断裂拉伸强度和断裂拉伸应变检测
断裂拉伸强度和断裂拉伸应变是衡量材料在拉伸载荷下失效行为的关键力学性能指标,广泛应用于材料科学、工程设计、产品质量控制及失效分析等领域。
断裂拉伸强度(通常指拉伸强度或抗拉强度)是指材料在拉伸断裂过程中所能承受的最大应力,反映了材料抵抗外力破坏的能力。其值越高,材料抵抗断裂的能力越强。
断裂拉伸应变(通常指断裂伸长率或断裂延伸率)是指材料在拉伸断裂时所达到的最大伸长量与其原始标距长度的百分比,表征了材料在断裂前发生塑性变形的程度,是衡量材料延展性或韧性的重要参数。
准确测定这两项指标对于评估材料的可靠性、服役寿命、设计安全性以及研发新材料至关重要。例如在塑料、橡胶、金属、复合材料、纺织品、薄膜等行业,它们是材料规格认证和质量检验的核心要求。
检测项目
本类检测的核心项目包括:
- 断裂拉伸强度:精确测量试样在拉伸过程中经历的最大力值(Fmax),并通过公式计算(断裂拉伸强度 = Fmax / 试样原始横截面积)。
- 断裂拉伸应变:精确测量试样断裂时标距段内的伸长量(ΔL),并通过公式计算(断裂拉伸应变 = (ΔL / 原始标距长度 L0) × 100%)。
- (通常关联项目)应力-应变曲线:完整记录整个拉伸过程的载荷与变形关系,可从中获取屈服强度、弹性模量等其他重要参数。
检测仪器
执行此类检测的核心设备是万能材料试验机(或称电子万能试验机),其主要组成部分和附件包括:
- 主机框架:提供稳定的加载结构,包含精密滚珠丝杠驱动的移动横梁。
- 高精度力传感器:实时、准确地测量试样承受的拉伸力(量程需匹配预期材料强度)。
- 位移测量系统:内置编码器测量横梁位移(用于估算应变)。
- 接触式或非接触式引伸计:这是测量断裂拉伸应变最精确的关键附件。它直接夹持或光学测量试样标距段的微小变形,精度远高于仅依赖横梁位移的计算。
- 夹具:用于牢固夹持不同类型和形状的试样(如平口夹、楔形夹、气动夹、线材缠绕夹等),确保测试过程中试样不打滑,加载轴线与试样中心线重合。
- 控制系统与数据采集软件:设定测试速度、控制加载过程、实时采集力、位移、应变数据,自动生成应力-应变曲线并计算各项结果(包括断裂拉伸强度、断裂拉伸应变等)。
试验机必须定期进行计量校准,确保力和位移/应变测量的准确性。
检测方法
标准的检测流程通常遵循以下步骤:
- 试样制备:严格按照相关产品标准或材料标准的规定,制备标准尺寸和形状的试样(常见形状有哑铃型、矩形条、圆棒等)。确保试样表面无缺陷、无划痕、尺寸精确。
- 试样测量:使用精密量具(如千分尺、游标卡尺)准确测量试样标距段内的原始横截面积和原始标距长度(L0)。
- 设备设置:
- 选择合适的夹具并正确安装试样,保证试样轴向受力。
- 设定测试参数:主要为横梁移动速度(应变速率),该速度必须严格依据检测标准的规定设定,因其对结果(尤其应变)有显著影响。
- 安装并初始化引伸计(若要求精确测量应变)。
- 执行测试:启动试验机,横梁按设定速度匀速分离,对试样施加拉伸载荷直至试样断裂。软件持续记录力值(F)、横梁位移(ΔLcrosshead)和引伸计测量的真实标距段变形(ΔLext)。
- 数据采集与计算:
- 软件自动识别最大力值(Fmax)。
- 使用引伸计数据(当安装时)精确计算断裂拉伸应变(若未安装引伸计,通常根据标准规定,可用横梁位移估算,但精度较低)。
- 根据Fmax和原始横截面积计算断裂拉伸强度。
- 结果报告:报告断裂拉伸强度(单位:MPa或N/mm²)、断裂拉伸应变(单位:%),通常还包括试样尺寸、测试速度、环境温湿度、测试标准等信息。
检测标准
断裂拉伸强度和断裂拉伸应变的检测必须严格遵循相关的国家、国际或行业标准,以确保测试的一致性和结果的可比性。常用标准根据材料类型划分,例如:
- 塑料:
- ISO 527-1, -2: 塑料 拉伸性能的测定。
- ASTM D638: 塑料拉伸性能标准试验方法。
- GB/T 1040.1, -2: 塑料 拉伸性能的测定(中国国家标准)。
- 橡胶/弹性体:
- ISO 37: 硫化或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定。
- ASTM D412: 硫化橡胶和热塑性弹性体拉伸试验方法。
- GB/T 528: 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定(中国国家标准)。
- 金属材料:
- ISO 6892-1: 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法。
- ASTM E8/E8M: 金属材料拉伸试验方法。
- GB/T 228.1: 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法(中国国家标准)。
- 复合材料、薄膜、纤维、纺织品等均有其特定的标准(如ISO, ASTM, EN, JIS, GB/T等系列标准)。
这些标准详细规定了试样的形状尺寸、制备方法、状态调节(温湿度环境)、测试速度(应变速率)、夹具要求、是否使用引伸计(对精确测量应变至关重要)以及数据处理方法等所有关键细节。检测实验室必须依据被检材料所属的应用领域和具体要求选择并遵守相应的标准。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日