符合 ISO/TS 6892-5 标准的金属微型试样拉伸试验

使用少量材料进行精确试验

微型试样拉伸试验（也称为微型拉伸试验或微型化试样拉伸试验）在材料试验领域日益重要。该方法具有显著优势，尤其适用于在材料供应有限、需从部件中取样或仅作研发用途的情况下对高强度及超高强度材料进行特性分析。

ISO/TS 6892-5:2025（TS=技术规范）标准是关于金属微型试样拉伸试验的第一套国际标准，对具体试验要求和程序作出了规定，该标准的发布表明这种试验方法在许多行业都日趋重要。 ASTM E8/E8M-24 标准于 2024 年 05 月更新，该标准同样顺应此趋势，在附录 A1 中专门描述了微型试样测试。

应用挑战标准试样测试结果的可再现性试样类型和尺寸

详细了解我们的微型试样拉伸试验产品组合：

试验机试样夹具引伸计和 DIC 高温自动化请求咨询客户案例

使用 ZwickRoell 短夹持长度液压夹具进行符合 TS/ISO 6892-5 标准的微型试样拉伸试验特写图

什么是微型试样拉伸试验？该类试验有哪些应用？

微型试样拉伸试验是一种拉伸试验，采用尺寸显著缩小的试样，通常是横截面更小且标距长度更短的平板或圆棒试样。该方法能够在尽量减少材料用量的情况下测定机械性能，例如拉伸强度、屈服点和断裂应变

ASTM E8 和 ISO 6892-1 标准规定的平板拉伸试样的标距长度 (L₀) 为 50.0 mm 至 200.0 mm，而 ISO 6892-5 标准规定的微型拉伸试样的允许标距长度为：平板试样小于 20 mm，圆棒试样小于 15 mm。

关于 ISO 和 ASTM 标准规定的微型试样几何形状的更多信息

理论上来说，微型试样拉伸试验可以使用任何金属材料，但实际上主要聚焦于以下领域：

研发：开发新材料时，通常仅能提供少量材料用于测试。
增材制造：传统拉伸试验的试样制备过程耗时较长且成本较高。
高强度材料：测试小型试样能够减少所需的试验载荷并提高测量精确度。
汽车行业的超大型铸件及其他部件：底盘或车身压铸件的几何形状十分复杂，只能从中取出尺寸非常小的试样。

微型平板试样和圆棒试样示例

ISO 6892-5 标准或 ASTM E8 标准附录 A1 对微型试样拉伸试验的特殊要求

尽管微型试样尺寸更小，但相关试验必须能够可靠且可再现地测定机械特性值，例如拉伸强度、屈服点和断裂应变。请注意以下要点：

试样几何形状必须符合标准要求，以确保良好的可再现性。
由于尺寸很小，试样在试验装置中精确对中至关重要。
试验速度和应变测量必须实现高精度。必须选用合适的配备传感器臂的引伸计或光学测量系统。
标准试样无法直接生成可再现的测试结果，必须事先确定可靠的相关关系。

微型试样与标准试样之间的测试结果可再现性如何？

ISO/TS 6892-5:2025 标准在第 6 页第 4 部分“原则”中清楚表明了微型试样的测试结果与符合 ISO 6892-1 标准的测试结果之间并不具有直接的可再现性。

这意味着：即使试验方法相似，试样几何形状和规模（尺寸效应）之间的差异仍会导致系统性偏差，在断裂应变 (A, At) 方面尤其如此。晶粒尺寸和塑性变形期间的升温速率也存在一定影响。

但另一方面，如何试样几何形状合适且试验程序一致，拉伸强度 (Rm) 和屈服点 (Re) 在很多情况下具有非常高的可再现性。

请联系 ZwickRoell 应用测试实验室的 Karin Hanak 进行咨询

为保证测试结果可靠性，我们会在 ZwickRoell 应用技术实验室开展可再现的试验，并帮助您选择和配置试验系统，以便测试微型拉伸试样。

Karin Hanak - 应用定制和测试实验室负责人

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符合 ISO/TS 6892-5 标准的 ZwickRoell 微型试样拉伸试验解决方案

ISO/TS 6892-5:2025 标准以及微型试样测试本身对试验装置、试样夹具、力测量、试样对中和应变测量提出了非常严格的要求。而 ZwickRoell 的核心优势正在于此。就微型试样测试而言，没有哪个测试解决方案能够满足所有个性化试验需求。但 ZwickRoell 拥有丰富多样的试验解决方案，我们的应用技术咨询专家将从中为您量身定制合适的试验系统，助您获得可再现且可靠的测试结果。

