金属拉伸试验屈服点影响因素分析

合集下载

拉伸试验测定结果的数据处理和分析

拉伸试验测定结果的数据处理和分析

拉伸试验测定结果的数据处理和分析The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020拉伸试验测定结果的数据处理和分析一、试验结果的处理有以下情况之一者,可判定拉伸试验结果无效:(1)试样断在机械刻划的标距上或标距外,且造成断后伸长率不符合规定的最小值者。

(2)操作不当(3)试验期间仪器设备发生故障,影响了性能测定的准确性。

遇有试验结果无效时,应补做同样数量的试验。

但若试验表明材料性能不合格,则在同一炉号材料或同一批坯料中加倍取样复检。

若再不合格,该炉号材料或该批坯料就判废或降级处理。

此外,试验时出现2个或2个以上的缩颈,以及断样显示出肉眼可见的冶金缺陷(分层、气泡、夹渣)时,应在试验记录和报告中注明二、数值修约(一)数值进舍规则数值的进舍规则可概括为“四舍六入五考虑,五后非零应进一,五后皆零视奇偶,五前为偶应舍去,五前为奇则进一”。

具体说明如下:(1)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字小于5(不包括5)时,则舍去,即所拟保留的末位数字不变。

例如、将13.346修约到保留一位小数,得13.3。

(2)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字大于5(不包括5)时,则进1,即所拟保留的末位数字加1。

例如,将52. 463修约到保留一位小数,得52.5。

(3)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字等于5,其右边的数字并非全部为零时,则进1,所拟保留的末位数字加1。

例如,将2.1502修约到只保留一位小数。

得2.2。

(4)在拟舍弃的数字中若左边第一个数字等于5,其右边无数字或数字皆为零碎时,所拟保留的末位数字若为奇数则进1,若为偶数(包括0)则舍弃。

例如,将下列数字修约到只保留一位小数。

修约前 0.45 0.750 2.0500 3.15修约后 0.4 0.8 2.0 3.2(5)所拟舍弃的数字若为两位数字以上时,不得连续进行多次修约,应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小,按上述规则一次修约出结果。

金属材料拉伸试验影响因素及应对措施

金属材料拉伸试验影响因素及应对措施

金属材料拉伸试验影响因素及应对措施张文杰【期刊名称】《《铸造设备与工艺》》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】5页(P43-47)【关键词】金属材料; 拉伸试验; 影响因素; 控制要求【作者】张文杰【作者单位】东风商用车有限公司铸造二厂湖北十堰442013【正文语种】中文【中图分类】TG115.52金属材料力学性能试验方法是检测和评定金属材料产品质量的最重要手段,其中拉伸试验则是应用最广泛的试验方法,拉伸性能指标是金属材料的研发、生产和检验最主要的测试项目之一,拉伸试验过程中的各项强度和塑性指标是反映金属材料力学性能的重要参数。

影响拉伸实验结果准确性的因素包括:材料固有属性的影响以及材料固有属性以外影响。

如材料的屈服极限、强度极限和弹性模量等都属于材料的固有属性;而产品的取样以及试样的制备、试验设备和测试仪器的状况、夹具的磨损及夹持方法、试验环境温度湿度的影响、拉伸速度及引伸计的标定等影响因素都属于材料固有属性以外的影响因素。

材料的固有属性影响无法在试验过程中通过改善来降低,但是材料固有属性以外的影响因素都是在实验过程中产生的,可以通过改善来减少这些因素的影响。

本论文主要从GBT228-2010标准的把握、产品的取样以及试样的制备、试验设备和测试方法、夹具的磨损及夹持方法、拉伸速度及引伸计的标定等五个方面对金属材料拉伸试验的控制进行阐述。

