關于金屬室溫拉伸試驗方法A1、A2和B的區別
來源：天氏庫力 發布日期
2025-12-19 瀏覽：
一般來說，按照試驗速率的不同，試驗方法分為兩類，一類是方法A（基于應變速率的試驗速率）和方法B（基于應力速率的試驗速率）。而方法A根據類型的不同分為方法A1和方法A2。
方法A（基于應變速率的試驗速率）
那什么是基于應變速率的試驗方法？方法A1和方法A2又有什么區別呢？
簡單來講，方法A就是基于試樣的變形速率來測試的方法，也就是說該方法是基于試樣在試驗過程中的產生的應變（變形，可簡單的理解為變形量）來控制試驗速率的。
方法A1 - 基于引伸計的應變速率控制 (最高精度)：
控制方式：直接使用接觸式引伸計測量并實時控制試樣平行長度部分的真實應變速率。
優點：精度最高，能最真實地反映材料在設定應變速率下的性能（如屈服強度ReH/ReL），結果重復性和可比性最佳，符合現代高精度測試要求。
缺點：需要配備高精度引伸計和閉環控制系統，對設備要求最高。引伸計可能需要在屈服點后（超過規定塑性延伸強度Rp或最大力塑性延伸Ag）移除以防損壞。
適用場景：對屈服強度、彈性模量等性能測試精度要求極高的場合；科研；需要符合最新國際標準或高要求產品標準時。
方法A2 - 基于應力速率的應變速率控制 (良好的折中方案)：
控制方式：在彈性變形階段（直至預期上屈服點）控制應力速率。應力速率是根據彈性模量（E）和目標彈性段應變速率自動計算設定的。一旦檢測到材料開始屈服（通常基于應力-應變曲線斜率變化，如達到設定偏移量），系統會自動無縫切換到基于引伸計的應變速率控制（同A1）。
優點：在關鍵的上屈服點附近控制精度高（應力速率控制），并在塑性變形階段保持高精度（應變速率控制）。避免了在彈性段使用引伸計可能帶來的振動干擾，同時保證了屈服后性能測試的準確性。是對精度和設備要求的一個較好平衡。
缺點：仍需配備引伸計用于塑性階段控制，設備要求低于A1但高于B。需要設備具備自動切換功能。
適用場景：兼顧精度和操作性的常用選擇，尤其適用于需要準確測定上屈服強度ReH的場合；推薦優先選用。、
方法A1閉環，應變速率（Le）是基于引伸計的反饋而得到。也就是說，試驗的過程中，拉伸機控制測試速率，而引伸計在檢測變形的過程中同時計算應變和應變速率，將應變速率反饋給計算機控制系統，由計算機根據設定判定是否需要修正試驗速率，基于這樣的計算機+引伸計雙向過程形成閉環測試。
方法A2開環，應變速率（Lc）是根據平行長度估計的，即通過控制平行長度與需要的應變速率相乘得到的橫梁位移速率來實現。其公式如下：
也就是說，方法A2的應變速率是估計出來的，試樣的平行長度越長，測試時橫梁位移速度越快，其呈正比關系。
標準中一般提供了測試不同性能所選擇的范圍，同時也提供了推薦范圍，試驗過程中根據需要合理選擇即可。
測試上屈服強度（ReH）和規定延伸強度（Rp、Rt）時的應變速率：
測定下屈服強度（ReL）和屈服點延伸率（Ae）的應變速率:
測定抗拉強度（Rm）、斷后伸長率（A）、最大力下的總延伸率（Agt）、最大力下的塑性延伸率（Ag）和斷面收縮率（Z）的應變速率:
一般，如果材料展示出不連續屈服或鋸齒狀屈服或發生縮頸時，力值能保持名義的恒定，應變速率Le和應變速率Lc大致相等；如果材料顯示出均勻變形能力，兩種速率之間會存在不同，隨著力值的增加，試驗機系統的柔度可能會導致實際的應變速率明顯低于應變速率的設定值。
方法A旨在減小測定應變速率敏感參數時試驗速率的變化和減小試驗結果的測量不確定度。由于材料的應變速率敏感性經常未知，最佳使用方法為方法A。
方法B（基于應力速率的試驗速率）
