Tensile機械性質分析設備

將試桿裝在萬能試驗機夾頭上，然後打開油壓系統施以荷重，則隨著荷重的增加，試桿會逐漸伸長，經過儀器自動的繪圖紀錄，所以的荷重－伸長曲線，由下我們可以得到以下各種的數據和資料。
 

 
 
1.比例限(proportional　limit)
此為材料能維持荷重與伸長量成正比關係的最大應力。從圖中，我們可看出當荷重再Ｐ點以下時，荷重與伸長量成正比關係。在比例限內，荷重與伸長量係依虎克定律而變化。此Ｐ點之荷重Ｐ_p除以試桿原斷面積Ａ_o所得之值稱之為比例限。

比例限＝ PP/A0 (㎏/㎜²)

2.彈性限(elastic limit)
此為材料所能承受拉力而不呈現永久變形之最大應力。如圖曲線所示，當荷重不超過Ｅ點，則荷重除去後，試桿仍會恢復原狀，亦即無永久變形之發生。此重受到Ｅ點以下的荷重時所發生的變形，稱為彈性變形；Ｅ點的荷重Ｐ_E除以試桿的原斷面積Ａ_O所得之值稱之為彈性限。
 
彈性限＝ PE /A0(㎏/㎜²)材料之彈性限，再工程設計上是一種的參數，但由於量測不易，故常以降伏強度來代替彈性限。

3.彈性係數（modulus of elasticity）
彈性係數亦稱為楊氏係數，彈性係數是表示材料剛性的參數，其之愈高，則材料愈堅韌，抵抗軸向變形之能力也就愈大。設應力為σ，應變為ε，則：
 
彈性係數Ｅ＝ σ/ε (㎏/㎜²)

4.降伏點（yield point）
如圖所示，當荷眾超過比例限Ｐ點以後，荷重－伸長量曲線不在成正比，而過了Ｙ₁點，荷重會由Ｙ₁點突然降至Ｙ₂點，然後再某一時間內，荷重在Ｙ₂點附近上下變動，試桿亦同時在Ｙ₂點與Ｙ₃點間發生較大的伸長量變化，此種現象稱為降伏，Ｙ₁點稱為上降伏點，Ｙ₂點稱為下降伏點。降伏現象發生時，試桿之一部分會出現塑性變形之區域，通常叫做Luder氏線（Ｌuder，s  band），隨著降伏的繼續進行，此Band會逐漸擴展，到達Y₃點時，此Band擴展到試片全面，降伏現象亦隨之結束，然後試桿開始進入應變硬化區域。降伏之產生乃因原子平面的滑動所造成，此時差排脫離C、N等不純物所產生的應立場，開始移動而產生朔性變形，故發生降伏現象。

5.降伏強度（yield strength）
降伏點的荷重除以試桿原來的斷面積，稱為降伏強度。由於Y₂與Y₃間的荷重不穩定，通常以上降伏點Y₁點之荷重P_Y1除以試桿之原斷面積A₀，代表材料之降幅強度。
降伏強度σ_Y= P _Y1/A0（Kg/㎜²）降伏點僅在未受硬化，熱作過的鋼料及少數非鐵合金上發生，至於大多數的金屬材料，在荷重－伸長量曲線上並無明顯的降伏點，此時降伏強度可以由以下三種方法求得：
(1) 針暫停法：
當儀表上的荷重第一次暫停時，讀取荷重，以此荷重除以試桿之原面積A₀，既為降伏強度。

(2) 0.2﹪橫距法（off-set yield strength method）：
此法採用試桿的永久變形（伸長量）達到某一預定數值的應力，做為降伏強度，永久變形伸長量通常是取標距長度0.2 ﹪，如圖（a）所示，從M點繪一與彈性比例直線OA平行之直線MB，與荷重－伸長量曲線交於Ｙ點，以此點之應力做為降伏點，則：
 
降伏強度σ_Y＝ P_Y/A0　（kg∕mm²）
 

 
 
降伏強度，亦可以由應力－應變圖上求得，如圖（ｂ）所示。假定試桿標距為100㎜，則0.2﹪變形量為0.2ｍｍ，此值太小，根本無法在一般未經放大的荷重－伸長量曲線上畫平行線，所以要以0.2﹪橫距法求降伏強度，必須先在試桿上裝置伸長計，然後再經過放大器將圖形放大數十乃至數千倍，才有辦法求得降伏強度，
(3) 0.5 ﹪全應變法此為ＡＳＴＭ之規定，如圖（Ｃ）所示，在全應變得0.5﹪處，即Ｍ點繪一垂直線ＭＢ與曲線交於Ｙ點，則Ｙ點σ_y即為降伏強度。
以上三種方法以第二種較準確，亦為大家所接受。

6.抗拉強度（tensile strength）試桿在測試過程中所能承受的最大荷重除以原斷面積之值，稱為抗拉強度，一般又稱為極限強度（ultmatetensil strength)：
 
抗拉強度σ_u＝P_u/A0（㎏∕㎜²）
 
如圖所示，Ｍ點即為最大荷重了所在，過Ｍ點材料開始頸縮，荷重亦隨之下降。

7.破斷強度（breaking strenth）材料破斷時之荷重除以原斷面積之值，稱為破斷強度。
破斷強度σ_F＝P_F/A0（㎏/㎜²）如圖所示，荷重過Ｍ點以後開始下降，直至破斷為止，Ｚ點即為破斷點。

8.伸長率 (percentage of elongation)試管破斷後，將兩斷口接合，量取標距長Ｌ_f，則破斷後標距L_f減去原來標距L_o，在除以原來標距L_o，所得之值以百分率表示，稱為伸長率。
 
伸長率＝Lf－Lo/Lo×100﹪
 
通常試桿受力達最大荷重以前，其伸長普及於全部而均勻變形，達最大荷重以後，則僅在頸縮部分附近作局部伸長，由於斷口恆在頸縮部分之中央，所以拉斷後，斷口兩側伸長量最大，離斷口越遠者伸長量越小。因此斷口再標距中央三分之一以內者小，如此結果將不準確，應當捨棄重做，但如果因試桿有限不便重新實驗