近期经常有客户向《特钢100秒》反映进口材料在国内复检时伸长率相差太大，例如哈氏合金C276的反馈就存在问题，国外材料证书显示EL伸长率在60%以上，但国内检测机构出的结果只有32~38%，难免让人对材料结果产生怀疑。此前也有钛板用户反映检测出的伸长率远高于材料单次伸长率值。
天热了，大家喝点水消消暑吧，让《特钢100秒》的编辑用专家信息和经典之作，给大家讲解试样制备、标距差、截面法、设备、制备工艺等诸多方面。
样本
1.1 拉伸试样制备
关于拉伸试样的尺寸和试样的取样位置，国家标准和ASTM
E8/E8M之间还是存在很多差异的。
GB228金属材料拉伸试样通常根据产品特点制作，平行长度试样，按截面形状分为矩形、圆形和异形（例如多边形、管状）三类。
厚度0.1mm～3mm的薄板、薄带拉伸试样均为全截面矩形试样，可采用比例试样和非比例试样。比例试样又可分为短比例试样（k=5.65）和长比例试样（k=11.3），当二者均可采用时，应优先采用短比例试样。对于宽度小于或等于20mm的金属制品，试样宽度可与制品宽度相同。对于宽度大于20mm的金属制品，拉伸试样宽度应加工成10mm、12.5mm、15mm、20mm（非比例试样为12.5mm和20mm）6个不同尺寸。
厚度大于或等于3mm的板材、扁平材和直径、厚度大于或等于4mm的线材、棒材和型材的拉伸试样可以是矩形截面或圆形截面，可采用比例试样和非比例试样。比例试样又可分为短比例试样（k=5.65）和长比例试样（k=11.3），当二者均可采用时，应先采用短比例试样（见GB/T 228附录B）。金属材料拉伸试样一般情况下采用全截面试样。当直径或厚度大于25mm，试验设备能力不足时，可采用机械加工减薄制成比例试样。矩形截面试样建议宽厚比不宜大于8:1；圆形截面试样平行长度方向的直径不应小于3mm。
直径和厚度小于4mm的线材、棒材和型材的拉伸试样应为未经机械加工的全截面矩形非比例试样。
ASTM E8/E8M与A370标准均要求尽可能采用全厚度或全截面试样，并规定了3种矩形截面试样和5种圆形截面试样可供选择。
矩形截面试样均为板材拉伸试样，适用于薄板、带材、扁线材及板材。与GB/228中的矩形试样相比，最大的特点是尺寸规格少，只有3种，且为定长试样，无比例和非比例试样。宽度40mm的试样适用于厚度≥5mm的板材，宽度12.5mm的试样适用于厚度≤19mm的板材，宽度6mm的试样适用于厚度≤6mm的板材。E8、A370没有规定板材试样适用的产品厚度的上限，但标准中的矩形试样均为金属产品的全厚度试样。因此，若产品无特别规定，则可根据试验机的能力确定板材试样的最大厚度。 宽度40mm和12.5mm的试件为标准矩形试件，只有当金属制品尺寸无法制成标准试件时，才可使用宽度为6mm的小试件。
圆形横截面试样。在 ASTM E8 中，标准提供了英制和公制单位试样标准。
1.2 样品标距长度
各位，《特种钢100秒》提醒大家：看这个栏目一定要睁大眼睛，因为结果差别很大。
用拉伸前试样的标距长度来确定金属材料的伸长率，以表征金属制品的弹塑性变形能力。
GB/228标准附录A至附录C中规定，厚度不小于3mm的板材、扁平材、直径、厚度大于4mm的线材、棒材、型材及厚度0.1mm至0.3mm的薄板、薄带的拉伸试验试样可选用比例或非比例计。比例计L0=KS0' type="#_x0000_t75">，k为比例系数，其中短比k=5.65，长比k=11.3，计算值四舍五入为5mm的整数倍。试样优先采用短比例计，若标距长度≤15mm时，应采用长比例计，若仍不能满足要求，则应采用非比例计。直径、厚度小于4mm的线材、棒材、型材拉伸试验试样只采用非比例计。
在ASTM E8/E8M标准中，矩形截面试样无论采用公制还是英制单位，均采用非比例固定标距长度；圆形截面试样和不需要机械加工的圆形全截面试样采用比例标距长度，且采用公制和英制单位时标距长度不一致。公制单位标准中试样的标距长度为G=5D，英制单位标准中试样的标距长度为G=4D。按ASTM标准评定的产品（除非另有规定），圆形试样的伸长率是针对G=4D试样，因此与中国GB/228标准中的伸长率测定有很大区别。A370与E8/E8M对机械加工试样的标距长度规定基本相同，但在其标准第8.2条中规定，当采用全截面试样时，如产品标准未另有规定，标距长度应按8英寸（200mm）测量。 因此在对产品进行检测时，应注意产品标准对使用测试方法的具体规定，若未增加规定，则遵循通用标准E8/E8M较为合适。
1.3 试件原始横截面积的确定
GB/T228标准中试件原始截面的确定,应按表3计算,至少保留4位有效数字。
