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傳統(tǒng)的拉伸試驗(yàn)可得到試樣的彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、應(yīng)變硬化指數(shù)等，但需要破壞被測(cè)材料制作標(biāo)準(zhǔn)試樣。當(dāng)被測(cè)的塊體材料體積很小，試樣取樣困難時(shí)，常規(guī)的拉伸試驗(yàn)無(wú)法測(cè)得微區(qū)材料的力學(xué)性能，也難以精確地描述材料力學(xué)性能不均勻性的影響。

拉伸試驗(yàn)由于儀器使用環(huán)境以及試樣制作方面的限制，也不便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。

目前，材料微區(qū)力學(xué)性能的測(cè)試方法有硬度測(cè)量法、微拉伸試驗(yàn)、微沖壓試驗(yàn)、小試樣與有限元結(jié)合法、壓痕測(cè)試等。

應(yīng)用于宏觀尺度的壓痕測(cè)試儀器對(duì)測(cè)試環(huán)境要求比較低。對(duì)于球形壓頭，壓頭直徑可以達(dá)到1～2mm，測(cè)試結(jié)果受試樣表面狀況影響較小，此類設(shè)備實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的較少，主要用于實(shí)驗(yàn)室研究。但是這些設(shè)備要么測(cè)試功能單一，要么體積龐大，不易現(xiàn)場(chǎng)使用。

韓國(guó)的AIS系列壓痕測(cè)試儀是目前已知的最小型的宏觀壓痕測(cè)試裝置，將其用于測(cè)試API X80鋼攪拌摩擦焊焊接接頭微區(qū)性能，所得結(jié)果見圖2。與傳統(tǒng)的拉伸試驗(yàn)相比，AIS測(cè)試的結(jié)果誤差為±5%。

隨機(jī)選取了日常檢驗(yàn)的金屬材料試樣22個(gè)，分別進(jìn)行拉伸測(cè)試、壓痕微區(qū)力學(xué)性能測(cè)試，壓痕力學(xué)性能試樣為塊狀，一般為50mmX50mm，壓痕試驗(yàn)用試樣要求表面平整，然后，對(duì)壓痕試樣采用1200目砂紙對(duì)樣品表面進(jìn)行打磨，再次進(jìn)行壓痕微區(qū)力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見表1。

拉伸試驗(yàn)按照GB/T228.1-2010 《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》進(jìn)行，壓痕試驗(yàn)按照ISO/TR 29381：2008執(zhí)行。

表1. 抗拉強(qiáng)度的常規(guī)力學(xué)測(cè)試和壓痕測(cè)試結(jié)果表

從表1的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，傳統(tǒng)拉伸試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果符合所檢材料標(biāo)準(zhǔn)的要求的規(guī)定，而壓痕微區(qū)測(cè)定力學(xué)性能的抗拉強(qiáng)度值也符合所檢樣品的標(biāo)準(zhǔn)要求， 從這點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，兩種檢測(cè)方法所檢驗(yàn)金屬材料的抗拉強(qiáng)度均符合要求，壓痕微區(qū)的力學(xué)測(cè)定方法也可以用于力學(xué)性能的檢測(cè)。

另外， 壓痕微區(qū)力學(xué)性能的檢測(cè)只需要硬度試樣尺寸大小的樣品， 一般50mmX50mm即可，而傳統(tǒng)拉伸試樣需要準(zhǔn)備的大尺寸的試坯，一般為A4紙大小，還要考慮到樣品檢測(cè)有可能失效，保證可供加工2～3個(gè)試樣的樣坯， 同時(shí)還要保存留樣待查，機(jī)加工量大，時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)成品的破壞量大。

微區(qū)力學(xué)性能檢測(cè)完成以后， 還可以用于化學(xué)成分的光譜分析以及硬度檢驗(yàn)，測(cè)試樣可以直接作為留樣保存。因此微區(qū)壓痕力學(xué)性能的檢測(cè)為現(xiàn)場(chǎng)力學(xué)性能的檢測(cè)奠定了基礎(chǔ)，提供了可能。

對(duì)比打磨前后的壓痕微區(qū)力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果可以看出， 對(duì)于直接從原材料上割切的樣品， 壓痕微區(qū)表面是否進(jìn)行處理， 如打磨等，對(duì)抗拉強(qiáng)度的檢測(cè)結(jié)果的影響不是很大，均在標(biāo)準(zhǔn)要求的允許誤差范圍之內(nèi)。

如果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,可以增加試樣表面的打磨工序, 提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)來(lái)說(shuō)， 省一道工序， 就可以節(jié)省時(shí)間，提高效能。   

1. 金屬材料壓痕微區(qū)力學(xué)性能試驗(yàn)的抗拉強(qiáng)度與拉伸試驗(yàn)的抗拉強(qiáng)度，均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，壓痕微區(qū)力學(xué)性能測(cè)試可用于金屬材料力學(xué)性能的快速檢測(cè)。

2. 材料的表面狀態(tài)對(duì)金屬材料壓痕微區(qū)力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果影響不大，在實(shí)際試驗(yàn)中可以不對(duì)樣品表面進(jìn)行處理，從而提高檢測(cè)的效率。