金属材料通过拉伸试验测得的力学性能是其生产加工和实际应用的重要依据。研究发现,对于同种材料,拉伸试验结果随拉伸温度或应变速率的变化而发生改变,研究拉伸应变速率和温度对材料性能的影响,确定材料的真实性能,是金属学的基础研究课题,对材料实际的生产和应用至关重要。本文选取淬火冷轧态和完全退火态的低碳钢为试验材料,进行不同温度和应变速率的拉伸试验,探究拉伸条件对该材料力学性能的影响。应用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析方法,研究不同温度和应变速率对材料拉伸变形后微观组织及原子偏聚行为的影响,并分析不同拉伸条件下的断裂机制。研究结果表明,试验钢的同一组织在相同温度、不同拉伸速率下得到的性能不同,即存在力学性能拉伸速率测试不确定性。在同一速率下85℃拉伸时,出现强度回升现象,即存在力学性能拉伸温度测试不确定性。淬火冷轧态试样在室温到200℃高应变速率下拉伸时,材料微观组织仍为变形板条马氏体,C原子偏聚可借助的位错通道增多,在弱界面处偏聚程度增大,因而强度比低应变速率拉伸时高。在600℃高应变速率下拉伸时,由于再结晶不充分,导致高应变速率比低应变速率强度高。淬火冷轧态试样在3×10^-1 s^-1/85℃拉伸时,溶质原子在弱界面偏聚程度最大,出现强度极大值。退火态试样拉伸温度一定时,与低应变速率相比,高应变速率下位错滑移受阻,强度提高,延伸率降低,断口附近铁素体和珠光体变形程度小。同一速率下,随温度升高,晶格对位错运动的阻力下降,促进位错滑移和晶界扩散,位错密度降低,强度下降,断口附近铁素体拉长程度增大。淬火冷轧态试样室温到200℃拉伸断口均有明显分层裂纹,且高应变速率下分层裂纹更多,强度更高,分层裂纹内侧为解理断裂,分层裂纹之间是拉长韧窝形貌。600℃拉伸时弱界面分解,分层裂纹消失,断口为韧窝形貌。退火态试样拉伸断口为等轴韧窝形貌,随温度提高或应变速率下降,韧窝直径和深度增加。