剪切對試樣影響區(qū)域的分析

張春花+

摘要：在加工拉伸、冷彎試驗時，如果采用剪板機剪切試樣，要求必須通過機加工方法去除由于剪切產(chǎn)生的加工硬化部分材料。去除少了不能完全消除硬化區(qū)，去除多了浪費板料、刀具，增加試樣加工時間。通過觀察剪切區(qū)域的組織變化，分析出合適的硬化去除深度。

關(guān)鍵詞：剪切；加工硬化；組織

鋼材拉伸試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T228和彎曲試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T232中，對試樣都有嚴(yán)格要求，“制備試樣應(yīng)不影響其力學(xué)性能，應(yīng)通過機加工方法去除由于剪切或沖壓而產(chǎn)生的加工硬化部分材料?！蹦壳?，大多數(shù)廠家都會使用剪板機剪切下粗樣，再用銑床或刨床來去除加工硬化部分。那么去除部分多少合適，每家都根據(jù)自己的經(jīng)驗摸索，為了能夠得到準(zhǔn)確的性能數(shù)據(jù)，選擇在有把握的基礎(chǔ)上稍微多加工，徹底除去，避免除去不完全。試樣的性能完全能從組織上表現(xiàn)出來，本文將采用顯微組織分析方法，對剪切變形部分組織進(jìn)行研究，找出最佳的除去加工硬化深度，為實際加工試樣提供指導(dǎo)。

1試驗準(zhǔn)備

1.1試驗設(shè)備。剪板機選用瓦房店沖剪機床廠的QC12Y- 6×2500型剪切機，可根據(jù)不同試樣厚度調(diào)整剪刃間隙。顯微鏡選用蔡司ZEISS光學(xué)顯微鏡，放大倍數(shù)從50倍到1000倍。

1.2試驗材料。以試樣厚度3mm為例，試樣選擇為某公司生產(chǎn)的性能穩(wěn)定的SPHC熱軋卷板，規(guī)格為1005mm×3.0mm，取樣位置按照拉伸、彎曲要求，從板寬1/4處取試樣。

2試驗過程

用剪板機剪下試樣，尺寸為20mm×20mm，剪切完成后，試樣邊部不經(jīng)過處理，直接制成金相試樣，因試樣軋制縱向晶粒伸長變化大，橫向變化小，所以觀測面選擇垂直于軋制方向，觀察邊部的剪切區(qū)域組織變化情況。

3試驗結(jié)果

觀察剪切變形區(qū)域及其附近顯微組織的情況，如圖1—圖4所示。用相機拍下圖像，在計算機中，用金相分析軟件對圖像進(jìn)行測量分析。

通過反復(fù)比較，找出厚度上不同點組織變形與未受影響的臨界點。測量變形區(qū)域的深度時，因每家的剪切設(shè)備有所不同，工作機理可能有所差異，產(chǎn)生的毛邊大小形狀可能不同，所以本次研究測量時，從剪切彎曲位置開始測量，不考慮毛邊深度，能適用于不同的剪板機。

圖1總覽圖50×

圖2變形區(qū)圖100×

圖3過渡區(qū)圖100×

圖4未變形區(qū)圖100×

在50倍下，從彎曲位置到最深過度區(qū)域的深度為1.5mm，大于1.5mm深度的組織均為正常組織，沒有擠壓變形現(xiàn)象。結(jié)論表明，厚度為3mm的試樣，每側(cè)變形深度為1.5mm，加工余量為3mm。

因試樣厚度不同，剪切時由于擠壓作用產(chǎn)生的剪切影響區(qū)域范圍應(yīng)有所不同，又分別對厚度為1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm的試樣進(jìn)行分析，變形區(qū)域深度分別為0.6mm、1.1mm、1.6mm、2.0mm、2.1mm，加工余量分別 為1.2mm、2.2mm、3.2mm、4.0mm、4.2mm。

4結(jié)語

從剪切彎曲位置開始，到一定深度內(nèi)對組織有影響，其余內(nèi)部組織正常，沒有變形，所以物理性能也沒有受到影響。不同厚度試樣，在剪切加工時產(chǎn)生的加工硬化深度不同，試樣越薄，影響越??；對于3mm以上的厚試樣，隨著厚度增加，影響不是階梯狀增加，而是趨于穩(wěn)定，始終小于2mm深度。

鑒于不同厚度試樣在剪切時產(chǎn)生的擠壓變形程度有所不同，筆者建議機加工時，從剪切彎曲位置開始計算，厚度小于等于3mm試樣，采用加工余量為3.0mm；厚度大于3mm到10mm試樣，采用加工余量為4.2mm。這樣既能很好的消除硬化影響部分材料，對性能有保障，又不至于多做無謂的加工。節(jié)省了材料，減少了機加工過程刀具的消耗，縮短了試驗時間，能更及時準(zhǔn)確的報出性能數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 228.1-2010.金屬材料,拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法.

[2] GB/T 232-2010.金屬材料,彎曲試驗方法.

[3] 王占學(xué).塑性加工金屬學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社,1989.