在ASTM E8/E8M和A370标准中，为保证试样断裂位置在标距长度范围内，允许试样平行截面由两端向中间逐渐减小，形成锥度，但此锥度不应大于1%，因此试样原始横截面测量只需在试样标距长度中心处测量，并按照S0=πd2或S0=ab计算即可。
1.4 检测设备和测量设备
1.4.1 试验机
中、美标准均要求试验机准确度为1级或优于1级，试验前须按照GB/T16825进行检验；美标则按照ASTM E4进行检验，要求示值误差不大于±1%。
1.4.2 引伸计
国家标准规定引伸计应符合GB/T 12160的要求，美国标准应符合ASTM E83的要求。在测量金属材料性能时，所选用的引伸计的精度等级如表4所示。从表中可以看出，在测量同样的性能指标时，美国标准对引伸计的等级要求要高于国家标准。
1.5 试验控制流程
1.5.1室温拉伸试验的温度控制
GB/228标准中规定室温范围为10～35℃；E8/E8M标准中规定室温范围为10～38℃；虽然A370没有规定室温范围，但是多数金属产品标准和焊接规程在引用370时，通常要求拉伸试验温度不低于10℃。因此实际操作中可按照E8/E8M进行控制。
1.5.2 测试速率控制
GB/228标准中试验速率有三种控制方法：应力速率（N/mm2·S-1）、应变速率（m/m·S-1）、试验机夹头分离速率。拉伸试验时，在弹性阶段采用应力速率控制法，在接近屈服时应过渡到应变控制。平行长度内的应变应尽可能保持恒定。屈服完成后，方可调整应变速率，直至试样断裂。若试验机无应变控制系统，则从屈服开始到屈服完成，不再调整试样机油门。屈服完成后，再调整应力速率，直至试样断裂。除产品标准另有规定外，试验速率应符合表5的要求。
E8/E8M、A370标准中除应力速率、应变速率、试验机夹头分离速率三种方法外，还有试验时间和空载横穿速率。在ASTM标准体系中，试样速度控制方法和试样速度范围的选择由产品标准负责。当产品标准或规范中没有规定时，可采用E8/E8M、A370标准中的试验速率。除非产品标准另有规定，试验速率应符合表5的要求。
E8/E8M测定屈服性能时，要求从达到规定屈服强度的一半或抗拉强度的四分之一时起，直至屈服结束，应力速率必须控制在1.15~11.5N/mm2·S-1。实际操作中，当试样开始屈服时，应力速率不断降低，甚至出现负值。要维持此应力速率，必须将试验机油门开得很大，这样会造成屈服强度过高，显然是不切实际的。而A370标准规定要控制应变速率(0.0001~0001/S)，因此试验时可以以A370为参考。与GB/228标准相比美标钢结构验收规范，E8/E8M和A370测定屈服性能的试验速率略低；测定抗拉强度的应变速率为0.0008~0.008/s，而GB/228标准中没有下限要求。
1.6 屈服特性测定
GB/228与E8/E8M中屈服特性的测定方法基本相同，主要采用以下4种方法。
图解法：主要用于测定上、下屈服强度。试验时，记录力-伸长或力-位移曲线，从图中读出力首次下降前的最大力（上屈服强度）和忽略初始瞬时效应时屈服阶段的最小力（下屈服强度）。如能用计算机自动记录，则不必画曲线。
指针法：试验从测力板上读出力首次下降前的最大力（上屈服强度）和不考虑初始瞬时效应时屈服阶段的最小力（下屈服强度）。如果能用计算机自动记录，这种方法实际上记录的是力-时间曲线。在E8/E8M标准中称为“力停止法”，规定只能测上屈服强度。
非比例延伸法：在E8/E8M标准中称为“偏移法”，与GB/228规定的非比例延伸强度测定方法一致。此法主要用于测定屈服强度不明确的材料，通常规定用非比例延伸率0.2%对应的平行线与曲线交点的强度来表示材料的屈服强度，如Rp0.2。
总伸长率法：在E8/E8M标准中称为“载荷下总伸长率法”，与GB/228规定的测定总伸长强度（Rt）的方法一致，通常规定用总伸长量的0.5%所对应的平行线与曲线交点的强度来表示材料的屈服强度，如Rt0.5。
1.6.1 拉伸强度的测定
抗拉强度是指试件所能承受的最大破坏荷载，中、美标准对抗拉强度的测定要求完全相同。
1.6.2 伸长率的测定
GB/228标准规定了断后伸长率、断裂总伸长率、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率、屈服点伸长率五种测定类型。我国金属制品通常以断后伸长率进行产品评定。E8/E8M仅规定了断后伸长率的测定方法，与GB/228基本相同，但在断裂位置的规定上略有不同。
GB/228要求断裂位置需大于标距末端距离的三分之一，结果才有效；E8/E8M标准要求大于四分之一。当断裂位置不符合要求时，仍应继续测量，若结果大于或等于产品技术要求，结果有效；若不能满足，GB/228标准也可以采用位移法测量，而E8/E8M标准不能采用位移法测量，需重新取样。断裂后标距长度测量精度应符合表6的要求。
1.7 测试结果的修约