1 GBT228-2010标准的把握金属材料室温拉伸试验方法标准规定了试验方法的原理、定义、符号和说明、试样及其尺寸测量、试验设备、要求、性能测定、测定结果数值修约等。

适用于金属材料室温拉伸性能的测定,试样界面小于0.1 mm的金属产品,例如金属箔、毛细管等的拉伸试验需要双方协议。

试验一般在室温10℃~35℃范围进行。

对温度要求严格的试验,试验温度应为23℃±5℃.试样原始截面积应根据测量试样原始尺寸来计算。

使用量具或测量装置应符合表1所示分辨率。

金属材料室温拉伸试验结果影响因素分析

金属材料室温拉伸试验结果影响因素分析

金属材料室温拉伸试验结果影响因素分析本文分析了影响金属材料室温拉伸试验结果的主要因素,并提出了如何降低检测过程当中存在的影响因素,从而进一步提高检测结果的准确性。

力学性能是金属材料的重要性能指标,金属材料室温拉伸试验是获取力学性能指标最常用、最基本的手段,广泛应用于棒、板、带、管、型和丝材等冶金产品的检验及质量评估。

影响金属材料室温拉伸试验结果的因素主要有以下几个方面:试样制作的影响在切取样坯时应预防受热、变形以及加工硬化等特点从而影响到力学性能。

在机加工试样时,可以通过把受热或者冷加工的硬化部分去除掉,从而避免影响要测定的性能。

把样坯机加工为试样,主要是通过车、铣、刨、磨等几个步骤加工而成的。

试样的表面粗糙度对屈服点也有影响,尤其对塑性较差的金属材料,有使屈服点降低的趋势。

测试仪器和设备的影响对于尺寸测量的仪器以及量具在进行测量时,其准确度必须要达到测量的要求标准。

尺寸测量主要是对原始的横截面尺寸以及对断后的横截面尺寸、原始标距和断后标距等,而分辨力也是对其影响是否准确的重要条件之一,所以,应用的量具和仪器必须要根据国家标准的计量检测部门通过后方使用。

拉伸试验设备主要包括试验机和引伸计。

试验机是对试样施加变形力并测定所施加力的系统,引伸计是测定延伸(或位移)的系统,它们的准确度直接影响试验的结果。

因此,试验机和引伸计必须经检定合格,且在有效期内才可使用。

试验机的加载同轴度对试验结果也会产生影响,加载同轴度是指试验机两夹头轴线与试样轴线不重合的程度,如果夹力轴线与试样轴线有偏离,会使试样承受附加的弯曲应力,而影响拉伸曲线弹性直线段的线性,在弹性直线段出现非线性弯曲,使具有明显屈服状态的材料变得不明显,影响拉伸性能的测定。

夹具及试样装夹的影响在一般情况下,我们会通过夹持的方法对试样进行拉伸试验。

如果夹具与试样形状不匹配或夹具的表面外型花纹形状不适宜,会造成夹具和试样间不能形成足够的夹持面积,静摩擦力不够,导致拉伸过程中夹具和试样产生相对滑动,从而影响拉伸结果。

拉伸试验测定结果的数据处理和分析

拉伸试验测定结果的数据处理和分析

拉伸试验测定结果的数据处理和分析一、试验结果的处理有以下情况之一者,可判定拉伸试验结果无效:(1)试样断在机械刻划的标距上或标距外,且造成断后伸长率不符合规定的最小值者。

(2)操作不当(3)试验期间仪器设备发生故障,影响了性能测定的准确性。

遇有试验结果无效时,应补做同样数量的试验。

但若试验表明材料性能不合格,则在同一炉号材料或同一批坯料中加倍取样复检。

若再不合格,该炉号材料或该批坯料就判废或降级处理。

此外,试验时出现2个或2个以上的缩颈,以及断样显示出肉眼可见的冶金缺陷(分层、气泡、夹渣)时,应在试验记录和报告中注明二、数值修约(一)数值进舍规则数值的进舍规则可概括为“四舍六入五考虑,五后非零应进一,五后皆零视奇偶,五前为偶应舍去,五前为奇则进一”。

具体说明如下:(1)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字小于5(不包括5)时,则舍去,即所拟保留的末位数字不变。

例如、将13.346修约到保留一位小数,得13.3。

(2)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字大于5(不包括5)时,则进1,即所拟保留的末位数字加1。

例如,将52. 463修约到保留一位小数,得52.5。

(3)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字等于5,其右边的数字并非全部为零时,则进1,所拟保留的末位数字加1。

