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至德钢业双相钢的拉伸实验检测方法及标准

来源:至德钢业 日期:2020-05-14 05:30:52 人气:769

 力学性能是衡量双相钢热轧工艺成功与否的一个重要指标,因此在完成上述的双相钢强度实验之后,本文按照国家标准取样并进行了拉伸实验、冲击实验以及马氏体与铁素体的显微硬度测试,以到达检验双相钢热轧工艺参数能否达到预期晶标和研究工艺参数对力学性能性能影响规律的目的。


 拉伸实验是检验金属力学性能普遍采用的一种非常重要的手段。人们在机械设计制造的过程中,为了选用合适的金属材料,引入了“强度”这一概念作为材料的选定依据。早期人们仅仅根据金属材料在拉断时,单位截面上所能承受的最大载荷来判断其强度大小,如果金属材料在拉断时所承受的载荷很大,就可以认为这种材料的强度较高。


 随着科学技术的迅猛发展,金属的拉伸实验自然成为了金属力学性能测试的最重要的实验方法之一。由拉伸实验所确定的金属力学性能的四项指标(抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率)最具有代表性,并且实验的结果准确可靠。因此上述的金属材料四项性能指标,是人们进行机械设计制造的重要依据,也是人们按照验收技术标准鉴定材料的重要依据。在机械制造、建筑工程等许多领域,离开这四项性能指标,设计是无法进行的。


一、实验过程中的拉伸曲线


  金属材料在外力的作用下要产生变形,如果外力是简单的拉应力,则金属材料会沿着力的方向伸长,为了表现不同金属材料的变形在性质和程度上的区别,可以引用不同形式的拉伸曲线。


  负荷—位移曲线全面地反映出了金属材料在单向拉应力的作用下从变形开始到断裂整个过程中的各种性质。在常温下,对办Ⅱ工好的试样缓慢地施加轴向载荷。


  必须指出,温度、应力状态和加载速度对上述的力学性能的四个指标有着显著的影响,因此,这三个条件必须保持恒定。此外,应保证试样的光滑以避免因缺口丽造成应力的集中,同时在实验过程中试样夹持时应当保证试样轴线方向与载荷方向一致,不能够倾斜或产生偏心。


  图中,横坐标为试验的伸长量厶,,纵坐标表示拉伸过程中对试样旌加的载荷P,它是在试样的拉伸过程中由拉伸实验机直接记录得到的。由上图可以看出,曲线是连续的,每一点都反映了载荷和在该载荷作用下的变形规律。对于不同的材料来说,由于性质的不同,其拉伸曲线也是不同的。图中的拉伸曲线具有较强的代表性,它充分的说明了这种材料在常温下拉伸过程中的全部变形行为。它主要分为以下四个阶段:


  1. 弹性变形阶段,其中b点所对应的载荷为弹性极限载荷Ps,a点所对应的载荷为比例极限载荷P,当加载在试样上的载荷不大于P时,载荷与伸长量关系满足虎克定律,外力去处之后,试样会回复原来的形状。当载荷大于P,而不大于PE时,伸长量与载荷的关系不再满足虎克定律,但仍然处于弹性变形阶段。


  2. 屈服区,即从b点试样便开始了望性变形,bcd段曲线成为屈服平台,其锯齿最低位置所对应的载荷称为物理屈服点载荷Ps。


  3. 均匀塑性变形阶段,这段曲线的长短标志着金属材料塑性变形抗力的大小和形变硬化的能力。B点所对应的载荷,为极限强度载荷P。


  4. 试样局部变形区,B点以后试样出现了缩颈现象。在缩颈附近出现集中的塑性变形,使试样的截面积减小。此时,总载荷不断地降低(实际上应力仍是不断地增大),变形仍然继续进行,直至K点试样发生断裂。K点所对应的载荷为断裂强度载荷PK。缩颈出现和缩颈区的伸长及收缩,是金属材料真实塑性及大小的主要标志。


  如果将图中的纵坐标载荷P除以试样的原始横截面积而,便可以得到相对应的应力,将横坐标除以试样的原始标距长度如,便可以的到试样的延伸率。在拉伸过程中随着试样的横截面积和长度是不断变化的,因此用来代表应力和应变值是一种人为的规定,因此称之为条件应力和条件应变。为纵坐标,为横坐标,重新绘制拉伸曲线,就得到了条件应力一应变曲线。由于而都是常数,因此所得曲线与图所示的曲线形状完全一致。这种方法以其实验方法简单、迅速的特点,得到了人们广泛的应用。值得注意的是,尽管二者的形状一致,但是它们所代表的意义却各不相同,因此在使用时我们不能够将二者混为一谈。由于受到实际实验条件的限制,本文采用的拉伸曲线为负荷一位移曲线,然后通过一定的计算得出实验用钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率和屈强比等力学性能指标。


二、拉伸实验方案的确定


  为了确定轧后各组钢板的力学性能,对各组不同工艺所对应的钢板进行了采样,并按照国家标准加工成标准的拉伸试样,并采用拉伸实验机检测试样的力学性能,确定其屈服强度、抗拉强度和延伸率,从而达到检验上述力学性能指标是否能够达到预期目标的目的。


  沿热轧板的头、中、尾三处分别取纵向的板状试样,试样尺寸标准如图所示。试样表面未做任何处理,保持原始轧制状态。试样按国家标准在电子机械实验机上进行实验,并测定出力学性能,实验环境为大气室温,夹头移动速率为5mm/分钟。



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