金屬拉伸材料試驗機的操作流程是怎樣的？

金屬拉伸材料試驗機的操作流程需嚴格遵循安全規范與標準方法（如 GB/T 228.1、ASTM E8 等），以確保數據準確性和設備安全。以下是從試樣準備到結果分析的全流程詳解：

一、前期準備：試樣與設備校準

1. 試樣制備與標識

按標準加工：根據材料類型（如板材、棒材）加工成標準試樣，常見形狀包括圓形（直徑 d=10mm）、矩形（橫截面 b×t），標距段（如 5d 或 10d）需光滑無損傷（表面粗糙度 Ra≤1.6μm）。

標記關鍵參數：用鉛筆在標距段標記原始標距 L?（如 50mm），記錄試樣尺寸（直徑、厚度）、材質編號等信息。

2. 設備校準與檢查

傳感器校準：使用標準砝碼校準載荷傳感器（每年至少 1 次），誤差需≤±0.5% FS；引伸計需在標準量塊上校準標距（如 50mm±0.05mm）。

機械檢查：確認夾具同軸度（偏差≤1% 試樣直徑），活動橫梁移動順暢，無卡頓；液壓式試驗機需檢查油位、油路密封性。

二、裝樣與參數設置

1. 試樣安裝規范

夾具選擇：根據試樣形狀選用匹配夾具（如圓形試樣用 V 型鉗口，板材用平口夾具），確保夾持面與試樣軸線垂直。

裝樣步驟：

將試樣下端裝入下夾具，擰緊固定螺栓（力度均勻，避免偏心）；

移動活動橫梁至合適位置，裝入試樣上端夾具，確保試樣軸線與加載方向同軸（目視偏差≤1°）；

安裝引伸計：接觸式引伸計需對稱夾持在標距段，非接觸式（如視頻引伸計）需對準試樣表面標記點。

2. 試驗參數設定

加載控制模式：

彈性階段：優先采用應力控制（如 5MPa/s），確保數據線性度；

屈服階段后：切換為應變控制（如 0.00025/s）或位移控制（如 2mm/min），避免加載速率波動。

保護參數：設定過載閾值（如量程 110%）、位移上限（防止橫梁超程），啟用急停按鈕測試。

三、啟動測試與實時監控

1. 初始化與清零

啟動試驗機控制系統，清零載荷、位移、引伸計數據，確認軟件界面顯示 “就緒” 狀態。

2. 加載過程操作

勻速加載：點擊 “開始” 按鈕，系統按設定速率施加拉力，實時觀察：

載荷 - 位移曲線：彈性階段應呈直線，若出現波動需檢查夾具同軸度；

引伸計數據：形變量應與位移同步增長，若異常（如突然跳變）需暫停檢查試樣是否打滑。

特殊階段處理：

當材料屈服（載荷波動）時，軟件自動記錄屈服強度 σ?.?；

接近斷裂時，降低加載速率（如 1mm/min），避免沖擊損壞引伸計。

3. 斷裂后操作

試樣斷裂后，立即點擊 “停止” 按鈕，記錄最大載荷 Fb 和斷裂位置（距標距端點≥10mm 為有效）；

卸載載荷，取下斷裂試樣，保留斷口用于斷面收縮率計算。

四、數據處理與結果分析

1. 基礎性能計算

應力（σ）與應變（ε）：

應力 σ = F/S?（F 為載荷，S?為原始橫截面積）；

應變 ε = ΔL/L?（ΔL 為標距內伸長量，L?為原始標距）。

關鍵指標計算：

彈性模量 E = 應力 / 應變（彈性階段斜率）；

抗拉強度 σb = Fb/S?；

斷后伸長率 A = (L?-L?)/L?×100%（L?為斷裂后標距）；

斷面收縮率 Z = (S?-S?)/S?×100%（S?為斷口橫截面積）。

2. 數據有效性驗證

若斷裂位置在標距端點 10mm 內，需重新測試；

對比同批次試樣數據，偏差超過 5% 時需分析原因（如試樣加工缺陷、裝樣偏心）。

五、設備維護與安全收尾

1. 日常維護步驟

清潔夾具：用酒精擦拭鉗口表面，去除金屬碎屑，涂抹防銹油；

引伸計保養：接觸式引伸計需校準后放入專用盒，避免磕碰；

液壓機特殊維護：更換液壓油（每年 1 次），檢查濾芯是否堵塞。

2. 安全注意事項

加載過程中禁止觸碰試樣或夾具，避免飛濺傷人；

大噸位試驗機（如 100kN 以上）需雙人操作，確保裝樣牢固；

試驗結束后切斷電源，關閉控制系統，填寫設備使用記錄。

六、典型錯誤與規避措施

總結

金屬拉伸試驗的操作核心在于 “精準控制與細節把控”，從試樣制備到數據解讀的每個環節都會影響結果可靠性。建議操作人員通過 GB/T 228.1 標準培訓，并定期進行設備期間核查（如每月用標準試樣驗證精度），以確保測試數據符合科研或質量控制要求。