万能材料试验机测得的延伸率和伸长率是材料拉伸试验中两个密切相关但含义不同的概念,它们的主要区别在于测量的阶段和方式。以下是详细解释:
1.延伸率(Elongation)
- 定义:材料在拉伸过程中某一时刻的伸长量与原标距长度的比值,通常用于描述弹性或塑性变形阶段的连续变形过程。
- 测量方式:
- 使用引伸计实时测量试样标距内的变形。
- 反映的是局部变形(标距范围内)的精确变化,尤其在屈服阶段和均匀塑性变形阶段。
- 特点:
- 是一个过程量,可实时记录应力-应变曲线。
- 常用于计算材料的弹性模量、屈服点、均匀塑性变形等性能参数。
2.伸长率(Percentage Elongation after Fracture)
- 定义:材料断裂后,断口处拼接后的总伸长量与原标距长度的比值,描述的是断裂后的塑性变形能力。
- 测量方式:
- 试验后将断裂试样拼接,直接测量断后标距 \(L_u\)。
- 反映的是整体变形能力(包括颈缩区的集中变形)。
- 特点:万能材料试验机
- 是一个结果量,用于评价材料的塑性指标。
- 是工程中常用的材料延性判断依据(如钢材的断后伸长率)。
核心区别对比
项目 | 延伸率 | 伸长率 |
测量阶段 | 拉伸过程中(实时) | 断裂后(最终结果) |
测量工具 | 引伸计(精确局部测量) | 尺具(手工测量断后标距) |
反映性能 | 变形过程(弹性/均匀塑性) | 最终塑性变形能力(含颈缩) |
应用 | 分析材料本构关系、屈服行为 | 评价材料延性、质量标准验收 |
数值范围 | 通常小于或等于伸长率(不含颈缩集中变形) | 包含均匀变形与颈缩变形 |
示例说明
以低碳钢拉伸试验为例:
- 延伸率:通过引伸计记录屈服点时的延伸率(约0.2%塑性应变),或额定力时的均匀塑性延伸率。
- 伸长率:试验后测量断后标距,计算得到的总伸长率(可能超过20%,包含颈缩区域的集中变形)。
工程意义
- 延伸率:更适用于科学研究或精确分析材料变形机理。
- 伸长率:是工程设计和材料验收的直接指标(如GB/T 228、ASTM E8标准中规定的“断后伸长率")。
注意事项
- 部分场合中“延伸率"可能被泛化使用,需根据上下文判断具体含义。
- 现代试验机软件常直接输出“断裂总延伸率"(即伸长率),需注意区分数据来源。
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