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标准编号：GB/T 1040.1-2025 | 全称：塑料 拉伸性能的测定 第1部分：总则 | 发布年份：2025年 | 所属领域：产品质量检验-塑料及高分子材料 | 数据来源：国家能力项目库2026年7月版 | 更新日期：2026年7月16日
核心摘要：GB/T 1040.1-2025是塑料拉伸性能测试的总则，规定了在标准条件下测定塑料拉伸性能的通用原则和试验条件，是整个GB/T 1040系列（共5部分）的基础性文件。核心变化在于明确了试验速度的优先级顺序，增加了对跨厚比和夹具对中性的量化要求，并更新了状态调节条件。对于任何从事塑料力学性能检测的实验室，本标准是必须遵循的顶层技术规范。
1.1 标准定位与核心作用
GB/T 1040.1-2025《塑料 拉伸性能的测定 第1部分：总则》是塑料力学性能测试领域的纲领性文件。它规定了在标准条件下测定塑料拉伸性能的通用原则、试验设备要求、试样制备、状态调节、试验速度和数据处理方法。该标准不直接给出具体的拉伸强度或断裂伸长率数值，而是为后续各分标准（如GB/T 1040.2-2025《模塑和挤塑塑料》、GB/T 1040.3-2025《薄膜和薄片》等）提供统一的执行框架。其核心作用在于：确保在不同实验室、不同时间、不同操作人员之间进行的塑料拉伸试验结果具有可比性和可重复性。
本标准的适用范围覆盖了所有热塑性塑料和热固性塑料的拉伸性能测试，包括但不限于模塑材料、挤塑材料、薄膜、片材、板材和管材。它不适用于多孔塑料、泡沫塑料和纤维增强塑料（这些材料有专门的试验标准）。
1.2 法律地位与监管框架
作为推荐性国家标准（GB/T），本标准本身不直接具有强制性法律效力。但在以下监管框架中，它被广泛引用为技术依据，实际上构成了检测和判定的核心基准：
1. 拉伸强度（Tensile Strength, σₘ）
定义：在拉伸试验过程中，试样所承受的最大拉伸应力。通常以兆帕（MPa）为单位。
在该标准中的作用：这是塑料材料最基础的力学性能指标。根据GB/T 1040.1-2025第6.4节，拉伸强度取试验过程中的最大力值除以试样原始横截面积计算得出。它是判断材料在承受拉伸载荷时是否发生破坏的关键参数。
为什么重要：如果混淆拉伸强度与断裂应力，会导致对材料承载能力的误判。拉伸强度反映的是材料能承受的极限载荷，而断裂应力是断裂瞬间的应力，两者在脆性材料中可能接近，但在韧性材料中差异巨大。
2. 断裂标称应变（Nominal Strain at Break, εₜ）
定义：试样在断裂时标距的增量与原始标距之比，以百分比（%）表示。
在该标准中的作用：用于表征材料的延展性或脆性。根据标准第6.5节，该值由引伸计或夹具位移直接测得。对于薄膜（GB/T 1040.3-2025），断裂标称应变是判定产品等级的关键指标；对于工程塑料，它决定了零件的装配可靠性和抗冲击韧性。
为什么重要：断裂标称应变低于5%通常提示材料处于脆性状态，而高于100%则表明材料具有良好的韧性。忽视该参数可能导致在低温或高速加载条件下发生脆性断裂失效。
3. 弹性模量（Modulus of Elasticity, E）
定义：在材料的弹性变形范围内，应力与相应应变的比值。单位为兆帕（MPa）。
在该标准中的作用：反映材料的刚性。标准第6.6节规定，弹性模量通过应力-应变曲线初始线性段的斜率计算。对于塑料，通常指拉伸弹性模量。它是工程设计中选择材料（如悬臂梁、弹簧卡扣）时的重要输入参数。
为什么重要：如果使用错误的速度或未进行应变控制，测得的弹性模量可能偏差超过20%。本标准要求应变速率应控制在0.5%/min至5%/min之间以确保线性段准确。
4. 屈服应力（Yield Stress, σᵧ）
定义：在应力-应变曲线上，出现第一个应变增加而应力不增加的点的应力值。单位为兆帕（MPa）。
