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抗拉強(qiáng)度及拉斷伸長率檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-17 15:04:37 更新時(shí)間：2025-08-16 15:04:37

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

抗拉強(qiáng)度及拉斷伸長率檢測概述

抗拉強(qiáng)度及拉斷伸長率是評價(jià)材料力學(xué)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，尤其在橡膠、塑料、纖維、金屬、復(fù)合材料等工業(yè)領(lǐng)域中具有重要意義?？估瓘?qiáng)度反映了材料在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力，而拉斷伸長率則衡量材料在斷裂前的延展能力，二者共同決定了材料在實(shí)際使用中的可靠性與耐久性。在航空航天、汽車制造、建筑建材、紡織服裝以及醫(yī)療器械等行業(yè)中，材料的抗拉性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性、使用壽命和功能表現(xiàn)。因此，科學(xué)、準(zhǔn)確地進(jìn)行抗拉強(qiáng)度及拉斷伸長率的檢測，是產(chǎn)品質(zhì)量控制與研發(fā)創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)。為確保檢測結(jié)果的可比性與權(quán)威性，必須依據(jù)統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)，采用高精度的檢測儀器，并規(guī)范操作流程。本文將系統(tǒng)介紹抗拉強(qiáng)度及拉斷伸長率的檢測項(xiàng)目、常用檢測儀器、實(shí)施方法以及相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，為相關(guān)企業(yè)與檢測機(jī)構(gòu)提供技術(shù)參考。

檢測項(xiàng)目

抗拉強(qiáng)度檢測主要評估材料在單軸拉伸載荷作用下抵抗斷裂的能力，通常以單位面積上所能承受的最大拉力表示，單位為MPa（兆帕）或N/mm2。拉斷伸長率則是指試樣在拉伸至斷裂時(shí)，其長度相對于原始長度的增加百分比，以%表示。該指標(biāo)反映了材料的塑性和延展性。在實(shí)際檢測中，這兩個(gè)項(xiàng)目通常作為一組進(jìn)行測試，尤其適用于彈性體材料如橡膠、熱塑性彈性體（TPE）、聚氨酯等。此外，某些標(biāo)準(zhǔn)還要求測定屈服強(qiáng)度、斷裂能、應(yīng)力-應(yīng)變曲線等附加參數(shù)，以全面評估材料的力學(xué)行為。

檢測儀器

抗拉強(qiáng)度與拉斷伸長率檢測主要依賴于電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)（Universal Testing Machine, UTM）。該儀器通過伺服電機(jī)驅(qū)動橫梁移動，實(shí)現(xiàn)對試樣施加精確的拉伸載荷，并通過高精度傳感器實(shí)時(shí)采集載荷與位移數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代電子萬能試驗(yàn)機(jī)通常配備計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及專用軟件，可自動繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并自動計(jì)算抗拉強(qiáng)度、拉斷伸長率等參數(shù)。此外，夾具系統(tǒng)也是關(guān)鍵組件，需根據(jù)試樣形狀（如啞鈴形、條形、環(huán)形等）選擇合適夾具（如楔形夾具、氣動夾具、滾輪夾具），以確保試樣受力均勻，避免滑移或夾持損傷。部分高端設(shè)備還集成紅外測溫、視頻引伸計(jì)等功能，用于實(shí)現(xiàn)非接觸式位移測量，提高測試精度。

檢測方法

抗拉強(qiáng)度及拉斷伸長率的檢測通常遵循標(biāo)準(zhǔn)化的試樣制備與測試流程。首先，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)裁切試樣，常見試樣形狀包括ISO 37標(biāo)準(zhǔn)中的啞鈴形試樣（Type 1、Type 2）或ASTM D412中的Type A、Type B試樣。試樣需在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（溫度23±2℃，相對濕度50±5%）下調(diào)節(jié)至少4小時(shí)，以消除環(huán)境溫濕度對性能的影響。測試時(shí)，將試樣夾持于試驗(yàn)機(jī)上下夾具中，設(shè)定拉伸速度（如500 mm/min或200 mm/min，依標(biāo)準(zhǔn)而定），啟動試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸，直至試樣斷裂。系統(tǒng)自動記錄最大載荷及斷裂時(shí)的標(biāo)距伸長量，進(jìn)而計(jì)算抗拉強(qiáng)度（σ = F_max / A?，其中F_max為最大拉力，A?為原始橫截面積）和拉斷伸長率（ε = (L_f - L?) / L? × 100%，其中L_f為斷裂時(shí)標(biāo)距長度，L?為原始標(biāo)距長度）。為提高結(jié)果的可靠性，通常需測試至少3個(gè)試樣并取平均值。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

抗拉強(qiáng)度與拉斷伸長率的檢測需依據(jù)國際或國家發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以確保測試結(jié)果的可比性與權(quán)威性。常見的檢測標(biāo)準(zhǔn)包括：

ISO 37:2017 —— 橡膠或塑料材料拉伸性能的測定，適用于橡膠、熱塑性彈性體等材料；
ASTM D412 —— 橡膠拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)測試方法，廣泛用于美國及北美地區(qū)；
GB/T 528-2009 —— 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定，中國國家標(biāo)準(zhǔn)；
ISO 10993-5 —— 生物醫(yī)學(xué)材料細(xì)胞毒性評價(jià)中涉及的材料力學(xué)性能測試參考標(biāo)準(zhǔn)；
GB/T 1040.3-2006 —— 塑料拉伸性能的測定第3部分：薄膜和薄片的測試方法。

不同行業(yè)與材料類型可能適用不同的標(biāo)準(zhǔn)，檢測機(jī)構(gòu)在開展測試前應(yīng)明確適用標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按照其要求進(jìn)行試樣制備、測試條件設(shè)定與結(jié)果判定。