例如,将2.1502修约到只保留一位小数。

得2.2。

(4)在拟舍弃的数字中若左边第一个数字等于5,其右边无数字或数字皆为零碎时,所拟保留的末位数字若为奇数则进1,若为偶数(包括0)则舍弃。

例如,将下列数字修约到只保留一位小数。

修约前 0.45 0.750 2.0500 3.15修约后 0.4 0.8 2.0 3.2(5)所拟舍弃的数字若为两位数字以上时,不得连续进行多次修约,应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小,按上述规则一次修约出结果。

例如,将17.4548修约成整数。

正确的做法是:17.4548→17不正确的做法是:17.455→17.46→17.5→18(二)非整数单位的修约试验数值有时要求以5为间隔修约。

金属材料在静拉伸载荷下的力学性能

金属材料在静拉伸载荷下的力学性能

表征材料对弹性变形的抗力
E
相同的σ下:E↑
ε↓
表1-1几种金属材料在常温下的弹性模量
金属材料 铁 铜 铝 铁及低碳钢 铸铁 低合金钢 奥氏体不锈钢
E/105MPa 2.17 1.25 0.72 2.0 1.7-1.9 2.0-2.1 1.9-2.0
合金化(加入某种金属)对E影响很小
E = σ /ε 应力和应变的关系实质是 原子间作用力和原力间距的关系.
E
拉伸杨氏模量: E = σ /ε
切变模量G =τ/γ
G E 2(1 v)
泊松比:υ= —εX/εZ
对金属υ值约为0.33(或1/3)
广义胡克定律
1
1 E
[1
v( 2
3 )]
2
1 E
[ 2
v( 3
1)]
3
1 E
[ 3
v(1
2 )]
物理意义: 产生单位应变所需的应力
技术意义: E,G称为材料的刚度
弥散型(沉淀和弥散强化) τ=Gb/l
相的性质、数量、大小、形状、分布
外在因素:
温度、应变速率、应力状态
1、温度因素 T ↑ ,屈服强度↓
2、应变速率
ε. ↑ ,屈服强度↑
. σε 、t=C1εm . ε-应变速率 m-应变速率敏感指数
3、应力状态的影响 •切应力分量大, σs小, 如扭转比拉伸小
材料的弹性模量与原子间结合力和原子间距有 关.
首先决定于结合键: 共价键结合的材料弹性模量最高
SiC,Si3N4陶瓷材料有很高的弹性模量。
金属键有较强的键力
其弹性模量适中
金属的原子间作用力取决于原子本性和晶格类型
弹性模量取决于原子本性和晶格类型

金属的拉伸实验(实验报告)

金属的拉伸实验(实验报告)

金属的拉伸实验一一、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度S σ、抗拉强度b σ、断后延伸率δ和断面收缩率ψ2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图(F ─L ∆曲线)3、分析低碳钢的力学性能特点与试样破坏特征二、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺、直尺三、试样的制备试样可制成圆形截面或矩形截面,采用圆形截面试件,试件中段用于测量拉伸变形,其长度0l 称为“标矩”。

两端较粗部分为夹持部分,安装于试验机夹头中,以便夹紧试件。

试验表明,试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大,为了能正确地比较材料力学性能,国家对试件的尺寸和形状都作了标准化规定。

直径020d mm =,标矩000200(10)l mm l d ==或000100(5)l mm l d ==的圆形截面试件叫做“标准试件”,如因原料尺寸限制或其他原因不能采用标准试件时,可以用“比例试件”。

四、实验原理在拉伸试验时,利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线,见图2-11所示的F—ΔL 曲线。

图中最初阶段呈曲线,是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。

分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O 点,作为其坐标原点。

拉伸曲线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系,可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。

但同一种材料的拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。

为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点便于比较,以消除试样几何尺寸的影响,可将拉伸曲线图的纵坐标(力F )除以试样原始横截面面积S 0,并将横坐标(伸长ΔL )除以试样的原始标距0l 得到的曲线便与试样尺寸无关,此曲线称为应力-应变曲线或R —ε曲线,如图2—12所示。

