緊固件上那個強度數字，是力除以這根棒子一開始的截面積

先說一下這一頁是怎麼生出來的。 這裡平常的做法是從論壇拿一個問題，然後去讀它背後那份文件。 這一輪瀏覽器工具連不上，所以題目改從本站自己的缺口挑： 這裡有幾百頁在引用強度數字，而把全部搜過一遍， 「規定塑性延伸強度」「標距」「伸長計」「應變速率」「0,2 %」 這幾個詞的命中數是零。那看起來值得補。

本頁不給任何材料選用或試驗上的建議，也不寫任何實驗室或設備的名字。

分母從頭到尾沒有動過

拉一根圓棒，它會伸長，過了某一點之後會在某一處開始變細。 等到它斷開的時候，斷口那裡的金屬正用一個比一開始小很多的截面在扛載重。 那一瞬間，那塊金屬裡的應力，遠高於任何一個會被報出來的數字。

因為標準從頭到尾除的是 S_o，原始的那個截面積。 這就是工程應力的意思，而文件用一行字把它講明，沒有留給人去推。

第二個意外藏在招牌數字的定義裡。 抗拉強度 R_m，是對應於最大力的應力。 不是斷裂時的力。 在延性金屬上，這是兩個看得出間距的事件：力達到峰值、頸縮出現、力下降，然後才斷。 被引用的那個數字，取自峰值。

多數時候根本沒有降伏強度

這一段會改變你讀規格表的方式。 降伏強度的定義前提是 「當該金屬材料展現降伏現象時」： 存在一個應力，在那裡塑性變形發生而力沒有任何增加。 有些鋼會這樣，而且看得出來，標準也給了它們上降伏強度與下降伏強度。

多數不會。其餘所有材料拿到的是 規定塑性延伸強度 R_p： 塑性延伸等於伸長計標距某個指定百分比時的應力， 而那個百分比會寫進下標。R_p0,2 就是這樣來的。

所以大家口中的那個「降伏」，對多數緊固件用鋼而言， 是一個被選出來的應力，因為它會留下千分之二的永久伸長。 在二十公釐的伸長計標距上，那是百分之四公釐， 這是我們算的，不是標準寫的。 它不是材料跨過的一道門檻。它是委員會在一條沒有轉角的曲線上畫的一條線。

而且沒有對的儀器就量不到。定義裡有一條註記講得很直白： 凡是以延伸為基礎的性質，包含 R_p， 使用伸長計是強制的。

五倍直徑，寫成 5,65

伸長率是某個長度的百分比，所以那個長度必須先講定。 標準把偏好的試片稱為比例試片， 定義是 L_o = k √S_o，並且說 「國際上採用的 k 值為 5,65」。

這個數字看起來很隨便，直到你找到 1998 年版壓在它底下的那條腳註。

對圓形截面來說，√(4S_o/π) 就是直徑。 所以整條式子講的是五倍直徑。 我們對這個常數的算術：5 × √(4/π) = 5 × 1,128 4 = 5,641 9，四捨五入就是 5,65。 而截面太小時標準給的另一個值 11,3，是 10 × 1,128 4 = 11,283 8， 也就是十倍直徑，而且剛好是 5,65 的兩倍。

兩個看起來像量測雜訊的常數，其實是一根圓棒量它自己的五倍直徑和十倍直徑。 而既然伸長率按定義就是那個長度的百分比， 1998 年版就要求：只要標距不是 5,65 那一個，符號就必須帶一個索引， 例如 A_11,3 或 A_{80 mm}。 一個寫成單純 A 的伸長率，指的是五倍直徑的那一個， 而這條慣例是讓兩個這種數字還能互相比較的唯一依據。

標距有一個下限 15 公釐， 而一條註記警告說小於 20 公釐時，斷後伸長率的不確定度會增加。 這是我們的觀察不是標準的：中間那五公釐是「合規、但已知會變差」的一段。

你拉多快，也是答案的一部分

前言在這件事上異常坦白。試驗速度有兩種方法。 方法 A 以應變速率為基礎， 方法 B 以應力速率為基礎。 方法 A 存在的目的，是在決定那些對速率敏感的參數的當下， 把試驗速率的變異壓到最小，也把量測不確定度壓到最小。

