金属管材的屈服强度是评估其结构安全性与使用可靠性的核心力学指标，压扁试验与拉伸试验作为两类常用的测试方法，因原理、操作及适用场景的差异，在实际应用中需根据管材特性合理选择。本文通过对比两种试验的核心环节与结果特征，为企业及检测机构优化测试方案提供参考。
试验原理的本质差异
拉伸试验基于轴向拉伸的力学模型，通过万能材料试验机对管材试样施加沿轴线方向的拉力，使试样产生轴向变形。在试验过程中，设备会同步记录拉力与试样伸长量的关系，形成应力-应变曲线，当曲线出现明显屈服平台或比例极限后塑性变形点时，对应的应力即为轴向屈服强度，是金属材料力学性能测试的经典方法。
压扁试验采用径向压缩原理，将管材试样水平置于两平行刚性平板间，缓慢施加垂直于轴线的压力使试样压扁。其核心是通过监测压缩力与压扁程度的关系，结合管材外径、壁厚等几何参数推导屈服强度，力学本质是利用径向压缩时管材内壁的拉应力分布——当内壁拉应力达到材料屈服强度时，试样出现明显塑性变形，此时的压缩力为判定依据。
从应力状态看，拉伸试验属于“单向应力状态”（仅轴向受拉），压扁试验则是“双向应力状态”（内壁受拉、外壁受压）。这种差异导致两者对材料塑性的敏感方向不同：拉伸关注轴向塑性，压扁关注环向塑性（抵抗径向压缩变形的能力）。
原理差异决定了结果的物理意义：拉伸试验测“轴向屈服强度”，反映管材轴向承载能力（如管道轴向拉伸载荷）；压扁试验测“环向屈服强度”，对应径向挤压场景的力学性能（如埋地管道的土壤压力）。
适用管材的规格与类型
拉伸试验对试样尺寸要求严格，需管材有足够轴向长度（标距段≥5倍直径/厚度）且壁厚均匀，更适用于无缝钢管、薄壁直缝焊管等轴向充足、壁厚偏差小的管材。厚壁管（≥10mm）虽能做拉伸试验，但加工难度大——大直径厚壁管切割、车削成本高，试样制备耗时久。
压扁试验试样要求宽松，只需截取1～2倍外径长度的管材（外径≤100mm取1倍，＞100mm取50～100mm），对壁厚均匀性容忍度更高，广泛适用于大直径厚壁管、管件（弯头、三通）及无法做长拉伸试样的短管。
以Φ200×10mm厚壁无缝管为例，拉伸试验需截1m长管材，加工成Φ10×100mm圆棒试样，耗时2小时，材料浪费多；压扁试验仅需截200mm管材，5分钟完成毛刺去除，成本仅为拉伸的1/5。
对于波纹管、螺旋焊管等特殊结构管材，拉伸试验因试样无法均匀受力易偏差（如波纹管波纹处易断裂），而压扁试验通过径向压缩更真实反映环向性能，适用性更强。
操作流程的具体区别
拉伸试验流程分四步：试样制备（按GB/T 228.1切割成圆棒/板状，打磨去毛刺）、装夹（夹头固定两端，确保同轴）、预加载（施加1%～5%最大拉力消除间隙）、正式加载（匀速拉伸至断裂，记录应力-应变曲线）。单试样测试需15～30分钟，核心是保证轴向力均匀。
压扁试验流程更简洁：试样制备（截短管、去毛刺）、放置（试样轴线与平板垂直，居中放置）、加压（平板以1～5mm/min速率下降）、终止（压扁至内径接触/规定压扁率/出现裂纹，记录压缩力与压扁量）。单试样测试仅需5～10分钟，效率更高。
操作差异体现在“试样装夹”与“加载方向”：拉伸需精准同轴装夹，避免偏心；压扁需确保试样居中，防止单边受力。拉伸是“轴向拉力”，压扁是“径向压力”，前者依赖拉力机的夹头精度，后者依赖平板的平整度。
流程效率差异明显：拉伸因试样加工复杂，适合实验室精确测试；压扁因流程简单，更适合企业生产线的批量快速检测。
试样制备的要求对比
拉伸试样精度要求高：圆棒试样标距段直径偏差≤±0.05mm，长度偏差≤±0.5mm；表面打磨至Ra≤1.6μm，无裂纹、夹杂等缺陷——表面划痕会导致应力集中，使屈服点提前，结果偏低。需车床、磨床等精密设备，成本高。