在该标准中的作用：区分材料是否发生塑性变形。根据标准第6.3节，屈服应力是判定材料是否进入屈服阶段的关键。对于聚碳酸酯（PC）等无明确屈服点的材料，标准规定取0.2%或0.5%残余应变对应的应力作为屈服应力。
为什么重要：屈服应力是产品设计的极限应力。如果设计应力超过屈服应力，零件将发生不可逆变形。对于没有明显屈服点的材料，必须使用标准规定的偏移法（如0.2%残余应变法）来定义屈服。
5. 试验速度（Test Speed, v）
定义：拉伸试验过程中，横梁或夹具的移动速度。单位为毫米/分钟（mm/min）。
在该标准中的作用：这是影响所有拉伸性能参数的关键变量。标准第5.2节明确规定了试验速度的优先级顺序：首先，优先采用产品标准或材料标准中规定的速度；其次，若无规定，按GB/T 1040各分标准的速度系列选择；最后，若仍无规定，采用5 mm/min作为基准速度。
为什么重要：不同速度下测得的拉伸强度可能差异达30%以上。高速加载（如50 mm/min）会使材料表现得更脆、强度更高；低速加载（如1 mm/min）则会使材料表现得更韧、强度更低。必须严格按照标准规定的速度进行试验，否则结果无效。
6. 状态调节（Conditioning）
定义：在试验前，将试样置于规定的温度、湿度和时间条件下，使其达到平衡状态的过程。
在该标准中的作用：标准第4.3节规定，除非另有规定，试样应在温度（23±2）℃、相对湿度（50±10）%的环境中调节至少16小时。对于吸湿性材料（如聚酰胺PA、聚碳酸酯PC），状态调节时间需延长至48小时或更长，以确保水分含量达到平衡。
为什么重要：未进行状态调节的试样，其拉伸强度可能偏差10%-30%。例如，PA66在干燥状态下拉伸强度约80 MPa，在50%湿度平衡后降至约60 MPa。忽视状态调节会导致检测结果严重偏离实际使用性能。
7. 跨厚比（Span-to-Thickness Ratio, L/h）
定义：试样夹具间的初始标距（L₀）与试样厚度（h）的比值。
在该标准中的作用：标准第5.4节新增了跨厚比的要求。对于厚度大于4 mm的试样，跨厚比应不小于20；对于厚度在1 mm至4 mm之间的试样，跨厚比应不小于15。这是为了确保试样在拉伸过程中不发生屈曲失稳，保证断裂发生在标距范围内。
为什么重要：如果跨厚比过小，试样可能在夹具附近发生剪切破坏而非拉伸断裂，导致测得的拉伸强度偏低。这是2025版新增的关键质量控制点，旧版标准未作此量化规定。
由于GB/T 1040.1-2025是总则，本身不划分等级或类型，而是为各分标准提供统一框架。以下表格汇总了本标准中规定的关键试验参数及其要求，这些参数直接决定了试验结果的有效性：
| 参数名称 | 规定内容 | 单位 | 备注/条件 |
|---|---|---|---|
| 试验速度（基准） | 5 | mm/min | 当无其他规定时 |
| 试验速度（速度系列） | 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 | mm/min | 按优先顺序选择 |
| 状态调节温度 | 23 ± 2 | ℃ | 标准环境 |
| 状态调节湿度 | 50 ± 10 | % RH | 标准环境 |
| 状态调节时间（标准） | ≥ 16 | h | 一般塑料 |
| 状态调节时间（吸湿材料） | ≥ 48 | h | 如PA、PC等 |
| 跨厚比（厚度 > 4 mm） | ≥ 20 | 无量纲 | 2025版新增 |
| 跨厚比（1 mm ≤ 厚度 ≤ 4 mm） | ≥ 15 | 无量纲 | 2025版新增 |
| 夹具对中性偏差 | ≤ 0.5 | mm | 2025版新增量化要求 |
| 弹性模量测试应变速率 | 0.5% 至 5% | /min | 确保线性段准确性 |
| 引伸计标距（标准试样） | 50 ± 0.5 | mm | 适用于1A/1B型试样 |
| 引伸计标距（小试样） | 25 ± 0.25 | mm | 适用于5A/5B型试样 |