[4] 秦善.晶體學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2004.

摘要：在加工拉伸、冷彎試驗時，如果采用剪板機剪切試樣，要求必須通過機加工方法去除由于剪切產(chǎn)生的加工硬化部分材料。去除少了不能完全消除硬化區(qū)，去除多了浪費板料、刀具，增加試樣加工時間。通過觀察剪切區(qū)域的組織變化，分析出合適的硬化去除深度。

關(guān)鍵詞：剪切；加工硬化；組織

鋼材拉伸試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T228和彎曲試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T232中，對試樣都有嚴(yán)格要求，“制備試樣應(yīng)不影響其力學(xué)性能，應(yīng)通過機加工方法去除由于剪切或沖壓而產(chǎn)生的加工硬化部分材料?！蹦壳?，大多數(shù)廠家都會使用剪板機剪切下粗樣，再用銑床或刨床來去除加工硬化部分。那么去除部分多少合適，每家都根據(jù)自己的經(jīng)驗摸索，為了能夠得到準(zhǔn)確的性能數(shù)據(jù)，選擇在有把握的基礎(chǔ)上稍微多加工，徹底除去，避免除去不完全。試樣的性能完全能從組織上表現(xiàn)出來，本文將采用顯微組織分析方法，對剪切變形部分組織進(jìn)行研究，找出最佳的除去加工硬化深度，為實際加工試樣提供指導(dǎo)。

1試驗準(zhǔn)備

1.1試驗設(shè)備。剪板機選用瓦房店沖剪機床廠的QC12Y- 6×2500型剪切機，可根據(jù)不同試樣厚度調(diào)整剪刃間隙。顯微鏡選用蔡司ZEISS光學(xué)顯微鏡，放大倍數(shù)從50倍到1000倍。

1.2試驗材料。以試樣厚度3mm為例，試樣選擇為某公司生產(chǎn)的性能穩(wěn)定的SPHC熱軋卷板，規(guī)格為1005mm×3.0mm，取樣位置按照拉伸、彎曲要求，從板寬1/4處取試樣。

2試驗過程

用剪板機剪下試樣，尺寸為20mm×20mm，剪切完成后，試樣邊部不經(jīng)過處理，直接制成金相試樣，因試樣軋制縱向晶粒伸長變化大，橫向變化小，所以觀測面選擇垂直于軋制方向，觀察邊部的剪切區(qū)域組織變化情況。

3試驗結(jié)果

觀察剪切變形區(qū)域及其附近顯微組織的情況，如圖1—圖4所示。用相機拍下圖像，在計算機中，用金相分析軟件對圖像進(jìn)行測量分析。

通過反復(fù)比較，找出厚度上不同點組織變形與未受影響的臨界點。測量變形區(qū)域的深度時，因每家的剪切設(shè)備有所不同，工作機理可能有所差異，產(chǎn)生的毛邊大小形狀可能不同，所以本次研究測量時，從剪切彎曲位置開始測量，不考慮毛邊深度，能適用于不同的剪板機。

圖1總覽圖50×

圖2變形區(qū)圖100×

圖3過渡區(qū)圖100×

圖4未變形區(qū)圖100×

在50倍下，從彎曲位置到最深過度區(qū)域的深度為1.5mm，大于1.5mm深度的組織均為正常組織，沒有擠壓變形現(xiàn)象。結(jié)論表明，厚度為3mm的試樣，每側(cè)變形深度為1.5mm，加工余量為3mm。

因試樣厚度不同，剪切時由于擠壓作用產(chǎn)生的剪切影響區(qū)域范圍應(yīng)有所不同，又分別對厚度為1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm的試樣進(jìn)行分析，變形區(qū)域深度分別為0.6mm、1.1mm、1.6mm、2.0mm、2.1mm，加工余量分別 為1.2mm、2.2mm、3.2mm、4.0mm、4.2mm。

4結(jié)語

從剪切彎曲位置開始，到一定深度內(nèi)對組織有影響，其余內(nèi)部組織正常，沒有變形，所以物理性能也沒有受到影響。不同厚度試樣，在剪切加工時產(chǎn)生的加工硬化深度不同，試樣越薄，影響越??；對于3mm以上的厚試樣，隨著厚度增加，影響不是階梯狀增加，而是趨于穩(wěn)定，始終小于2mm深度。

鑒于不同厚度試樣在剪切時產(chǎn)生的擠壓變形程度有所不同，筆者建議機加工時，從剪切彎曲位置開始計算，厚度小于等于3mm試樣，采用加工余量為3.0mm；厚度大于3mm到10mm試樣，采用加工余量為4.2mm。這樣既能很好的消除硬化影響部分材料，對性能有保障，又不至于多做無謂的加工。節(jié)省了材料，減少了機加工過程刀具的消耗，縮短了試驗時間，能更及時準(zhǔn)確的報出性能數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 228.1-2010.金屬材料,拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法.

[2] GB/T 232-2010.金屬材料,彎曲試驗方法.

[3] 王占學(xué).塑性加工金屬學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社,1989.

[4] 秦善.晶體學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2004.