从曲线上可以看出,它与拉伸图曲线相似,也同样表征了材料力学性能。

拉伸试验过程分为四个阶段,如图2—11和图2-12所示。

拉伸试验测定结果的数据处理和分析

拉伸试验测定结果的数据处理和分析一、试验结果的处理有以下情况之一者,可判定拉伸试验结果无效:(1)试样断在机械刻划的标距上或标距外,且造成断后伸长率不符合规定的最小值者。

(2)操作不当(3)试验期间仪器设备发生故障,影响了性能测定的准确性。

遇有试验结果无效时,应补做同样数量的试验。

但若试验表明材料性能不合格,则在同一炉号材料或同一批坯料中加倍取样复检。

若再不合格,该炉号材料或该批坯料就判废或降级处理。

此外,试验时出现2个或2个以上的缩颈,以及断样显示出肉眼可见的冶金缺陷(分层、气泡、夹渣)时,应在试验记录和报告中注明二、数值修约(一)数值进舍规则数值的进舍规则可概括为“四舍六入五考虑,五后非零应进一,五后皆零视奇偶,五前为偶应舍去,五前为奇则进一”。

具体说明如下:(1)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字小于5(不包括5)时,则舍去,即所拟保留的末位数字不变。

例如、将13.346修约到保留一位小数,得13.3。

(2)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字大于5(不包括5)时,则进1,即所拟保留的末位数字加1。

例如,将52. 463修约到保留一位小数,得52.5。

(3)在拟舍弃的数字中,若左边第一个数字等于5,其右边的数字并非全部为零时,则进1,所拟保留的末位数字加1。

例如,将2.1502修约到只保留一位小数。

得2.2。

(4)在拟舍弃的数字中若左边第一个数字等于5,其右边无数字或数字皆为零碎时,所拟保留的末位数字若为奇数则进1,若为偶数(包括0)则舍弃。

例如,将下列数字修约到只保留一位小数。

修约前0.45 0.750 2.0500 3.15修约后0.4 0.8 2.0 3.2(5)所拟舍弃的数字若为两位数字以上时,不得连续进行多次修约,应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小,按上述规则一次修约出结果。

