金属材料的力学性能试验是评估其质量和适用性的关键手段，其中拉伸试验作为最常用的测试方法，能够系统反映材料在载荷作用下的力学响应特性。通过拉伸试验获得的力学性能参数，为工程材料选型、产品质量控制以及结构设计分析提供了重要的数据支撑。本研究选取三种典型金属材料——低碳钢Q235、合金钢Cr40和球墨铸铁，在常温条件下进行拉伸性能测试，以对比分析不同材料的力学行为特征。
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▲BOYI 2025-100ST电子万能材料试验机
一、试验部分
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样品及处理
本次试验，选取球墨铸铁材质的金属棒材拉伸试样，平行段直径d0：10mm，平行长度Lc：60mm，数量各3个。
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二、试验介绍
试样装夹：将标准试样牢固夹持于上下夹具中，并启用载荷零点保持功能以消除装夹预应力；
引伸计安装：将引伸计精确夹持于试样标距段中点，完成清零操作；
参数设置：在测试软件中预设金属拉伸试验程序，包括加载速率、控制模式切换条件等关键参数；
阶段控制：
弹性阶段：采用力/变形闭环控制确保线性加载；
屈服阶段：系统自动切换至应变控制模式；
塑性阶段：达到预设变形量后暂停采集，提示移除引伸计并转为横梁位移控制；
断裂判定：试验机实时监测载荷骤降信号，自动判定断裂并终止试验；
数据处理：软件自动生成载荷-位移曲线，计算关键力学参数并输出标准化试验报告。
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▲测试系统图（主机、夹具、引伸计）
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▲高精度应变片式轴向引伸计
(专用棒材V型夹持方式可适配不同尺寸的试样，且支持单手快速安装和移除；
后端弹簧可根据不同尺寸样品调整夹持力)
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▲试验软件金属拉伸功能设置界面，阶段转换设置，可实现自动识别及转换
三、结果与结论
3.1试验结果，详见下表2~4：
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3.2试验曲线，详见下图：
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3.3试验后试样状态，详见下图：
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01
从上(表2~4)数据以及(图8~10)试验曲线可以看出，拉伸曲线平滑连续，无松动打滑等异常现象，在三个不同阶段试验机可以自动转换，且转换的效果稳定平顺，无异常波动或者过冲现象。
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从图11~13可以看出，软件自带的曲线及数据分析能力十分强大，可以自动识别曲线上的各个特征点，自动得出弹性模量、屈服强度、规定塑性延伸等各种金属物性结果，彻底告别人工取点计算的繁琐工作，且确保数据准确可靠。
03
从图14应变速率曲线可以看出，试验机在进行应变控制时，试验机加载速度平稳，应变控制误差在设定值的20%之内，满足标准要求，试样受力稳定线性。
04
试验后所有样品断裂点均在试样平行部分，无夹持部位断裂或打滑等异常情况。Q235及Cr40试验后有明显颈缩现象，对应曲线的明显屈服平台。
05
从球墨铸铁的断面图片可以看出，断口平整光亮，呈人字或放射花样，属于脆性断裂现象与试验所得曲线吻合。
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试验机软件可以记录整个过程中完整的试验曲线，可以获取载荷、位移、变形等各项数据用于分析。
四、结论
试验结果充分证明，使用广州鲲鹏仪器有限公司的鲲鹏BOYI 2025-100ST电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具和高精度轴向引伸计组成的测试系统，完全符合《GB/T 228.1-2022金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》的技术要求，能够完美支持方法A1、A2及B等不同试验方法。该系统可精确完成各类金属板材、棒材的拉伸性能测试，其高精度数据采集和高采样率特性确保了测试数据的准确性与可靠性。
该试验系统为金属材料的技术进步提供了重要的测试手段，其稳定的性能表现不仅有助于企业提升产品研发效率和质量管理水平，更能为整个行业的标准化建设和规范化发展提供坚实的技术支撑和数据保障。这一测试解决方案的推广应用，将有效促进金属材料领域的技术创新与产业升级。
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