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眾所周知，拉伸金屬材料(尤其是黑色金屬)的過程通常包括四個(gè)階段，分別是彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段以及頸縮和斷裂階段。每個(gè)階段都具有獨(dú)特的力學(xué)性能特征。接下來(lái)，我們將詳細(xì)介紹這四個(gè)階段。

一、 彈性階段

在此階段中，拉力試驗(yàn)機(jī)的拉力和伸長(zhǎng)成正比關(guān)系，表明鋼材的應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)榫€性關(guān)系，完全遵循胡克定律。若當(dāng)應(yīng)力繼續(xù)增加到C點(diǎn)時(shí)，應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系不再是線性關(guān)系，但變形仍然是彈性的，即卸除拉力后變形完全消失。它是控制材料在彈性變形范圍內(nèi)工作的有效指標(biāo)，在工程上有實(shí)用價(jià)值。

二、 屈服階段

當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限到達(dá)鋸齒狀曲線時(shí)，這時(shí)試驗(yàn)力不再增加，有時(shí)還下降。這種現(xiàn)象表明試樣在承受的拉力不繼續(xù)增加或稍微減少的情況下變形卻繼續(xù)伸長(zhǎng)，稱為材料的屈服，其應(yīng)力稱為屈服點(diǎn)(屈服應(yīng)力)，力(Fsu上屈服力)或不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)(不計(jì)載荷首次下降的點(diǎn))時(shí)的小力(FsL下屈服力)，分別所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為上、下屈服點(diǎn)。顯示器顯示的小載荷(次下降后的小載荷)即為屈服載荷Fs。工程中一般只求下屈服點(diǎn)，屈服應(yīng)力是衡量材料強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)。

三、 強(qiáng)化階段

過了屈服階段以后，試樣材料因塑性變形其內(nèi)部晶體組織結(jié)構(gòu)重新得到了調(diào)整，其抵抗變形的能力有所增強(qiáng)，隨著拉力的增加，伸長(zhǎng)變形也隨之增加，拉伸曲線繼續(xù)上升，此線段稱為強(qiáng)化階段，隨著塑性變形量的增大，材料的力學(xué)性能發(fā)生變化，即材料的變形抵抗力提高，塑性降低。在強(qiáng)化階段卸載，彈性變形會(huì)隨之消失，塑性變形將會(huì)保留下來(lái)。當(dāng)拉力增加，拉伸曲線到達(dá)頂點(diǎn)E時(shí)，這時(shí)的試驗(yàn)力為拉力Fm，由此可求得材料的抗拉強(qiáng)度，它也是材料強(qiáng)度性能的重要指標(biāo)。

四、 頸縮和斷裂階段

對(duì)于塑性材料來(lái)說，在承受拉力Fm以前，試樣發(fā)生的變形各處基本上是均勻的。在達(dá)到Fm以后，變形主要集中于試樣的某一局部區(qū)域，該處橫截面面積急劇減小，這種現(xiàn)象即是“頸縮”現(xiàn)象，此時(shí)拉力隨著下降，直至試樣被拉斷，其斷口形狀呈碗狀。

這四個(gè)階段可以在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)力-變形(或應(yīng)力-應(yīng)變)曲線上清晰地觀察到，并且可以通過這些曲線計(jì)算材料的各種力學(xué)性能參數(shù)。還可以衍生出試驗(yàn)力-位移曲線、變形-時(shí)間曲線等其他曲線來(lái)進(jìn)一步分析。