在實際試驗過程中，高強度鋼板因強度要求高，塑性指標的富余量小，往往因為斷裂位置偏移，且測量數據偏低，致使試驗無效。因此，分析高強鋼板拉伸試驗斷裂位置發生偏移的原因，盡量減少或消除無效試驗頻次，是非常有必要的。

拉伸試驗四個階段

1. 彈性階段；

2. 屈服階段；

3. 塑性變形；

4. 斷裂。

試驗方法GB/T 228.1-2010

分析討論

結果如表1所示，試樣的形狀尺寸偏差對斷后伸長率的影響最大，對稱度次之，寬度偏差影響最小。

試驗機的同軸度是指試驗機兩夾頭軸線與試樣軸線的不重合的程度，它直接影響著拉伸試樣受力的方向。目前所用試驗機大部分鉗口均為平推式，按“夾緊”或“松開”按鈕，試驗機兩邊夾具會同時相應動作，因液壓驅動原理，動作速度緩慢。當操作人員急于進行裝夾試驗時，有可能鉗口復位不徹底，再次進行裝夾時，兩邊鉗口動作就會有輕微的差別，如果不進行糾正，多次連續的裝夾試驗就會導致兩邊鉗口偏差越來越大，進而造成試樣拉伸試驗時，上下鉗口不同軸，拉伸試樣同時受到額外的剪切力（如圖1），這種剪切力往往集中在拉伸試樣平行段的端部位置，從而引起試樣拉斷時斷裂位置在端部。

圖1 同軸度為1mm時拉伸試樣狀態示意圖

長此以往不進行糾正，會導致試臺始終處在傾斜的拉力下，下鉗口座和上試臺的整體同軸度出現偏移，甚至超差。

如表2所示，同軸度偏移的值越大，斷裂位置越偏，即短端的長度尺寸越小，當同軸度偏移值大到一定程度（0.9mm以上），斷裂位置按照標準規定，按照無效試驗處理。

目前多數拉伸試驗操作過程中，都需要人工進行夾持試樣。人工夾持試樣保證的是試樣前后位置的定位，而兩面的鉗口保證的是試樣左右方向的定位。雖然有許多試驗機配備了對中裝置，但各種標準的試樣選取不同，加工精度也各不相同，對中裝置的實際應用有局限性。試樣夾持工作看似簡單，如把握不好仍會對試樣的拉伸產生較大的影響。試樣夾持不對中或傾斜，在進行拉伸試驗時仍然會產生加載與試樣不同軸的現象，試樣承受附加的彎曲應力(如圖2)，斷裂位置趨向于端部，造成偏移，當試樣規格較小、而試樣傾斜較為嚴重時，試樣往往會斷裂在鉗口內，造成斷后伸長率無法測量，這是極限的試驗無效。對試樣夾持位置的判斷，每個操作人員掌握不一，方法也多變，此因素帶有隨機性，不易測量，需要加強方法培訓，熟練掌握，盡量減少誤差。

圖2 拉伸試樣夾持傾斜時的狀態示意圖

拉伸試驗是破壞性試驗，是為了測量強度、塑性等系列指標。拉伸試樣斷裂時，必定是在最薄弱的位置，如果在生產過程中，工藝控制不當，鋼材會出現組織不均勻或偏析等情況，在加工成為拉伸試樣進行試驗時，一些顯著的缺陷就會顯現出來，在性能最薄弱的位置發生斷裂，此位置有可能就處在試樣的端部，造成斷裂位置的偏移。分別取Q690D鋼板正常及異常斷裂的試樣，在近斷口處磨制試樣進行金相組織觀察，如圖3、圖4所示。

圖3 Q690D正常組織

按按照既定生產工藝控制，Q690D鋼正常組織應為板條狀貝氏體（如圖3），如果控制不當，可能會出現如圖4所示的異常組織，主要是由鏈狀鐵素體和針狀鐵素體組成。其中鏈狀鐵素體為主體，像魚骨頭的主干，針狀鐵素體為魚骨的刺狀分布。鐵素體以鏈狀包裹了各個晶粒，晶粒內部分布了許多針狀鐵素體。其鐵素體組織粗大且有一部分呈條片狀分布。鏈狀鐵素體之間分布著粒狀或板條狀貝氏體，組織的不均勻導致材料內部內應力狀態不均勻，在外力的作用下，結合部位首先形成裂紋導致斷裂。

這種現象可能由以下幾方面原因造成：

首先，可能由于冷卻過程中速度過快，導致先共析鐵素體未完全析出，在隨后轉變過程中，伴隨著鐵素體沿奧氏體晶界呈針狀或片條狀向奧氏體內部生長形成；其次，在高溫再結晶區精軋階段，變形量過大，再結晶結束后由于形變能量導致晶粒較快的長成為粗大的奧氏體晶粒，粗大的奧氏體晶粒在相變過程中轉變為粗大的鐵素體晶粒；同時，在低溫區軋制時，由于精軋變形量過小，再結晶可能被延緩，處于這種狀態下的不完全再結晶組織或混晶組織進入奧氏體/鐵素體相變時，鐵素體只能沿著晶內位錯密度高的有限區域生長，導致組織不均勻。

如果這種組織在后續的熱處理過程中未得到很好的改善，材料的塑性便會大大降低。此種樣品斷裂位置偏移后測量的伸長率偏低，并且在后續重新有效的驗證試驗下，其塑性指標仍然顯示過低，表征材料本身組織缺陷導致了塑性差。

1. 導致高強鋼板拉伸試驗斷裂位置偏移的因素有多方面，包括試樣制備、設備精度、人員操作、材料內部組織等；

2. 試實驗室在日常管理中應注重高質量的試樣制備、科學精細的設備調整和維護、人員的規范化操作等，將因上述因素導致的無效試驗頻次無限降低；

3. 鋼板在生產過程中注重生產工藝的合理控制，達到組織均勻化，避免出現異常組織。