論述影響金屬材料拉伸試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的主要因素

李游

哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

論述影響金屬材料拉伸試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的主要因素

李游

哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

金屬材料在進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要一些系統(tǒng)規(guī)范的操作，同時(shí)會(huì)有很多因素影響著檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。首先需要了解有哪些影響因素，這些因素產(chǎn)生的原因，尋找應(yīng)對(duì)的措施，規(guī)范操作流程，只有這樣才能確保檢測(cè)結(jié)果的有效性和科學(xué)性。金屬材料在進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量的檢測(cè)和等級(jí)評(píng)定時(shí)，采用的辦法通常為力學(xué)性能試驗(yàn)。金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)在實(shí)際中應(yīng)用的范圍非常的廣泛，材料的性能對(duì)于日后的使用有著直接的影響，所以在材料的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于金屬材料的拉伸檢測(cè)是非常重要的，檢測(cè)出了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)能體現(xiàn)金屬材料的綜合性能，方便人們對(duì)其材料的使用，但是影響檢測(cè)結(jié)果的因素有多種多樣，本文針對(duì)影響金屬材料拉伸試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的因素，進(jìn)行詳細(xì)的分析。

金屬材料；拉伸試驗(yàn)；檢測(cè)結(jié)果

金屬材料的性能和化學(xué)成分及金相組織是相聯(lián)系的。相對(duì)應(yīng)的材料成本也就固定了相對(duì)應(yīng)材料的基本性質(zhì)。拉伸試驗(yàn)在對(duì)于檢測(cè)金屬材料性能實(shí)驗(yàn)中是非常重要的試驗(yàn)，而且在實(shí)際的應(yīng)用中使用的非常廣泛，因其試驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果數(shù)據(jù)直觀，可靠。同時(shí)試驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，容易操作，而且檢測(cè)速度快。同時(shí)也因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多的人所青睞，應(yīng)用到材料力學(xué)的試驗(yàn)中去。但是往往會(huì)遇到這樣的問(wèn)題，同樣一個(gè)材料通過(guò)不同的拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)的結(jié)果卻大不相同，是什么因素導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的變化下面進(jìn)行詳細(xì)的論述。也希望試驗(yàn)人員在日后工作中嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)，保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

一、試樣制作的影響

進(jìn)行金屬拉伸試驗(yàn)時(shí)常常需要采用金屬拉伸試驗(yàn)裝置。該裝置主要由主機(jī)框架、三路傳感器、液壓集成塊、液壓油油源以及計(jì)算機(jī)等五個(gè)關(guān)鍵部分構(gòu)成。在拉伸試驗(yàn)過(guò)程中,計(jì)算機(jī)根據(jù)試驗(yàn)參數(shù),會(huì)利用數(shù)字閥門(mén)將液壓油從油源輸送到主機(jī)架油缸當(dāng)中,進(jìn)行利用液壓作用力對(duì)金屬材料進(jìn)行拉伸。與此同時(shí),計(jì)算機(jī)顯示屏上面會(huì)同步顯示金屬材料拉伸的各項(xiàng)數(shù)據(jù),例如應(yīng)力、應(yīng)變、位移等等。

由于在取樣時(shí)，所存在的方向差異則會(huì)影響到在金屬拉伸試驗(yàn)時(shí)的斷后伸長(zhǎng)率以及抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的性能指標(biāo)，尤其在斷后的伸長(zhǎng)率方面則會(huì)受到很大的影響。比如說(shuō)，當(dāng)橫向進(jìn)行取樣時(shí)，必須要按照相關(guān)的要求標(biāo)準(zhǔn)，如果在試驗(yàn)后的伸長(zhǎng)率沒(méi)有達(dá)標(biāo)，那么平行在軋制方向，其表現(xiàn)是金屬力學(xué)的性能則是良好，相反，如果是垂直于軋制方向，其性能可能不會(huì)達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

在切取樣坯時(shí)應(yīng)預(yù)防受熱、變形以及加工硬化等特點(diǎn)從而影響到力學(xué)的性能。如果在切取樣坯時(shí)必須要留有一定的加工余量，并且不能小于鋼材的厚度以及直徑，不能小于20mm，在機(jī)加工試樣時(shí)，可以通過(guò)把受熱或者是冷加工的一部分硬化層除掉，從而避免影響測(cè)定的性能。樣坯機(jī)主要是通過(guò)車(chē)、銑、刨、磨等工序加工成為試樣。

二、測(cè)試儀器和設(shè)備的影響

檢測(cè)的結(jié)果很容易受到檢測(cè)設(shè)備的影響，在試驗(yàn)進(jìn)行前首先需要對(duì)材料進(jìn)行尺寸的測(cè)量，如如要保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，就必須要保證尺寸測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確。尺寸的測(cè)量包括對(duì)于金屬材料長(zhǎng)度的測(cè)量，橫截面直徑和斷后橫截面相應(yīng)尺寸的測(cè)量。夾持力對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性也有很?chē)?yán)重的影響。并且相應(yīng)的測(cè)量工具和指定儀器必須要經(jīng)過(guò)國(guó)家相關(guān)計(jì)量單位審核后，才能將其運(yùn)用到金屬材料拉伸性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)中。

