金屬絲拉伸夾具的要求是在拉伸試驗過程中能夠夾緊試樣，不出現打滑現象，且對金屬絲試樣表面不能造成損傷。結合以上要求和Zwick 100kN電子拉伸試驗機的結構特點設計了一套適合金屬絲拉伸試驗的專用夾具。

該金屬絲拉伸夾具如圖1所示，圖中注釋分別如下：1為夾具主體，2為夾具載體，3為固定頂桿，4為試樣夾持槽，5為上圓柱體，6為下圓柱體，7為T型凹槽，8為固定圓孔，9為彈簧，10為固定孔，11為彈簧固定銷

該金屬絲拉伸夾具包括夾具主體、夾具載體和固定頂桿，夾具主體截面為工字型的長條鋼結構，工字型夾具主體包括上平面、下平面和中間的垂直連接面。上平面的表面有試樣夾持槽，試樣夾持槽以上平面長度方向的中心線為軸線。夾具載體由同一塊材料加工成上下兩個不同直徑的扁圓柱體，分別是上圓柱體和下圓柱體，它們的中心相對，下圓柱體與試驗機安裝夾具的固定槽連接，上圓柱體的表面有T型截面的凹槽，T型凹槽與上圓柱體的一條直徑重合，其底面和立面分別與夾具主體的下平面和垂直連接面相匹配。上圓柱體和下圓柱體上分別有兩個對應的固定圓孔，兩個固定圓孔分別位于T 型凹槽的兩側，兩個固定圓孔的中心連線與上圓柱體的一條直徑重合，兩個固定圓孔與上圓柱體的圓心

距離相等，兩條固定頂桿分別與兩個固定圓孔相匹配，兩條頂桿分別插在兩個固定圓孔中將夾具載體緊固。

1.取樣位置

金屬絲材以金屬盤條或金屬圓棒為基材，經過冷拔拉絲機多道次拉拔而成。由于拉拔道次多，起步階段的拉拔速率不均勻，金屬絲端部因受力不均勻，

經常會出現顯微組織不均勻、邊部開裂等缺陷，嚴重影響拉伸試驗結果的真實性。因此，金屬絲拉伸試樣一般在距端部5m以上的位置截取。

2試樣矯直

由于金屬絲拉拔過程是以盤卷的形式收線，拉伸前=對圓弧形的金屬絲進行矯直處理。矯直的速率要小，力度要適中，初始表面物理狀態要保持。

矯直效果一般以波浪度表示，將矯直后的試樣水平放置在水平臺上，金屬絲離開水平臺的大距離即為波高H，波的起點和終點之間的距離為波長L，

波高H與波長L的百分比即為波浪度。金屬絲材的波浪度要小于5%才能保證拉伸試驗結果的準確性。

3試樣表面

拉伸試驗用金屬絲材試樣，要求表面不能有氧化鐵皮、機械損傷和刻劃原始標距的劃傷等缺陷，應整體粗細均勻，形狀差不超過0.05mm。

對于不能及時進行試驗的試樣，要將其放置在干燥箱中或對試樣表面進行涂油保存，避免試樣表面氧化造成拉伸性能的下降。

試樣長度由于小尺寸金屬絲材試樣直徑小的特點，在進行拉伸試驗時保留全尺寸，試樣沒有過渡圓弧、平行段之分，兩夾持端之間的長度即為試驗部分的長度。

為了使試驗順利進行，設計了如圖2所示的試樣尺寸：試樣總長度為190mm，滿足了試驗機對拉伸試樣長度的要求；試樣兩側的夾持部分長度為50mm，

保證了夾持的有效性；中間部分長度為90mm，滿足非比例標樣對50mm原始標距或80mm原始標距斷后伸長率的測試要求。

1.預加載的設置

在夾緊金屬絲試樣時，由于試樣規格小，往往造成試樣處于不同程度的彎曲狀態。如果此時將自動引伸計夾緊開始試驗，會影響到自動引伸計對試樣伸長的判定。

因此要對金屬絲進行預加載，預加載的強度一般不超過試樣屈服強度的5%。

2夾持力的設定

夾具夾持力是金屬絲拉伸試驗的關鍵參數。若夾持力偏小，試樣容易打滑；而若夾持力過大，試樣夾持端會發生嚴重變形，拉伸斷裂位置會位于標距外，導致試驗數據不能真實反映材料的性能。

以?3.3mm 鎳基合金冷拔金屬絲為例，測定了大拉伸力為8.1kN 時，不同夾持力對試樣斷裂位置的影響，結果如圖3所示。

3.應變速率的設定

以?3.3mm鎳基合金冷拔金屬絲為例，分析應變速率對金屬絲拉伸試樣抗拉強度的影響。如圖4所示：當應變速率小于0.0067s-1時，

拉伸試樣的抗拉強度標準差較小，測定的數值較為穩定；當應變速率大于0.01s-1時，拉伸試樣抗拉強度大幅增加，且隨著應變速率的大，

呈現逐漸遞增的趨勢。這說明，較大的應變速率會導致測試結果偏離真實值的概率大，使得測試結果不穩定。

4.屈服點的判定

金屬絲是經過多次拉拔成型的，已經產生了很大的變形量，由于加工硬化的原因位錯密度急劇增加導致金屬絲拉伸過程中沒有屈服平臺。

因此，按照GB/T 228.1-2010中的規定，達到非比例塑性變形的0.2%時判斷為屈服點。用滯后環法準確地測定了金屬絲拉伸的彈性模量，

從而準確地判定了非比例塑性變形0.2%的位置，根據應力-應變曲線測出了金屬絲的屈服強度。

5.斷裂監測的設定

金屬絲在拉伸過程中表現出了真實抵抗斷裂的全過程，而如何判斷拉伸試驗的結束點也至關重要。

因為該點的判定直接影響到自動引伸計對斷后伸長率的測定及斷裂強度等重要參數的測定，力突變點是判斷金屬絲拉伸過程中是否發生斷裂的關鍵參數。

力突變點的含義是下一時刻的力變為小于前一時刻力的5%，此時即判斷金屬絲已經斷裂，自動引伸計結束測試。經過反復試驗發現，5%的力突變值可以準確地判定金屬絲的斷裂點，

參數設定如圖5所示。

6.拉伸驗證試驗

為了確保金屬絲拉伸試驗結果的準確性，某研究院采用該金屬絲拉伸專用夾具配合拉伸試驗機，與某實驗室專門測試金屬絲拉伸性能的試驗機進行了結果比對。

對同一規格和同批次的鎳基合金冷拔金屬絲，按照相同的制樣標準制備了16根拉伸試樣，并按照相同的拉伸試驗參數各自檢測了8根試樣。

該實驗室8根試樣的抗拉強度平均值為890.63MPa，標準差為1.89MPa；該研究院8根試樣的抗拉強度平均值為891 MPa，標準差為1.41MPa；可見兩組數據差值很小，如圖6所示。

7.驗證試驗參數設置的通用性

通過以上對金屬絲拉伸過程的研究，確定了拉伸試驗測試軟件中的參數。拉伸試驗測試軟件中的夾持力為抗拉強度的0.2倍左右，拉伸試驗速率應于0.0067s-1。

使用直徑為1.10mm的焊絲進行了拉伸驗證試驗，結果表明該拉伸試驗結果準確、有效，如圖7所示。