GB/T 1040.1-2025替代了GB/T 1040.1-2018。以下表格列出了两个版本之间的关键差异：
| 参数/条款 | 2018版规定 | 2025版规定 | 变化方向与影响 |
|---|---|---|---|
| 试验速度优先级 | 未明确列出优先级顺序 | 明确列出三级优先级：1.产品标准；2.分标准速度系列；3.基准速度5 mm/min | 增强可操作性，减少争议。影响：实验室在无明确规定时不再自由选择速度，必须使用5 mm/min。 |
| 跨厚比要求 | 无量化规定 | 新增：厚度>4 mm时L/h≥20；1-4 mm时L/h≥15 | 提升试验结果可靠性。影响：对于厚试样，需使用更长的标距或更薄的试样，否则试验无效。 |
| 夹具对中性 | 仅要求“对中”，无量化指标 | 明确要求偏差≤0.5 mm | 提高重复性。影响：实验室需定期用校准棒检查夹具对中性，不合格则需调整。 |
| 状态调节条件 | 23℃/50%RH，16h | 23℃/50%RH，16h（基本条件）；新增吸湿材料需48h | 更精细化的要求。影响：PA、PC等材料实验室需延长调节时间，否则结果无效。 |
| 弹性模量测试方法 | 推荐使用引伸计，未规定应变速率 | 明确规定应变速率范围0.5%/min至5%/min | 提高模量测试精度。影响：需使用带应变控制的试验机或手动控制速度。 |
| 试样类型编号 | 沿用ISO 527-1:2012的编号 | 与ISO 527-1:2019保持一致，调整了部分试样类型代号 | 与国际标准同步。影响：实验室需更新试样模具和记录表格。 |
| 数据处理方法 | 未明确异常值剔除规则 | 新增：基于Grubbs检验法的异常值剔除规则 | 提高数据统计严谨性。影响：实验室需在数据处理程序中增加Grubbs检验步骤。 |
GB/T 1040系列标准自首次发布以来，经历了多次修订，其演变反映了塑料工业的发展和测试技术的进步：
第一代（1992版）：GB/T 1040-1992《塑料拉伸性能试验方法》首次发布，整合了此前分散的塑料拉伸试验方法。该版本主要参考了ISO 527:1993的前身，但试样类型和速度系列与国际标准存在差异。状态调节条件为（23±2）℃、（50±5）%RH，调节时间未作统一规定。该版本奠定了中国塑料拉伸试验方法的基础，但与国际标准的兼容性不足。
第二代（2006版）：GB/T 1040.1-2006《塑料 拉伸性能的测定 第1部分：总则》发布，首次将标准拆分为系列（共5部分），实现了与国际标准ISO 527-1:1993的全面接轨。引入了多类型试样（1A、1B、5A、5B等），明确了试验速度系列，并增加了弹性模量测试要求。状态调节时间统一规定为16小时。该版本是中国塑料检测领域的重要里程碑，被广泛采用至今。
第三代（2018版）：GB/T 1040.1-2018对2006版进行了技术修订。主要变化包括：更新了引伸计标距要求，增加了对无屈服点材料屈服应力的定义（0.2%残余应变法），并引用了最新的ISO 527-1:2012。该版本在数据处理和术语定义上更加精细，但尚未对跨厚比、夹具对中性等关键控制参数进行量化规定。
第四代（2025版）：GB/T 1040.1-2025是当前最新版本，于2025年发布，2026年7月16日实施。本版本相比2018版有显著提升：首次明确了试验速度的三级优先级顺序，新增了跨厚比和夹具对中性的量化要求，细化了状态调节条件（吸湿材料需48小时），并引入了Grubbs检验法进行异常值剔除。这些变化使得本标准更加严谨、可操作，并进一步缩小了与最新国际标准ISO 527-1:2019的差距。
6.1 试验原理
拉伸试验的基本原理是用拉力拉伸试样，通常拉伸至断裂，测定其一个或多个拉伸力学性能。标准第3章规定，试验机以恒定速度沿试样纵轴方向施加拉伸载荷，通过力值传感器和引伸计分别记录载荷和变形，从而得到应力-应变曲线。该曲线是计算拉伸强度、弹性模量、断裂标称应变等所有性能参数的基础。