然後是理由，而這一句才是值得帶走的： 「由於材料的應變速率敏感性往往並不清楚， 因此強烈建議使用方法 A。」

所以一個強度數字，是一個把拉伸速度也包含在內的問題的答案； 而標準說，對手上這個材料，它對那個速度有多敏感，往往是不知道的。 它處理這件事的辦法是把速率控制住，不是宣稱那不重要。

室溫是一段二十五度寬的帶

原理那一節訂了條件。 「除另有規定外，試驗應在 10 °C 至 35 °C 的室溫下進行。」 超出這個範圍，溫度必須記錄並報告，實驗室也必須評估其影響。

接著是第二句、更緊的一句： 「在受控條件下進行的試驗，應在 23 °C ± 5 °C 的溫度下進行。」

所以同一節裡有兩個室溫，而一般的那一個比受控的那一個 寬了兩倍半，這是我們相減出來的。 一個沒有講明出自哪一種條件的數字，可能是在二十五度的範圍裡任何一點量到的。

先把它拉斷，再把兩半推回去

有一條定義值得純粹為了那個畫面讀一次。 斷裂後的最終標距，是在破斷之後、於室溫下量的， 「兩段須小心地重新對合，使其軸線成一直線」。

斷後伸長率就是那個長度減去原始長度，再除以原始長度。 這一行裡被引用最多的延性數字，是靠用手把一根斷掉的棒子拼回去、 然後量兩個記號之間的距離得到的。

用詞換過了

1998 年那份文件和現行版之間有兩處小改動，而且都是被記錄下來、不是被藏起來的。

• 1998 年叫它規定非比例延伸強度。2019 年版叫它規定塑性延伸強度，而它的註記說這個定義改寫自一份使用舊名稱的技術報告
• 1998 年說試驗在 10 到 35 度的環境溫度下進行。2019 年說是同樣那兩個數字之間的室溫

兩處都沒有改動任何數值。 但兩處都改變了「如果你要在一份舊資料表裡追一個數字，該搜什麼字」， 而那才是值得注意它們的實務理由。

性質等級拿這些數字去做什麼、以及那個等級在哪裡失效，是另一件事， 寫在性質等級與溫度那一頁， 這裡不重複。

可以帶走的幾點

• 應力是力除以原始截面積，全程如此。標準說它所有關於應力的敘述指的都是工程應力
• 抗拉強度取的是最大力，不是斷裂時的力
• 降伏強度只在材料展現降伏現象時才存在。否則那個數字是某個指定塑性延伸下的規定強度
• R_p0,2 是會留下千分之二永久伸長的那個應力，在二十公釐標距上是百分之四公釐
• 凡是以延伸為基礎的性質，使用伸長計是強制的
• 5,65 是五倍直徑，11,3 是十倍，這是 1998 年那條腳註直接寫出來的：5,65√S_o = 5√(4S_o/π)
• 沒有帶索引的伸長率，指的是五倍直徑那一個。其他標距都必須寫進符號裡
• 試驗速度是被控制的，不是被當成不重要，因為材料的應變速率敏感性往往並不清楚
• 室溫指的是 10 到 35 度，只有受控條件才收窄成 23 度正負 5 度

這些都不會讓那些數字變成錯的。它們只是變得有前提。 一個強度數字，是一套帶著分母、標距、拉伸速度與溫度的程序的輸出， 而那套程序是公開的。 引用了數字卻不講程序的人，引用的只有一半。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步，或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的，見指定一顆螺絲，那篇寫的是順序，以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

螺栓的抗拉強度就是它斷掉那一刻金屬裡的應力嗎？

不是，而且有兩個理由。標準把應力定義為力除以原始截面積，並且說它所有關於應力的敘述指的都是工程應力，所以分母不跟著頸縮走。而抗拉強度的定義是對應於最大力的應力，在延性金屬上那件事發生在斷裂之前，不是在斷裂當下。

Rp0,2 是什麼？

規定塑性延伸強度。標準把它定義為：塑性延伸等於伸長計標距某個指定百分比時的應力，而那個百分比寫在下標裡。所以 Rp0,2 就是會留下 0,2 % 永久伸長的那個應力，也就是千分之二。