習慣上，方法B被稱為橫梁位移法。標準中方法B的意圖并非是保持恒定的應力速率或閉環載荷控制的應力速率控制去測定屈服性能，而只是設定橫梁位移速率以實現在彈性區域的目標應力速率。當被測試樣開始屈服時，應力速率減小，甚至當試樣發生不連續屈服時可能變成負值。企圖在屈服過程中保持一個恒定的應力速率需要試驗機運行到一個相當高的速率，在大多數情況下是不現實的也是不需要的。
測試不同性能所選擇的應力速率或應變速率范圍如下：
測試上屈服強度（ReH）試驗機橫梁位移速率應盡可能保持恒定，并使相應的應力速率在如下規定的范圍內。
應力速率
根據材料的彈性模量E確定其應力速率的范圍，一般來說，彈性模量小于150 GPa的典型材料包括錳、鋁合金、銅和鈦。彈性模量大于150 GPa的典型材料包括鐵、鋼、鎢和鎳基合金。
測試下屈服強度（ReL）如僅測定下屈服強度，在試樣平行長度的屈服期間應變速率應在0.000 25/s~0.002 5/s之間，平行長度內的應變速率應盡可能保持恒定。如不能直接調節這一應變速率，應通過調節屈服即將開始前的應力速率來調整，在屈服完成之前不再調節試驗機的控制。
無論如何，在彈性范圍內的應力速率不應超過上表所示的應力速率。
如在同一試驗中既測定上屈服強度又測定下屈服強度，則應該以下屈服強度的測定條件進行設定。
測試規定塑性延伸強度（Rp）、規定總延伸強度（Rt）和規定殘余延伸強度（Rr）在彈性范圍試驗機的橫梁位移速率應在上表規定的應力速率范圍內，并盡可能保持恒定。直至規定強度（規定塑性延伸強度、規定總延伸強度和規定殘余延伸強度）此橫梁位移速率應保持任何情況下應變速率不應超過0.0025s-1。
測定抗拉強度（Rm）、斷后伸長率（A）、最大力總延伸率（Agt）、最大力塑性延伸率（Ag）和斷面收縮率（Z）的試驗速率測定屈服強度或塑性延伸強度后，試驗速率可以增加到不大于0.008s-1的應變速率（或等效的橫梁位移速率）。如果僅需要測定材料的抗拉強度，在整個試驗過程中可選取不超過0.008s-1的單一試驗速率。
橫梁位移速率如試驗機無能力測量或控制應變速率，應采用等效于表3規定的應力速率的試驗機橫梁位移速率，直至屈服完成。
傳統的方法B是在拉伸試驗機還沒有反饋控制功能時候形成的，沒有反饋功能的拉伸試驗機很難精確控制拉伸速率，所以規定的速率范圍很寬，上限是下限速率的10倍，這樣雖然滿足了標準可執行性的要求，但是也造成了采用不同速率的測量結果存在偏差的缺點。
一般來說，彈性段速率不會影響測量結果，屈服段的速率才會影響測量結果。
常用的不同的方法測試不同性能的總結
常用的不同的方法測試不同性能的總結（其中方法B彈性范圍的應變速率根據應力速率和使用210 GPa彈性模量計算）
試驗條件的表示
為了用簡單的形式報告試驗控制模式和試驗速率，可以使用下列縮寫的表示形式： GB/T 228.1 Annn或GB/T 228.1 Bn
這里“A”定義為使用方法A（基于應變速率的控制模式），“B”定義為使用方法B（基于應力速率的控制模式）。方法A中的符號“nnn”是指每個試驗階段所用速率；方法B中的符號“n”是指在彈性階段所選取的應力速率。
示例1：GB/T 228.1 A224 定義試驗為基于應變速率的控制模式，不同階段的試驗速率范圍分別為2，2和4。
示例2：GB/T 228.1 B30 定義試驗為基于應力速率的控制模式，試驗的名義應力速率為30 MPa.s-1。
示例3：GB/T 228.1 B 定義試驗為基于應力速率的控制模式，試驗的名義應力速率符合表3。
總之，應根據需要合理選擇試驗方法，以滿足測試準確性的要求。
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