摘要：在加工拉伸、冷彎試驗時，如果采用剪板機剪切試樣，要求必須通過機加工方法去除由于剪切產(chǎn)生的加工硬化部分材料。去除少了不能完全消除硬化區(qū)，去除多了浪費板料、刀具，增加試樣加工時間。通過觀察剪切區(qū)域的組織變化，分析出合適的硬化去除深度。

關(guān)鍵詞：剪切；加工硬化；組織

鋼材拉伸試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T228和彎曲試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T232中，對試樣都有嚴(yán)格要求，“制備試樣應(yīng)不影響其力學(xué)性能，應(yīng)通過機加工方法去除由于剪切或沖壓而產(chǎn)生的加工硬化部分材料?！蹦壳埃蠖鄶?shù)廠家都會使用剪板機剪切下粗樣，再用銑床或刨床來去除加工硬化部分。那么去除部分多少合適，每家都根據(jù)自己的經(jīng)驗摸索，為了能夠得到準(zhǔn)確的性能數(shù)據(jù)，選擇在有把握的基礎(chǔ)上稍微多加工，徹底除去，避免除去不完全。試樣的性能完全能從組織上表現(xiàn)出來，本文將采用顯微組織分析方法，對剪切變形部分組織進(jìn)行研究，找出最佳的除去加工硬化深度，為實際加工試樣提供指導(dǎo)。

1試驗準(zhǔn)備

1.1試驗設(shè)備。剪板機選用瓦房店沖剪機床廠的QC12Y- 6×2500型剪切機，可根據(jù)不同試樣厚度調(diào)整剪刃間隙。顯微鏡選用蔡司ZEISS光學(xué)顯微鏡，放大倍數(shù)從50倍到1000倍。

1.2試驗材料。以試樣厚度3mm為例，試樣選擇為某公司生產(chǎn)的性能穩(wěn)定的SPHC熱軋卷板，規(guī)格為1005mm×3.0mm，取樣位置按照拉伸、彎曲要求，從板寬1/4處取試樣。

2試驗過程

用剪板機剪下試樣，尺寸為20mm×20mm，剪切完成后，試樣邊部不經(jīng)過處理，直接制成金相試樣，因試樣軋制縱向晶粒伸長變化大，橫向變化小，所以觀測面選擇垂直于軋制方向，觀察邊部的剪切區(qū)域組織變化情況。

3試驗結(jié)果

觀察剪切變形區(qū)域及其附近顯微組織的情況，如圖1—圖4所示。用相機拍下圖像，在計算機中，用金相分析軟件對圖像進(jìn)行測量分析。

通過反復(fù)比較，找出厚度上不同點組織變形與未受影響的臨界點。測量變形區(qū)域的深度時，因每家的剪切設(shè)備有所不同，工作機理可能有所差異，產(chǎn)生的毛邊大小形狀可能不同，所以本次研究測量時，從剪切彎曲位置開始測量，不考慮毛邊深度，能適用于不同的剪板機。

圖1總覽圖50×

圖2變形區(qū)圖100×

圖3過渡區(qū)圖100×

圖4未變形區(qū)圖100×

在50倍下，從彎曲位置到最深過度區(qū)域的深度為1.5mm，大于1.5mm深度的組織均為正常組織，沒有擠壓變形現(xiàn)象。結(jié)論表明，厚度為3mm的試樣，每側(cè)變形深度為1.5mm，加工余量為3mm。

因試樣厚度不同，剪切時由于擠壓作用產(chǎn)生的剪切影響區(qū)域范圍應(yīng)有所不同，又分別對厚度為1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm的試樣進(jìn)行分析，變形區(qū)域深度分別為0.6mm、1.1mm、1.6mm、2.0mm、2.1mm，加工余量分別 為1.2mm、2.2mm、3.2mm、4.0mm、4.2mm。

4結(jié)語

從剪切彎曲位置開始，到一定深度內(nèi)對組織有影響，其余內(nèi)部組織正常，沒有變形，所以物理性能也沒有受到影響。不同厚度試樣，在剪切加工時產(chǎn)生的加工硬化深度不同，試樣越薄，影響越小；對于3mm以上的厚試樣，隨著厚度增加，影響不是階梯狀增加，而是趨于穩(wěn)定，始終小于2mm深度。

鑒于不同厚度試樣在剪切時產(chǎn)生的擠壓變形程度有所不同，筆者建議機加工時，從剪切彎曲位置開始計算，厚度小于等于3mm試樣，采用加工余量為3.0mm；厚度大于3mm到10mm試樣，采用加工余量為4.2mm。這樣既能很好的消除硬化影響部分材料，對性能有保障，又不至于多做無謂的加工。節(jié)省了材料，減少了機加工過程刀具的消耗，縮短了試驗時間，能更及時準(zhǔn)確的報出性能數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 228.1-2010.金屬材料,拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法.

[2] GB/T 232-2010.金屬材料,彎曲試驗方法.

[3] 王占學(xué).塑性加工金屬學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社,1989.

[4] 秦善.晶體學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2004.