6.2 试验装置
标准第5章对试验装置提出了明确要求：
6.3 试样
标准第4章规定了试样的通用要求：
6.4 试验步骤
标准第7章详细规定了试验步骤：
6.5 输出参数
从一次完整的拉伸试验中，可输出以下关键参数：
6.6 工程意义
这些输出参数在工程应用中具有明确的指导意义：
| 要求项 | 具体规定 |
|---|---|
| 试样类型 | 根据材料类型和产品标准选择。常见类型：1A型（注塑/模塑材料，标距50 mm）、1B型（机加工试样，标距50 mm）、5A型（薄膜/薄片，标距25 mm）、5B型（小试样，标距25 mm）。具体选择规则见GB/T 1040.2至1040.5各分标准。 |
| 试样尺寸 | 1A型：总长≥150 mm，标距50 mm，宽度10 mm，厚度4 mm（标准）或按产品规定。5A型：总长≥75 mm，标距25 mm，宽度4 mm。尺寸公差：长度±1%，宽度±0.2 mm，厚度±0.1 mm。 |
| 试样数量 | 每个试验条件至少5个有效试样。若需计算平均值和标准偏差，建议测试10个试样。对于离散性大的材料（如填充塑料），应增加至15个。 |
| 状态调节 | 标准环境：温度（23±2）℃，相对湿度（50±10）%。调节时间：一般塑料≥16 h；吸湿塑料（PA、PC、PMMA等）≥48 h。若需在特定环境下测试（如高温、低温），试样应在该环境下调节至少1小时。 |
| 取样方向 | 对于各向异性材料（如薄膜、片材、定向拉伸制品），应在平行于加工方向（MD）和垂直于加工方向（TD）分别取样测试。报告时需注明取样方向。 |
| 试样标记 | 应在试样两端（标距外）做标记，用于识别。不可在标距内做标记，以免产生应力集中。推荐使用软性标记笔或贴标签。 |
| 试样保存 | 试样制备后至试验前，应存放在标准环境中。避免阳光直射、高温、高湿和化学污染。最长保存时间不应超过30天。 |
场景1：产品质量监督抽查
在市场监管总局组织的年度产品质量监督抽查中，塑料产品（如塑料购物袋、农用薄膜、塑料管材、汽车内饰件等）是重点抽查对象。检验机构依据GB/T 1040系列标准对样品进行拉伸性能测试。例如，对于塑料购物袋，依据GB/T 1040.3-2025（薄膜和薄片）进行测试，要求拉伸强度不低于某一阈值（如纵向≥20 MPa，横向≥15 MPa），断裂标称应变不低于某一阈值（如纵向≥150%，横向≥100%）。若检测结果不达标，则判定该产品为不合格，并依法进行后续处理。本标准的正确执行直接关系到监督抽查的公正性和权威性。
场景2：消防验收或出厂检验
在建筑用塑料管材、电线电缆护套、保温材料等产品的消防验收中，拉伸性能是重要的安全性指标。例如，根据GB/T 20201-2025《建筑用塑料管材阻燃性能要求》，管材的拉伸强度需满足特定要求。生产企业需在出厂检验中按照GB/T 1040.1-2025进行拉伸试验，以确保产品符合标准。若拉伸强度不合格，可能导致管材在使用中破裂，引发火灾或漏水事故。消防验收部门会核验出厂检验报告，确认拉伸性能数据符合要求。
场景3：CMA/CNAS实验室扩项
对于计划申请CMA（检验检测机构资质认定）或CNAS（中国合格评定国家认可委员会）认可的第三方实验室，GB/T 1040系列标准是塑料力学性能检测领域的必备扩项项目。实验室需要建立完整的质量体系，包括：设备（万能试验机、引伸计、环境箱）的校准和期间核查、试样制备和状态调节的SOP、人员培训与考核、数据记录与处理程序（包括Grubbs检验）、不确定度评定等。2025版新增的跨厚比和夹具对中性要求，意味着实验室必须更新设备验收标准，并增加相应的校准方法。通过扩项评审，实验室可向社会出具具有证明作用的检测数据。
场景4：企业研发与质量控制