如需个性化咨询，请随时与我们联系！联系我们

以下是我们的一些试验解决方案示例：

材料试验机试样夹具和对中装置引伸计高温试验设备自动化试验解决方案

大载荷范围的万能试验机

传统金属试样测试需施加较大载荷，而微型试样即使是最大试验载荷也往往处于低力值范围。最大试验力为 5kN 的 zwickiLine 万能试验机通常便能满足需求。ZwickRoell 万能试验机（例如久经检验的试验载荷高达 250 kN 的 AllroundLine 系列）在低载荷范围内的标定精度非常高，甚至能精确测量低于 5 kN 的微小力值。因此，微型试样可使用现有试验系统中进行测试，并确保满足 ISO 7500-1 或 ASTM E4（1 级或更高）标准的要求。

灵活的试样测试解决方案——定制化且可调整

根据 ISO/TS 6892-5 标准，最小型试样的标距长度仅为 5 mm。ZwickRoell 提供多种标准试样夹具，可根据具体微型试样打造理想的解决方案：机械、气动或液压夹持——按照材料、试样尺寸、肩长和剩余夹具间距进行调整。我们的专家将为您提供详细建议并制定合适的试样夹具解决方案。

咨询请求

准确对中——关键成功因素

精准的试样轴向对中对于确保试验有效性至关重要。除了使用对中试验工装和精密可调节的对中定位块之外，您还可以要求我们的专家为您检查试样对中情况，这是应用技术咨询的核心服务之一。

符合 ISO/TS 6892-5 标准的微型试样拉伸试验特写图，使用最大夹持力为 2.5 kN 的微型试样螺纹夹具 — 用于夹持微型拉伸试样的螺纹夹具 2.5 kN

微型试样夹具 2.5 kN，包含插入辅助工具，适用于符合 ISO/TS 6892-5 标准和 ASTM E8 标准附录 A1 的微型试样拉伸试验 — 用于微型试样的特殊试样夹具，Fmax 2.5 kN，包含插入辅助工具

符合 ISO/TS 6892-5 标准的微型拉伸试样对中工具 laserXtens Compact HP — 对中工具：正确对中是一项关键要求

使用 zwickiLine、laserXtens 和最大夹持力为 2.5 kN 的微型试样螺纹夹具进行微型试样拉伸试验的正面图

在 zwickiLine 万能试验机中使用 laserXtens Compact HP 和带对中功能的微型夹具 2.5 kN 进行符合 ISO 6892-5 标准的微型试样拉伸试验

短量程高精度引伸计

精密应变测量至关重要，在标距长度较短且应变较低的情况下尤其如此。ZwickRoell 采用非接触式光学系统，例如专用于按照 ISO 6892-2 等标准执行高温试验的 videoXtens 1-32 HP/TZ，该系统同样适用于在环境温度下测试微型试样。高分辨率、横向试样移动补偿以及测量范围自动追踪功能可以确保获得可靠的断裂应变、屈服点和弹性模量测试结果。此外，数字图像相关性 (DIC) 技术支持在整个试样长度范围内详细分析材料的断裂行为，对于产品研发非常有益。

作为视频引伸计的替代方案，makroXtens 传感器臂引伸计尤其适用于微型试样拉伸试验，其专用传感器可以测量 5 mm 及以上的标距长度 L₀。

makroXtens II

配备传感器臂的模块化引伸计，能够可靠、精确地适应您的应用

makroXtens引伸计基于“积木式”系统，可根据相应的试验应用和所需的操作便利性进行简便配置：从手动引伸计到全自动试验系统

至 makroXtens II

videoXtens 1-32 HP/TZ

所有应用的高温领域专家

videoXtens 1-32 HP/TZ采用非接触式的高分辨率测量系统，专为在高达1,400°C的各种环境条件和温度下进行试验所开发。

至 videoXtens 1-32 HP/TZ

2D数字图像相关性(DIC)

轻松查看更多内容

videoXtens的新2D DIC（数字图像相关性）选件是一款强大的分析工具。它可进行各种评估，扩展了videoXtens和实时应变测量功能，只需在系统中添加一个附加软件程序即可。

至 2D数字图像相关性(DIC)

高温下的微型试样拉伸试验：使用最高 +1,200°C 的小型高温熔炉和 laserXtens 1-32 HP/TZ 在 AllroundLine 试验机中测试微型试样的特写图

俯视图：使用最高 1,200°C 的小型高温熔炉和 laserXtens 1-32 HP/TZ 进行金属微型试样拉伸试验

使用高温熔炉、固定杆、videoXtens 1-32 HP/TZ 和 ZwickRoell Kappa 蠕变试验机进行微型试样高温拉伸试验的试验装置详细视图

在 Kappa 蠕变试验机中使用 videoXtens 1-32 HP/TZ 进行微型试样高温拉伸试验的试验装置

高温下的微型试样拉伸试验

ZwickRoell 提供表现出色的产品组合，可用于在高温下对微型试样进行精确表征。

laserXtens 1‑32 HP/TZ 可在环境温度至 +2,000°C 的高温条件下，以符合 EN ISO 9513 标准的 0.5级精度对标距长度短至 1.5 mm 的微型试样进行高精度测量。
高温炉（尤其是长度较短且拥有 1/2/3 个加热区的高温炉）非常适合用于微型试样测试，可确保对整个试样实现精准控温。
对中装置与牢固的载荷链能够创造理想的试验条件，即使在极端温度下测试微型试样，也能获得可靠且可再现的测试结果。
作为激光引伸计的替代方案，基于非接触式摄像机的 videoXtens 1‑32 HP/TZ 测量系统非常适合用于高温试验。