压扁试样要求宽松：长度偏差≤±1mm，端面与轴线垂直（垂直度≤2°），去尽毛刺即可。焊管试样需将焊缝置于侧面（与加压方向垂直），避免焊缝先破坏。仅需切割机、锉刀等简单工具，成本低。
以Q235焊管为例，拉伸试样需从管材上截取纵向试样（轴线与管材平行），车削成厚度2mm的板状试样，打磨表面需30分钟；压扁试样仅需截100mm长管材，用锉刀去毛刺5分钟，制备时间缩短80%。
试样制备难度直接影响测试成本：拉伸试样加工费约为压扁的3～5倍，中小企业日常检测更倾向选择压扁试验。
屈服强度的判定方法
拉伸试验判定分两类：有明显屈服平台的材料（如低碳钢），取“下屈服强度”（σsL，屈服平台最低值）；无屈服平台的材料（如不锈钢、高碳钢），取“规定非比例伸长应力”（Rp0.2，伸长率0.2%时的应力），需在应力-应变曲线上作平行线计算。
压扁试验判定依赖公式：GB/T 246规定，当试样压扁至内径接触时，屈服强度σs=4F/(πDδ)（F为压缩力，D为外径，δ为壁厚）。公式假设内壁拉应力达到屈服强度时试样变形，适用于δ/D≤0.15的薄壁管；厚壁管（δ/D＞0.15）需用修正公式，避免应力分布不均导致偏差。
判定逻辑差异：拉伸是“直接测轴向应力”，通过曲线直观读取；压扁是“间接推导环向应力”，需结合几何参数计算。拉伸判定更直观，压扁需确保公式适用条件（如壁厚比）。
以20#无缝管为例，拉伸试验测得下屈服强度245MPa，压扁试验用公式计算得240MPa，偏差2%——因材料均匀，两种方法结果一致；若为焊管，拉伸测母材轴向强度230MPa，压扁测环向强度210MPa，偏差8.7%——因焊缝屈服强度低于母材，压扁时焊缝先变形。
结果影响因素的对比
拉伸试验结果受三因素影响：
一、装夹偏心——试样轴线与拉力机轴线不重合，产生弯曲应力，结果偏高；
二、拉伸速率——过快（＞20mm/min）使塑性变形滞后，结果偏高；过慢（＜2mm/min）导致蠕变，结果偏低；
三、表面状态——划痕、氧化皮导致应力集中，结果偏低。
压扁试验影响因素有三：
一、试样居中——未居中导致单边受力，结果偏差可达10%以上，需用定位装置确保居中；
二、平板性能——硬度＜HRC55会变形，力传递不准确；表面粗糙度＞Ra0.8μm会压伤试样，结果偏高；
三、压扁速率——过快（＞5mm/min）使塑性变形来不及发展，结果偏高；过慢（＜1mm/min）降低效率。
共同影响因素是材料均匀性：无缝管偏析、焊管焊缝与母材差异，会使两种试验结果波动。拉伸对均匀性更敏感——轴向拉伸放大局部缺陷；压扁因径向压缩更平均，波动更小。
以某批偏析的20#无缝管为例，拉伸试验结果波动范围230～260MPa（偏差13%），压扁试验结果波动235～250MPa（偏差6%）——压扁试验对材料不均的容忍度更高。
试验数据的关联性分析
均匀材料（如优质无缝管）的轴向与环向屈服强度差异小，两种试验结果偏差≤5%。例如Φ50×5mm20#无缝管，拉伸245MPa，压扁240MPa，偏差2%，关联性好。
非均匀材料（如焊管、厚壁管）偏差增大。某Φ100×8mmQ235焊管，拉伸测母材轴向230MPa，压扁测环向210MPa，偏差8.7%——因焊缝屈服低，压扁时焊缝先变形。
企业可通过“校准试验”建立关联性：取同批次不同规格管材，分别做两种试验，记录数据后线性回归（如σs拉伸=1.02×σs压扁+5MPa），后续用一种结果推导另一种，减少重复测试成本。
需注意，关联性仅适合同一材质、同工艺的管材——不同材质（如碳钢vs不锈钢）的力学性能差异大，关联性公式需重新校准，避免误用。