例如,将17.4548修约成整数。

正确的做法是:17.4548→17不正确的做法是:17.455→17.46→17.5→18(二)非整数单位的修约试验数值有时要求以5为间隔修约。

铝合金拉伸曲线

铝合金拉伸曲线铝合金拉伸曲线是指在拉伸试验中,铝合金材料所表现出的应力-应变关系曲线。

这个曲线是材料力学性能的重要指标,可以反映出材料的强度、韧性、塑性等性能。

本文将从铝合金拉伸曲线的基本概念、影响因素、应用等方面进行探讨。

铝合金拉伸曲线是指在拉伸试验中,铝合金材料所表现出的应力-应变关系曲线。

在拉伸试验中,将铝合金试样放在拉伸机上,施加一定的拉伸力,使试样发生塑性变形,记录下拉伸力和试样变形量的变化,就可以得到铝合金拉伸曲线。

铝合金拉伸曲线通常分为弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段四个阶段。

1.弹性阶段:在试样受到拉伸力时,试样会发生弹性变形,此时试样的应变与应力成正比,呈线性关系,称为弹性阶段。

在这个阶段,试样的应力-应变曲线呈直线,斜率称为弹性模量。

2.屈服阶段:当试样的应力达到一定值时,试样会发生塑性变形,此时试样的应变增加速度明显加快,应力-应变曲线呈现出一个明显的弯曲点,称为屈服点。

屈服点是材料的屈服强度,也是材料的塑性极限。

3.塑性阶段:在屈服点之后,试样的应变继续增加,应力也随之增加,但增加速度逐渐减缓。

在这个阶段,试样的应力-应变曲线呈现出一个平缓的上升趋势,称为塑性阶段。

4.断裂阶段:当试样的应力达到极限值时,试样会发生断裂,此时试样的应力急剧下降,应变也随之下降,应力-应变曲线呈现出一个陡峭的下降趋势,称为断裂阶段。

二、影响铝合金拉伸曲线的因素铝合金拉伸曲线的形状和材料的组织结构、化学成分、加工工艺等因素有关。

下面分别介绍这些因素对铝合金拉伸曲线的影响。

1.组织结构:铝合金的组织结构对其拉伸曲线有很大的影响。

晶粒尺寸、晶粒形状、晶界分布等因素都会影响铝合金的力学性能。

晶粒尺寸越小,晶界越多,铝合金的强度和韧性就越高,拉伸曲线也会更加陡峭。

2.化学成分:铝合金的化学成分也会影响其拉伸曲线。

不同的合金元素对铝合金的力学性能有不同的影响。

例如,添加一定量的镁可以提高铝合金的强度和韧性,拉伸曲线也会更加陡峭。

金属材料拉伸试验应该注意的几个问题

精心整理金属拉伸试验应该注意的几个问题引伸计如果需要做σ0.2,就需要引伸计。

一般结构钢机械性能试验不用引伸计。

引伸计一般用于屈服强度台阶不明显的材料。

不要引伸计的拉伸曲线,是把标距以外的变形等干扰都包含进曲线了。

试验的可靠性或称准确性值得商榷。

用引伸计才是最准确的。

引申计的量程小,一般用在屈服和屈服之前使用,如在屈服后继续使用,会损坏引申计,引申计用来测量弹性模量,如用一般的差动编码器测量,计算结果会和真实的弹性模量差一个数量级,由标距造成的,引伸计在测量中精的量为,应为6—60度。

”。

这里面有一个很关键的问题,就是应力速度与应变速度的切换点的问题。

最好是在弹性段结束的点进行应:力速度到应变速度的切换。

在切换的过程中要保证没有冲击、没有掉力。

这是拉力试验机的一个非常关键的技术。

其次是引伸计的装夹、跟踪与取下来的时机。

对于钢材的拉伸的试验,如果要求取最大力下的总伸长(Agt ),那么引伸计就必须跟踪到最大力以后再取下。

对于薄板等拉断后冲击不大的试样,引伸计可以直接跟踪到试样断裂;但是对于拉力较大的试样,最好的办法是试验机拉伸到最大力以后开始保持横梁位置不动,等取下引伸计以后在把试样拉断。

有的夹具在夹紧试样的时候会产生一个初始力,一定要把初始力消除以后再夹持引伸计,这样引伸计夹持的标距才是试样在自由状态下的原始标距。

能够这么做试验的试验机不多,请您在选购和使用的时候注意这几点。

任何的材料在受到外力作用时都会产生变形。

在受力的初始阶段,一般来说这种变形与受到的外力基本成线性的比例关系,这时若外力消失,材料的变形也将消失,恢复原状,这一阶段通常称为弹性阶段,物理学中的虎克定律,就是描述这一特性的基本定律。

但当外力增大到一定程度后,变形与受到的外力将不再成线性比例关系,这时当外力消失后,材料的变形将不能完全消失,外型尺寸将不能完全恢复到原状,这一阶段称为塑性变形阶段。

由于材料种类繁多,性能差异很大,弹性阶段与塑性阶段的过渡情况很复杂,通过和残余应力等指标作为材料弹性阶段与塑性阶段的转折点的指标来反应材料的过渡过程的性能,其中屈服点与非比例应力是最常用的指标。

