洛氏硬度测试方法。 对于厚板，经常会使用便携式硬度计，它可以在现场对原件进行测试。 当使用固定式硬度计时，可从厚板上取下小块用作试样，必要时也可再从中取下更小的试样进一步处理后用于硬度测试。

硬度试验的另一个方面就是通过对微观结构部件进行硬度测试来测定微观结构。 由于微观结构部件的尺寸较小，需要使用试验力非常小的硬度计 - 通常，固定式显微硬度计的压痕尺寸和深度可通过压痕力调整为微观结构部件的尺寸。

缺口冲击强度是管道施工以及造船应用中重要的设计参数，该参数可以使用摆锤冲击试验机中的简支梁冲击试样测定。试验方法在国际标准ISO 148-1和ASTM E23中都有描述及规定。ISO标准与欧洲标准(EN ISO 148-1)完全一致。

在简支梁冲击试验中，标准缺口试样通过手动使用简单的给料装置或者使用全自动给料装置放置到位，冲击能量最高可达750 J。试验一般在室温下进行，不过也会在低温下用于测定高到低转变温度。ZwickRoell可以提供能将试样调制到低至–70°C的温度调节浴槽，以及能够低达-180°C的温度调节装置。

根据机械指令，摆锤冲击试验机操作必须符合严格的安全标准，而ZwickRoell的安全防护罩以及久经考验的安全技术能满足标准要求。

W. S. Pellini描述的落锤冲击试验是用来研究钢材的脆性断裂的，这与美国标准ASTM E208和钢铁试验表SEP 1325对裂纹扩展终止行为的评估是可以比较的。 在该试验中，落锤将撞击两端都有支撑的矩形弯曲试样，导致试样拉伸面在规定的总挠度范围内发生脆性断裂。 该脆性断裂始于带有缺口的焊接接口处，即起裂点。 然后再分析确定由该人造的起裂器引起的脆性断裂是否扩展到试样两边，还是提前发生裂纹扩展终止。 断裂的形成与停止会以光学方式进行评估，或者通过手动来评估。 如果裂纹扩展到试样的任意一侧，则该试样被认为发生破坏。 测试结果同样受试样温度的影响。

Pellini落锤试验机有550 J和1650 J两种型号。落锤最大下落高度为1.0 m或1.3 m。落锤高度由无级高度调节器自动调节。依据相应标准（ASTM E208 和 SEP 1325），预定义的落下能量可利用配重砝码进行实现。落下能量是自动计算的。试验区域由安全电路进行电气以及机械保护。测试只有在所有的安全触点跳闸并执行后才能开始。试验人员可以在触摸屏上进行操控，屏幕上会显示试验的下落高度、落下能量、落下质量以及冲击速度。

断裂韧性试验K1c是金属材料在飞机制造、发电厂建设乃至汽车工程等安全相关领域应用中的一个重要特性。断裂韧性是通过对已有预制裂纹的试样进行试验来测定的，通常，人们采用先对试样进行开口，再进行疲劳拉伸直至裂纹长度符合标准。再对试样施加准静态载荷直至断裂。断裂韧性K_1c可通过载荷-变形曲线以及裂纹长度来测定。ASTM E399标准描述了适用的试验程序。其他相关标准还有ASTM E813、E1152和E1290。

2步法测定K_1c，先后采用的设备为ZwickRoell的Vibrophores高频疲劳试验机和ZwickRoell材料试验机，该方法效率较高。 试样中裂纹的形成方法是先以机械方式制造缺口，然后再循环施加载荷。 Vibrophore高频疲劳试验机可达到的频率很高，这就会导致产生规定裂纹的所谓瞬态振荡发生得非常快，由于共振频率对裂纹的形成极其敏感，因此该过程可高度再现。

最常用的试样形状就是所谓的CT试样（紧凑拉伸）。载荷由插入试样孔中的销钉施加，形成拉伸和弯曲的混合载荷。

除了CT试样，还会使用SENB试样（单边切口梁）。 弯曲试样的载荷条件比CT试样简单，但所需的试样体积要大得多。 这一点可以在插图中清楚地看到。