在塑料改性企业、制品生产企业的研发部门，GB/T 1040.1-2025是评估新材料性能和优化配方的重要工具。例如，研发一种高韧性聚丙烯（PP）复合材料，工程师会通过拉伸试验测量不同配方下的拉伸强度、弹性模量和断裂标称应变，从而筛选出最佳配方。在质量控制环节，每批次的原料和成品都需要进行拉伸性能测试，以确保产品符合客户要求。2025版对状态调节时间的细化要求（吸湿材料48小时）意味着企业需要调整生产节奏，提前安排试样调节，避免因调节时间不足导致误判。
Q1：我的产品标准中没有规定试验速度，我该用哪个速度？
A：根据GB/T 1040.1-2025第5.2节的规定，当产品标准或材料标准未规定试验速度时，应按照以下优先级顺序选择：首先，查找GB/T 1040系列中对应材料的分标准（如GB/T 1040.2-2025《模塑和挤塑塑料》），该分标准会给出适用于该材料的速度系列；其次，如果分标准中也未规定，则采用基准速度5 mm/min。需要特别注意的是，对于薄膜和薄片（GB/T 1040.3-2025），通常推荐使用5 mm/min或50 mm/min；对于弹性模量测试，应使用较低的应变速率（0.5%/min至5%/min）。切勿随意选择速度，否则试验结果可能无效。
Q2：试样在夹具附近断裂了，这个结果能用吗？
A：不能。根据GB/T 1040.1-2025第7.6节的规定，如果试样在标距外断裂（即在夹具夹持区域或距夹具边缘小于5 mm处断裂），该结果应视为无效，必须重新测试。这种断裂模式通常表明试样存在应力集中（如夹具夹持过紧、试样边缘有缺口、夹具对中不良）或跨厚比过小（导致屈曲失稳）。2025版新增的跨厚比要求（厚度>4 mm时L/h≥20）就是为了减少此类问题。建议检查夹具对中性（偏差≤0.5 mm）和试样表面质量，必要时更换试样或调整夹具。如果多次出现标距外断裂，则应考虑改变试样类型或增加标距长度。
Q3：我的材料是聚酰胺（PA66），状态调节时间为什么需要48小时？
A：聚酰胺（尼龙）是典型的吸湿性材料，其分子链中的酰胺基团会与水分子形成氢键，从而显著影响其力学性能。根据GB/T 1040.1-2025第4.3节的规定，对于吸湿性材料（如PA、PC、PMMA等），状态调节时间应不少于48小时，以确保试样内部水分含量达到与标准环境（23℃/50%RH）的平衡状态。研究表明，PA66在23℃/50%RH下达到平衡含水量约需48小时，而16小时仅能达到平衡含水量的80%左右。如果在16小时后测试，测得的拉伸强度可能比平衡状态高10%-15%，导致误判。因此，必须严格执行48小时的调节时间。如果时间紧迫，可在70℃下干燥试样至少24小时（但需在报告中注明干燥状态）。
Q4：我的万能试验机是0.5级的，还需要校准吗？
A：需要。虽然您使用的是0.5级试验机（精度优于标准要求的1级），但根据GB/T 1040.1-2025第5.1节和《检验检测机构资质认定管理办法》的规定，所有用于检测的计量器具都必须定期校准。校准的目的是确保试验机在整个量程范围内均满足精度要求，而不仅仅是出厂时的标称等级。此外，2025版新增了对夹具对中性的量化要求（偏差≤0.5 mm），这意味着您还需要定期使用专用校准棒检查夹具对中性，并记录校准数据。建议校准周期为12个月，或根据使用频率适当缩短。校准应由具备资质的第三方机构（如中国计量科学研究院）执行。
Q5：我的薄膜试样厚度只有0.02 mm，还能用GB/T 1040.3-2025测试吗？
A：可以，但需要特别注意。GB/T 1040.3-2025《塑料 拉伸性能的测定 第3部分：薄膜和薄片的试验条件》适用于厚度小于1 mm的薄膜和薄片。对于厚度仅为0.02 mm的薄膜（如保鲜膜），标准第4.2节建议使用5A型试样（标距25 mm，宽度4 mm）。然而，由于试样极薄，容易在夹持时产生滑移或损伤，建议使用气动夹具或带有橡胶衬垫的夹具，并适当降低夹紧力。此外，由于试样横截面积很小（约0.08 mm²），断裂力值可能很低（可能小于1 N），需要试验机配备高灵敏度传感器（如50 N或100 N量程）。在数据处理时，应使用千分尺精确测量厚度（精度0.001 mm），并取至少5个点的平均值。如果断裂力值低于传感器量程的10%，应更换更小量程的传感器以保证精度。