详细了解我们的高温试验附件

关于 ZwickRoell 高温试验引伸计的更多信息

激光引伸计

非接触且精确测量，无需在高达+2,000 °C的超高温下使用标距标记？借助ZwickRoell激光引伸计，这些要求完全得到满足。

至激光引伸计

videoXtens 1-32 HP/TZ

所有应用的高温领域专家

videoXtens 1-32 HP/TZ采用非接触式的高分辨率测量系统，专为在高达1,400°C的各种环境条件和温度下进行试验所开发。

至 videoXtens 1-32 HP/TZ

可选：自动化微型试样拉伸试验

为了获得更加可靠的测试结果，可以使用微型试样拉伸试验自动化系统。ZwickRoell 的全自动试验系统 roboTest N 可以操作试样，并精确地将微型试样夹持在试样夹具中。自动化系统能够彻底消除人工操作影响（如手部温度或手部湿度）以及因微型试样夹持角度不当或夹持方式错误导致的误差。激光截面测量装置还能精确测定微型试样的厚度和宽度，从而进一步提升测试结果的可再现性。

使用自动化试验系统不仅可以提升效率，还能显著增强操作安全性：自动化系统自动插入试样，可有效避免实验室人员在试样夹持过程中受伤，例如手指被夹住或挤压等。

为提高测试结果的可追溯性与可控性，应在试验结束后将试样废料装入袋中。这能够确保轻松可靠地将测试结果用于后续研究。

符合 ISO 6892-5 标准的自动化微型试样拉伸试验：将微型试样放入试样夹具中

微型拉伸试样的类型和尺寸

ISO/TS 6892-5 标准规定了四种不同的微型平板试样形状（A 型到 D 型），以及三种不同的圆棒试样形状（P 型到 R 型）。D 型和 P 型在标距长度方面符合 ISO 6892-1 标准的要求。

ASTM E8/E8M 标准在附录 A1 中明确规定了三种不同的微型平板试样形状。此外，ASTM E8/E8M 标准第 6 部分额外描述了各种金属产品（例如金属薄板、厚板、大直径管材等）的“小尺寸”圆棒试样。

微型平板试样

单位：mm（英寸）	标距长度 L₀	测量范围宽度 b	试样平行区域长度 L_c	总长度 L	夹持范围宽度 B
ISO/TS 6892-5
A 型	5	1.25	7.5	23	4
B 型	10	2	12	32	6
C 型	10	2.5	15	35	6.5
D* 型	20.5	5	28	70	12
ASTM E8/E8M 标准“附录 A1”
微型试样 3 (6)	2+0.1 (0.1+0.01)	1±0.02 (0.04+0.001)	2.6±0.1 (0.13±0.01)	8 (0.3)	4 (0.2)
微型试样 2 (5)	4+0.2 (0.16+0.01)	1±0.02 (0.04+0.001)	4.5±0.2 (0.17±0.01)	15 (0.6)	3 (0.1)
微型试样 1 (4)	8.5+0.5 (0.34+0.02)	1.5±0.02 (0.06+0.001)	10±0.2 (0.39±0.01)	25 (1)	4 (0.2)
ASTM E8 “小尺寸试样”	25 (1.0)	6 (0.25)	32 (1.25)	100 (4)	10 (0.375)

微型圆棒试样

单位：mm（英寸）	标距长度 L₀	测量范围直径 b	试样平行区域长度 L_c	总长度 L
ISO/TS 6892-5
P* 型	15	3	18	32
Q 型	12.5	2.5	15	29
R 型	10.5	2	12	26
ASTM E8 小尺寸试样**
试样3	24±0.1 (1±0.005)	6±0.1 (0.25±0.005)	30 (1.25)
试样4	16±0.1 (0.64±0.005)	4±0.1 (0.16±0.003)	20 (0.75)
试样5	10±0.1 (0.45±0.005)	2.5±0.1 (0.113±0.002)	16 (0625)
ASTM E8M 小尺寸试样***
试样4	20±0.1 (0.8±0.005)	4±0.1 (0.16±0.003)	24 (1)
试样5	12.5±0.1 (0.565±0.005)	2.5±0.1 (0.113±0.002)	20 (0.75)