金属材料 拉伸试验

比较不同材料的性能
拉伸试验是材料科学领域中常用的实验方法,通过比较不 同材料的拉伸性能,可以对材料的优劣进行评估和选择。
预测材料的行为
在产品设计和开发阶段,通过拉伸试验可以预测金属材料 在受力情况下的行为表现,为产品的结构设计和安全评估 提供依据。
拉伸试验的原理
拉伸试验是通过在试样上施加逐渐增大的拉力,使试样沿轴 向拉伸,直至断裂的过程。在这个过程中,可以观察到试样 的变形行为、屈服点、抗拉强度等特征。
失效分析
当金属材料出现断裂或失效时,可 以通过拉伸试验来分析其断裂原因 和性能退化情况,为事故调查和预 防提供依据。
02
拉伸试验的步骤
试样的制备
试样尺寸
根据标准要求,制备一定尺寸的金属试样,通常为长条形,长度 和直径比有一定要求。
表面处理
确保试样表面光滑、无划痕、无氧化皮等杂质,以减小试验误差。
温度稳定性
在高温或低温环境下进行拉伸试验时,温度的稳定性对试验结果有显著影响,难以实现精确控制。
应变速率的控制
应变速率是影响材料行为的另一个重要因素,但精确控制应变速率在实际操作中具有挑战性。
06
拉伸试验的发展趋势
高温拉伸试验
总结词
高温拉伸试验是研究金属材料在高温环 境下的力学性能的重要手段。
VS
应变速率控制技术
总结词
应变速率控制技术是实现金属材料拉伸试验 中应变速率的精确控制的重要手段。
详细描述
应变速率是影响金属材料拉伸行为的重要因 素之一。通过应变速率控制技术,可以实现 应变速率的精确控制,从而更好地模拟金属 材料在实际拉伸过程中的行为,提高拉伸试 验的准确性和可靠性。同时,应变速率控制 技术还可以为研究金属材料的动态力学行为
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

总第186期2011年第6期HEBEI M ETALLU R GYTotal 1862011,N umber 6收稿日期:2011-03-14作者简介:徐海云(1973-),男,工程师,1995年毕业于河北理工学院工业分析专业,现在河北钢铁集团宣化公司计量检验中心从事钢材检验工作,E -mail :gxgzwh@126.com 金属拉伸试验屈服点影响因素分析徐海云(河北钢铁集团宣钢公司计量检验中心,河北宣化075100)摘要:分析了金属拉伸试验屈服点的影响因素,诠释了屈服点选取时产生误差的原因以及应注意的事项,给出了宣钢公司操作经验供参考。

关键词:拉伸;屈服点;打滑;变形;分析中图分类号:TG115.5文献标识码:B文章编号:1006-5008(2011)06-0012-03ANALYSIS ABOUT INFLUENCEFACTORS TO YIELD POINT IN METAL TENSION TESTXu Haiyun(Measure and Inspect Center ,Xuanhua Iron and Steel Company ,Hebei Iron and Steel Group ,Xuanhua ,He-bei ,075100)Abstract :It is analyzed the influence factors to yield point in metal tension test ,explained the reason for error in selecting yield point as well as keys being paid attention.Key Words :tension ;yield point ;skid ;deformation ;analysis1前言河北钢铁集团宣钢公司是以长材作为主打产品面向市场的,所有产品均进行出厂检验,主要包括外观检验和物理性能检验两大部分,在物理性能检验中又以拉伸试验为主要检测内容,屈服强度是拉伸试验中的主要测试项,测试的准确与否会直接影响到产品的合格与否,也给用户判断强屈比带来影响。

金属试样在受到外力作用时会产生变形。

在受力的初始阶段,变形与受到的外力基本成线性比例关系,这时若外力消失,材料的变形也将消失,恢复原状,这一阶段通常称为弹性阶段。

但当外力增大到一定程度后,变形与受到的外力将不再成线性比例关系,这时当外力消失后,材料的变形将不能完全消失,外型尺寸将不能完全恢复到原状,这一阶段称为塑性变形阶段。

钢材在使用过程中易受到各种各样的外力作用,产生变形,这种变形必须被限制在弹性范围之内,否则产品的形状将会发生永久变化,影响继续使用,严重的还会发生断裂等重大质量事故。

比如像弹簧一样,在一定范围内拉伸弹簧是可以恢复原状的,但一旦拉伸力超出了弹簧的受力极限,弹簧就被破坏了,不可恢复到初始状态,成了报废品。

准确求取屈服点在力学性能试验中是非常重要的,在检测过程中由于受到各种因素的制约很难非常准确的求取,下面结合实际工作中遇到的问题分析影响屈服点的各个因素。

2操作人员的影响试验结果的准确程度很大程度上取决于试验人员的综合操作素质,尤其是在新的试验机不断更新换代,试验软件各厂家界面不统一的形势下。

实际生产中受试验人员文化程度及操作水平的限制,在一些概念及操作上存在着一些误区,常出现如下的问题。

2.1非比例应力与下屈服定义不作区分虽然非比例应力与屈服都是反应材料弹性阶段与塑性阶段的过渡状态的指标,但两者有着本质的不同。

下屈服是材料固有的性能,而非比例应力是通过人为规定的条件计算的结果,在国标中规定它可以有不同变形量的非比例应力点,如R p0.2,R p0.5等形式,但钢材的下屈服点只有一个。