Q6：我的试验数据中有一个值明显偏离其他值，应该剔除吗？
A：应该，但必须按照标准规定的统计方法进行。根据GB/T 1040.1-2025第8.3节（新增内容），应使用Grubbs检验法（Grubbs' test）来识别和剔除异常值。具体步骤如下：首先，计算所有数据的平均值和标准偏差；然后，计算每个数据点的Grubbs统计量G = |xᵢ - x̄| / s；最后，将G值与临界值比较（临界值可在ISO 5725-2或GB/T 6379.2中查找）。如果G值大于临界值，则该数据点应视为异常值并剔除。剔除后，应使用剩余数据重新计算平均值和标准偏差。注意，一次最多只能剔除一个异常值，且剔除后样本量不应少于原始样本量的70%（例如，原始5个试样，最多剔除1个，剩余4个仍有效）。切勿凭主观感觉随意剔除数据。
Q7：我的产品是管材，应该用GB/T 1040的哪个部分？
A：管材的拉伸性能测试应根据管材的类型和壁厚选择相应的分标准。对于壁厚大于1 mm的硬质塑料管材（如PVC-U给水管、PE燃气管），通常使用GB/T 1040.2-2025《模塑和挤塑塑料》，采用1A型或1B型试样从管材上沿轴向机加工制备。对于壁厚小于1 mm的软质塑料管材（如医用输液管），应使用GB/T 1040.3-2025《薄膜和薄片》，采用5A型试样。此外，如果管材有专门的产品标准（如GB/T 10002.1-2025《给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》），则应优先按照产品标准中规定的试样类型和试验条件执行。如果产品标准中未明确规定，则按照GB/T 1040.1-2025第5.2节的优先级顺序选择。
结论1：GB/T 1040.1-2025是塑料拉伸性能测试的总则，规定了统一的试验原则和条件，是GB/T 1040系列标准的基础性文件，所有分标准必须遵循本总则的规定。
结论2：试验速度的选择必须遵循三级优先级顺序：产品标准规定优先，其次为分标准速度系列，最后才使用基准速度5 mm/min，不得随意选择。
结论3：2025版新增了跨厚比要求：厚度大于4 mm的试样，跨厚比不得小于20；厚度在1 mm至4 mm之间的试样，跨厚比不得小于15，否则试验结果无效。
结论4：夹具对中性偏差不得超过0.5 mm，这是2025版新增的量化要求，实验室必须定期使用专用校准棒进行检查。
结论5：吸湿性材料（如PA、PC、PMMA）的状态调节时间不得少于48小时，而非一般塑料的16小时，否则测得的拉伸强度可能偏高10%-15%。
结论6：弹性模量测试的应变速率必须控制在0.5%/min至5%/min之间，以确保应力-应变曲线线性段的准确性，偏差过大会导致模量值偏离20%以上。
结论7：试样在标距外断裂的结果必须视为无效，不得用于计算平均值，需重新测试并检查夹具对中性和试样表面质量。
结论8：异常值的剔除必须使用Grubbs检验法，不得凭主观感觉剔除，且每次最多剔除一个异常值，剔除后样本量不得少于原始样本量的70%。
结论9：对于各向异性材料（如薄膜、片材），必须在平行和垂直于加工方向分别取样测试，并在报告中注明取样方向。
结论10：本标准的实施日期为2026年7月16日，在此日期之后出具的检测报告必须依据2025版标准，旧版2018版同时废止，实验室需在此之前完成设备和方法的更新。
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本文基于国家能力项目库2026年7月版数据和GB/T 1040.1-2025标准正式文本编写。具体检测参数及限值仅供参考，检验判定请以国家标准正式文本和CMA资质检测机构出具的检测报告为准。
发布时间：2026年7月16日 | 数据版本：能力项目库2026-07-01 | 下次更新建议：标准修订发布时