拉伸试验数据的修约主要涉及强度、伸长率和断后伸长率。中美标准对性能结果数值修约间隔的规定略有差异（见表7）。GB/228标准规定的修约间隔相对较小，E8/E8M和A370对断后伸长率的修约间隔差异较大，均按产品标准规定的试验标准执行。关于修约规则，GB/228按照GB8170《数值修约规则》执行：E8/E8M和A370按照AETM E29修约规则执行；两者方法一致。
1.8 复审与裁定
当拉伸试验结果不符合产品技术要求时，中、美产品标准均允许对产品进行复验，但复验的条件和要求并不完全相同。中、美标准中复验的条件和要求由产品标准给出或规定。我国大部分金属产品标准规定按GB/T 17505《钢及钢产品交货通用技术条件》执行，该标准规定，若任一试验结果不符合标准要求，应从同一批产品中抽取双份试样对不合格项进行复验，复验结果中若任一试样仍不合格，则判整批产品不合格。美标金属产品中，如ASTM A615/A615M《钢材及钢制品交货通用技术条件》
《混凝土钢筋用异形和普通碳素钢钢筋标准规范》规定，若抗拉强度低于标准值2000psi（约14MPa）、屈服强度低于标准值1000psi（约7MPa）、伸长率低于标准值296，则允许复验，并从同一批产品中抽取双份样品对不合格项目进行复验。复验结果中若有任意样品仍不合格，则判定整批产品不合格。此复验条件在美国标准中其他钢材产品中也有类似规定，如碳素结构钢、低合金高强度钢产品等，但中国标准中没有此规定。另外，若样品制备和检测过程正常，美国标准最多允许复验两次，而我国只允许复验一次。
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相关数值及解释来自以下来源（必要时回复“stretch”）：
GB/T228金属材料拉伸试验方法
ASTM E8/E8M 金属材料拉伸试验方法
附录：ASTM E8 对试样的要求和注意事项
适用范围：以上为标准薄板型试样，此试样用于试验公称厚度为0.13mm至19mm的薄板、板材、扁线、带材、棒材、环材、矩形材及型材等金属材料。
请相关人员仔细阅读以下内容：
注 1—对于宽度为 40 毫米的试样，应在试样上和减小部分宽度内的平面或边缘上做标记，以确定断裂后的伸长率。标记可以由相距 25 毫米的一组九个或更多点组成，也可以由相距 200 毫米的一对或更多点组成。
注 2—当不需要测量 40 毫米宽的试样的伸长率时，可以使用 75 毫米的最小压缩长度 (A)，其他尺寸与扁平试样相同。
注 3—对于三种尺寸的试样，减小部分两端的宽度差分别不得超过 0.10、0.05 或 0.02 毫米。宽度也可以从两端向中心逐渐减小，但每端的宽度不得超过中心宽度的 1%。
注 4—如有必要，三种尺寸的试样均可采用较小的宽度（W 和 C）。在这种情况下，减小部分的宽度应与试验材料允许的宽度相同，但除非另有规定，否则当使用较窄的试样时，产品规范的伸长率要求将不适用。
注 5—尺寸 T 是适用材料规范规定的试样厚度。宽度为 40 毫米的试样的最小厚度应为 5 毫米，宽度为 12.5 毫米和 6 毫米的试样的最大厚度分别为 19 毫米和 6 毫米。
注 6—对于宽度为 40 mm 的试样，当使用轮廓切削刀具加工缩减部分时，抗拉强度低于 690 MPa 的钢试样的缩减部分末端允许有 13 mm 的最小过渡半径。
注 7—所示尺寸为建议的最小值。确定最小长度时，固定装置不得处于尺寸 A 和 B 之间的过渡中。请参阅注 9。
注 8—对于宽度为 6 毫米的样本，为帮助施加轴向载荷，总长度应尽可能大，材料允许的最大长度为 200 毫米。
注 9—如果可能，最好使夹具足够长，使样品能够延伸超过夹具长度的三分之二。如果 12.5 毫米宽的样品厚度超过 10 毫米，则可能需要更长的夹具和相应更长的夹具，以防止样品在夹具中断裂。
注 10—对于三种尺寸的样品，样品的末端应关于减小的宽度的中心线对称，对称度分别在 2.5、0.25 和 0.13 毫米以内；但是，对于仲裁试验以及当产品规范有要求时，宽度为 12.5 毫米的样品的末端应在 0.2 毫米以内对称。
注 11—对于每个样本，所有过渡半径之间的误差应在 1.25 毫米以内，并且特定末端的两个过渡半径的中心之间的误差应固定在 2.5 毫米以内（垂直于中心线）。
注 12—除仲裁试验外，允许使用整个长度上平行边的试样，前提是：(a) 使用公差上限；(b) 有足够的标记来确定伸长率；(c) 使用合适的引伸计来确定屈服强度。如果在距离夹紧装置一端 2W 的距离内发生故障，则确定的拉伸强度可能不代表材料性能。在验收试验中，如果性能满足规定的最低要求，则无需重新测试。但是，如果性能低于最低要求美标钢结构验收规范，则测试被拒绝，并应重新进行测试。