当材料存在下屈服点时是无需求取非比例应力的,只有材料没有明显的屈服点时才求取非比例应力。

部分试验人员对此理解不深,以为上屈服、下屈服、非比例应力对每次试21河北冶金2011年第6期验都存在,且需全部求取。

2.2将具有不连续屈服的趋势当作具有屈服点金属材料拉伸试验时在有些测试过程中会发生异常现象,虽然变形继续发生,力值也继续增大,但力值的增大幅度却发生了由大到小再到大的过程,但波动的幅度不是太大。

从曲线上看,有点象产生屈服的趋势。

这样的现象经常发生在宣钢公司生产的盘条螺纹钢的测试中。

由于盘条螺纹钢规格较细,在钢坯化学成分及轧制工艺的影响下,有时在拉伸试验时表现为屈服点不明显,尤其是在表盘式的试验机上,表针在行进过程中根本无任何的回摆和停顿。

但有时由于受打滑、振动等因素的影响,会造成表针或曲线的小幅度的回摆、波动,从而形成假屈服点。

见图1(电液伺服试验机拉伸曲线图)。

图1拉伸试验中力-变形图(无明显屈服点)2.3表盘试验机读数误差在表盘式试验机中读取屈服强度时,由于受夹持方式、器具、试样本身因素的影响造成阶段性的打滑,在表盘上表现为指针不断地回摆,导致读取屈服力值时无法准确定位,形成人为读数的误差。

3试验机本身测控环节的影响试验机测控环节是整个试验机的核心,随着科技的进步,宣钢现在约有60%的试验机采用了微机控制。

由于自动测控知识仍属于比较尖端的技术领域,一旦在产品的设计中考虑不周,就会对结果产生严重的影响,并且难以分析其原因。

3.1传感器放大器频率范围由于目前的电液、电拉试验机上所采用的力值检测元件基本上为载荷传感器或压力传感器,而这两类传感器都为模拟小信号输出类型,在使用中必须进行信号中继放大。

而测试环境中存在着各种各样的电磁干扰信号,这种干扰信号会通过许多不同的渠道耦合到测量信号中一起被放大,结果使得有用信号被干扰。

为了从干扰信号中提取出有用信号,针对材料试验机的特点,一般在放大器中设置有低通滤波器。

合理地设置低通滤波器的截止频率,将放大器的频带限制在一个适当的范围,就能使试验机的测量控制性能得到极大地提高。

然而在实际的设计中,有时特意提高了数据的稳定性,而忽略了数据的真实性,将滤波器的频带设置的非常低。

这样在滤掉干扰信号的同时,把有用信号也一起滤掉了。

尤其是屈服表现为力值多次上下波动的情况,必定会引起数据曲线的失真。

但同时要值得注意的一点是,如果放大器的频带设置太宽的话,会引入干扰信号,同样会产生错误的曲线。

在购置试验机时一定要注意这一点。

3.2控制方法的使用金属拉伸试验发生屈服时应力与应变的关系(发生屈服时,应力不变或产生上下波动,而应变则继续增大)GB /T228-2002推荐的控制模式为恒应变控制,而在屈服发生前的弹性阶段控制模式为恒应力控制,这在宣钢公司所有的试验机是不可能完成的。

因为它要求在刚出现屈服现象时改变控制模式,但在试验未完成前是无法得知屈服产生于何处的,这是自相矛盾的控制。

在实际生产过程中,一般都是用同一种控制模式来完成整个试验的。

对于使用恒位移控制(速度控制)的试验机,由于在弹性阶段的应力速率与应变速率成正比关系,只要选择合适的试验速度,全程采用速度控制就可兼容两个阶段的控制特性要求。

在使用力控制时,如果试验机的响应特别快,屈服发生的过程时间就会非常短,如果数据采集的速度不够高,就会丢失屈服值,优异的控制性能反而变成了产生误差的原因。

4测试软件设计的影响在金属拉伸GB /T228-2002中是这样定义的:“屈服强度:当金属材料呈现屈服现象时,在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点,应区分上屈服强度和下屈服强度。