三、裝夾方法的影響

通常，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常使用夾持的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，拉伸金屬材料，這種實(shí)驗(yàn)方式也是尤為重要的一部分。在夾持過(guò)程中，一旦出現(xiàn)夾持不穩(wěn)妥，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)終止，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)的誤差大，因此需要尤為重視拉伸的準(zhǔn)確無(wú)誤。在拉伸期間，試樣也同樣不能出現(xiàn)問(wèn)題，通常實(shí)驗(yàn)試樣是絕對(duì)不能出現(xiàn)偏心力的這種狀況，一旦出現(xiàn)偏心力就會(huì)造成力的偏心嚴(yán)重偏移現(xiàn)象。另一方面，拉伸夾的質(zhì)量也必須使用與實(shí)驗(yàn)，避免由于拉伸夾的不適應(yīng)造成彎曲應(yīng)力的產(chǎn)生，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

四、受溫度的影響

溫度對(duì)于材料的性能有著很關(guān)鍵的影響，熱脹冷縮現(xiàn)象是任何物質(zhì)都具備的，一般的情況下如果金屬材料的溫度越高，材料組成的粒子就會(huì)越活躍，金屬材料材料的硬度就會(huì)下降，一定情況下對(duì)其數(shù)據(jù)造成的影響很小，可以忽略。但是對(duì)于一些核心金屬材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)定時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)檢測(cè)的數(shù)據(jù)有明顯的波動(dòng)，一定要考慮是否因材料的溫度導(dǎo)致的。

五、受拉伸速率作用

由于拉伸的速率是作為在拉伸試驗(yàn)當(dāng)中必須要控制的一個(gè)參數(shù)，所以拉伸的速率就會(huì)影響到金屬材料的應(yīng)力。在常溫狀態(tài)下，拉伸的鍍鋁能夠給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)一定的影響。主要表現(xiàn)為拉伸速率的時(shí)，其屈服輕度與延伸強(qiáng)度會(huì)增強(qiáng)。拉伸的速率也會(huì)影響材料產(chǎn)生不同的影響。從而帶來(lái)不同的效果。

尤其對(duì)強(qiáng)度較低，并且塑性較好的材料的影響非常大，同時(shí)對(duì)屈服強(qiáng)度也會(huì)造成很大的影響。在測(cè)定下屈服強(qiáng)度時(shí)，其平行的長(zhǎng)度必須要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，并且其平行的長(zhǎng)度也會(huì)在一定的范圍之內(nèi)進(jìn)行變化。同時(shí)在塑性的范圍內(nèi)到規(guī)定的強(qiáng)度應(yīng)變率也是不能超過(guò)規(guī)定范圍的。當(dāng)試驗(yàn)機(jī)沒(méi)有能力再進(jìn)行測(cè)量以及不能控制應(yīng)變速率的時(shí)候，其拉伸率必須要控制在試驗(yàn)機(jī)規(guī)定范圍之內(nèi)，并且通過(guò)在力的作用下分離其力的速率。如果測(cè)定的抗拉強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，那么它的塑性范圍平行長(zhǎng)度的應(yīng)變速率就應(yīng)≤0.008∕S。

六、人為因素的影響

人為的失誤導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)象可以說(shuō)是經(jīng)常出現(xiàn)的，可能因?yàn)椴僮魅藛T偶然的失誤，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)再查看和記錄時(shí)發(fā)生失誤。或是對(duì)于材料的尺寸規(guī)格在查看時(shí)看錯(cuò)計(jì)量單位。人為的失誤是可以避免的，這就要求試驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須嚴(yán)格對(duì)待，態(tài)度不能有任何的松懈，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的查看和幾率一定要經(jīng)過(guò)再三確認(rèn)。一般的情況下如果檢測(cè)人員在不發(fā)生任何失誤前提下，兩個(gè)操作人員同時(shí)進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)，得出的檢測(cè)數(shù)據(jù)也可能存在一定的差距。

總結(jié)

通過(guò)上文可以知道，對(duì)于金屬材料拉伸性能檢驗(yàn)結(jié)果影響的因素種類(lèi)眾多。在試驗(yàn)的過(guò)程中要做到可以對(duì)這些因素掌控，對(duì)于試驗(yàn)中的任何環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格的按照規(guī)定技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，不能有一點(diǎn)馬虎。不僅僅需要對(duì)影響實(shí)驗(yàn)的客觀因素進(jìn)行掌控，更要對(duì)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)全部過(guò)程進(jìn)行掌控，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，真實(shí)性。

[1]田冀鋒,劉小蠻,張永建.測(cè)試方法對(duì)測(cè)定金屬材料屈服強(qiáng)度的影響及分析[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué).2010(04)

[2]李海豐,張亞軍.拉伸試驗(yàn)速率對(duì)冷軋薄板力學(xué)性能的影響[J].科技資訊.2010(15)