為什麼不直接標降伏強度就好？

因為很多金屬根本沒有降伏強度可以標。標準把降伏強度定義成「當材料展現降伏現象時」才適用，也就是塑性變形發生而力沒有增加。不出現這個現象的材料拿到的是規定強度，並且要標明是在多少塑性延伸下。

標距係數為什麼是 5,65？

因為那是五倍直徑。1998 年版把這個恆等式放在腳註裡：5,65 乘以 So 的平方根，等於 5 乘以 4So 除以 π 的平方根，而對圓形截面來說那個平方根就是直徑。我們算這個常數是 5 乘 1,1284，等於 5,6419。另一個值 11,3 是十倍直徑，而且剛好是 5,65 的兩倍。

標距會改變伸長率的數字嗎？

一定會，因為斷後伸長率按定義就是原始標距的百分比。這正是 1998 年版要求：只要標距不是 5,65 那一個，符號就必須帶索引，於是有了 A11,3 或 A80mm 這些寫法。單純寫成 A 的，指的是五倍直徑的標距。

試驗速度重要嗎？

標準把它當成要控制的東西，而不是可以忽略的東西。它提供以應變速率為基礎的方法 A 與以應力速率為基礎的方法 B，並強烈建議用方法 A，理由是材料的應變速率敏感性往往並不清楚。

拉伸試驗是在什麼溫度下做的？

除另有規定外，是 10 到 35 攝氏度的室溫；若落在這個範圍之外，溫度必須記錄並報告。在受控條件下進行的試驗則是 23 度正負 5 度。我們相減後看到，一般的那個帶寬是受控那個的兩倍半。

斷後伸長率實際上是怎麼量的？

最終標距是在破斷之後、於室溫下量的，而且要把兩段小心地重新對合，使它們的軸線成一直線。百分比就是那個長度減去原始長度，再除以原始長度。

這一頁會告訴我該用什麼材料嗎？

不會。本頁不給任何材料選用或試驗建議，也不寫任何實驗室或設備名稱。它描述的是那些公布的強度數字究竟量的是什麼，好讓一個數字能連同產生它的程序一起被讀。

參考資料

• ISO 6892-1:2019《金屬材料　拉伸試驗　第 1 部：室溫試驗方法》第三版。十五頁免費預覽，讀到印刷第 9 頁，含前言、完整的第 3 節定義、第 5 節原理與第 6 節試片
• ISO 6892:1998，十五頁免費預覽。本篇用它來對照舊術語，以及那條指出 5,65 就是五倍直徑的腳註

本篇下載並讀了兩份免費預覽：ISO 6892-1:2019（目錄號 78322，十五頁，讀到印刷第 9 頁）與 ISO 6892:1998（目錄號 2472，十五頁）。這是本站第一次使用金屬機械試驗委員會的標準，而所引用的每一個數字與公式，都是把該頁算繪成圖檔用眼睛核對過的，不是靠文字擷取。本篇沒有論壇來源。本站平常用來先讀問題再回答的瀏覽器工具，這一輪兩次都回報擴充功能未連線，因此題目改從本站自己的覆蓋情況挑選：把全部文章搜過一遍，規定塑性延伸強度、標距、伸長計、應變速率、以及 0,2 % 這幾項的命中數皆為零，而強度數字卻到處都是。以下各項是我們自己的算術，不是任一版的敘述：5 乘以 4 除以 π 的平方根是 5,641 9、乘以 10 是 11,283 8，所以那兩個係數就是五倍與十倍直徑，而 11,3 剛好是 5,65 的兩倍；0,2 % 在二十公釐標距上是 0,040 公釐；10 到 35 度的帶寬是 23 度正負 5 度的兩倍半；以及「有五公釐的標距範圍是被允許、同時被標明會增加不確定度的」這個觀察。載有實際試驗速率數值的第 10 節、第 11 至 23 節，以及附錄 A 到 L，全都在預覽之外，沒有讀。其中包含談實驗室間精密度的附錄 L，因此本頁沒有一句在講實驗室之間差多少。本篇沒有讀 ISO 898-1，也沒有把任何性質等級的數值歸給這份拉伸試驗標準。ISO 7500-1、ISO 9513、ISO/TR 25679 皆未讀。本頁不給任何材料選用或試驗建議，也不寫任何實驗室、儀器或製造商名稱。