”宣钢技术中心物理性能试验现场所使用的电液伺服、微机屏显、电子拉伸试验机全部采用PC 机作为控制、采集、输出的载体完成标准或自定义的各类数据测试。

在软件中可通过显示器实时观测到试验的各种曲线。

在GB /T228-2002中屈服点只有定性的解释,而没有定量的说明,而计算机自动处理程序则要求采集系统给出定量的控制。

因此形成了各试验机生产商条件判断不一致的现象。

宣钢公司现有新三思、济南试金、上海申力、济南东测等多个厂家多种产品,在实际测试过程中体会到,同一根试样在分成几段后在不同类型的试验机上检测时屈服点总有一定的偏差。

31总第186期HEBEI YEJIN在实际测试中由于以下几个问题的存在造成屈服点的不一致现象。

(1)屈服强度力恒定的标准:由于各种干扰源的存在,计算机所采集的数据不会绝对保持恒定,这就需要给出一个允许的数据波动范围,GB /T228-2002未作定义,由各个试验机生产厂家自行定义。

定义条件的不统一,导致所求结果有所差异。

(2)上下屈服强度的波动:若材料出现上下屈服点,则必然出现力值的上下波动,国标未给出明确的定量指标,取的太小,可能将干扰误求为上下屈服点,取得太大,则可能将部分上下屈服点丢失。

目前宣钢公司使用的试验机均在系统中自定义了这个幅度的波动参数。

在生产中仍还存在人工根据经验在测试曲线进行调整来求取屈服点的现象,容易造成人为求取误差。

5夹具的影响夹具的影响在宣钢公司作物理性能试验中发生的机率最高,约占到80%以上。

主要表现为试样夹持部分打滑,由于试验机在使用一段时间后,各运动部件间会产生磨损现象,使得摩擦系数明显降低,最直观的表现为夹块的夹持面被磨平,在夹持试样后咬合力不够,摩擦力大幅度的减小。

当试样受力逐渐增大达到最大静摩擦力时,拉伸的轴向力在瞬时大于了轴向的摩擦力后,试样就会打滑,在表盘上表现为大幅度的回摆,在微机图示中表现为曲线的异常上下波动,并且一般在试验过程中可听到明显的响声,产生虚假屈服现象,见图2。

图2拉伸试验中力-变形图(图中曲线下V 形为打滑现象)6结语针对上述讨论,在尽可能选择精度高、运行稳定的试验机的前提下,宣钢技术中心物理性能试验室在多次试验后总结出以下操作经验与同行交流:(1)消除试验过程中的打滑现象。

在条件允许情况下尽可能使用V 型钳口,必要时更换新的钳口。

带状试样的钳口应定期检查,一旦发现有严重的磨损应及时更换。

在钳口部分加MoS 2以增大钳口与试样的摩擦阻力。

(2)上、下屈服力判定的基本原则:屈服前的第一个峰值力(第一个极大力)判为上屈服力,不管其后的峰值力比它大或小。

屈服阶段中如呈现两个或两个以上的下峰力,舍去第一个下峰值力(第一个极小值力),取其余下峰值力中之最小者判为下屈服力。

如只呈现一个下降下峰值力,此下峰值力判为下屈服力。

在试验过程中如听到钳口打滑,此点回摆数据不计,在图示上如有较大的曲线波动视为打滑,不计此点数据,必要时进行人工修正。

(3)区分无明显屈服的基本原则:在尽可能消除设备打滑原因之后,如表盘式试验机无明显回摆现象、微机控制试验机曲线图上无明显波动曲线视为无明显屈服点,需再取样进行R p0.2的非比例应力点的测定。

(4)在无特殊情况下,尽可能采用位移控制试验的进程,在塑性变形之前(如无明显屈服点应在引伸计变形量超过0.5mm 以上)采用GB /T228-2002中规定的拉伸速率恒速试验。

相关文档
最新文档