談 雷
(江陰市產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗所,江蘇 無錫 214434)
在現(xiàn)代工業(yè)實際的生產(chǎn)過程中,一些原材料、器件以及零配件的力學性能都必須在一定的試驗基礎上才能明確。通常情況下,力學性能試驗主要涉及到了拉伸、彎曲、沖擊以及壓縮等幾個方面的內容,而拉伸試驗也有著非常普遍的應用,同時也是金屬材料研制以及生產(chǎn)過程中的一種重要檢驗方法。
在拉伸試驗開展的基礎上,通過最終的強度以及塑性指標可以將材料的性能如實的反映出來,可以為生產(chǎn)過程提供非常重要的參考數(shù)據(jù)[1-3]。
在對金屬材料力學性能進行測試的過程中,試樣屬于其中非常重要的測試載體,在對試樣進行制備時保證具備一定的合理性,從而才能為最終試驗數(shù)據(jù)的準確性提供良好的保障。當金屬材料在進行冷熱加工的過程中,其成分結果會因此發(fā)生相應的變化,這就會引發(fā)不同程度的變形現(xiàn)象,這就造成在對試樣進行準備的過程中,所選擇的部位、方向以及形狀等方面都會對最終的結果產(chǎn)生嚴重的影響。
通常情況下,可以按照軋制的方向進行取樣,這里所取得的試樣具有良好的力學性能,而垂直于軋制方向力學性能相比較差。經(jīng)過相關的試驗結果可以了解到,當試樣形狀的公差越大時,其抗拉強度以及斷后伸長率也就會越小,尺寸正公差越大的情況下,斷后伸長率就會越大,尺寸負公差越大時,斷后伸長率就會越小。
(1)儀器設備產(chǎn)生的影響。在進行拉伸試驗的過程中會對相應的儀器設備進行使用,通常情況下主要包括了拉伸試驗機、引伸計、夾具以及測量工具等,最終的試驗結果不但會受到這些儀器本身精準度的影響,同時與試驗人員的操作規(guī)范性也有著一定的聯(lián)系。使用相同精度的不同測量工具進行拉伸試驗工作,根據(jù)最終的試驗對比結果來看,測量工具對于材料的屈服強度有著非常大的影響。另外,拉伸試驗機液壓夾具持力也會對最終的拉伸試驗曲線產(chǎn)生一定的影響,在拉力不斷提升的背景下,夾持力的不足以及設備之間的空隙會對試驗機的響應速率以及實時性造成嚴重的影響。
(2)試驗速率影響。在影響金屬材料拉伸試驗結果的各項影響因素中,拉伸試驗速率控制方法以及速率大小屬于其中非常重要的組成部分。在試驗的不同階段中,不一樣的試驗速率控制方法對數(shù)據(jù)多帶來的影響都是不同的,這主要是受到材料對試驗速率改變反應程度的影響。通常情況下,在溫度以及試樣等條件相同的基礎上,試驗速率對強度低但是塑性比較好的材料有著非常大的影響,其中對于屈服強度的影響要明顯大于抗拉強度的影響。因此,在拉伸速率不斷提升的基礎上,材料的斷后伸長率會呈現(xiàn)出下降的趨勢。
(3)試驗溫度的影響。結合我國相關規(guī)定可以了解到,在開展室溫拉伸試驗工作時,應該將溫度控制在20℃左右,在一定的范圍內,對于大部分的金屬材料而言,環(huán)境溫度都不會對最終的試驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。如果是存在一些對溫度變化反應較大的材料,在溫度不斷提升的基礎上,材料的塑性指標會一直呈現(xiàn)出上升的趨勢,在這種情況下,需要通過相應的溫度參數(shù)來對試驗結果進行有效的調整。
另外,在金屬材料高溫或則是低溫拉伸實驗開展中,試驗溫度一般與試驗速率一同產(chǎn)生作用,從而對于最終的試驗結果會產(chǎn)生非常大的影響。
除了已上所提出的幾點影響因素之外,金屬材料拉伸試驗還通常會受到試驗人員、試樣夾持以及引伸計裝夾等各個方面的影響。在試驗檢測工作開展過程中,對于相關的試驗人員而言,一定要對其中所存在的拉伸試驗影響因素進行全面的了解,從而對檢測工作的合理性提供良好的保障,通過這種方式才能對其中的試驗結果進行有效的控制。在具體的操作過程中,可以通過以下幾個方面來進行。
(1)試樣制備應具有一定的代表性。在對試樣進行制定的過程中,一定要保證所選擇的材料具備一定的代表性,不會對力學性能方面產(chǎn)生影響。在試驗工作開展過程中,人員一定要對取樣、制樣、驗收以及流轉等多個方面進行嚴格的控制,從而促進試樣的加工技術水平可以實現(xiàn)明顯的提升,對各個試樣中存在的差異進行縮小,對應力集中現(xiàn)象進行有效的控制,避免誤差現(xiàn)象的產(chǎn)生,從而為最終試驗結果的精準度提供良好的保障。
(2)儀器設備的量程以及精度應滿足一定的試驗要求。另外,試驗人員應該對設備的使用頻率等進行全面的掌握,在一定的時間內針對設備開展相應的維護保養(yǎng)工作,并在規(guī)定的時間內進行核查,積極參與到實驗室對比以及能力驗證等工作中,從而才能為設備的準確性以及使用過程中的穩(wěn)定性提供良好的保障。
(3)試驗速率控制。在對試驗速率進行控制的過程中,其控制方法以及速率的大小一定要滿足相關的規(guī)定要求,嚴格按照材料的不同特性開展相應的選擇工作,并做好整個過程中的記錄工作。在金屬材料拉伸試驗開展過程中,在一定的條件下,應該選擇應變速率的控制模式,在此基礎上才能對最終的試驗結果進行有效的分析。
(4)避免人為誤差。金屬拉伸試驗開展過程中,對于相關的試驗人員而言,在試驗夾持、引伸計裝卸、尺寸測量以及數(shù)據(jù)處理等工作中,一定要嚴格按照相關流程來開展工作,對整個過程中人為因素而產(chǎn)生的誤差現(xiàn)象實現(xiàn)合理的控制,從而才能對最終試驗結果的準確性提供良好的保障。
綜上所述,在金屬材料拉伸試驗工作中,最終的試驗結果經(jīng)常會受到多方面因素的影響,本文主要針對試樣、實驗儀器設備、試驗速率以及試驗溫度等幾項影響因素進行了深入分析,在此基礎上提出了相應的控制措施。結合實際情況,影響金屬材料拉伸試驗結果的影響因素比較多,其中一部分因素可以通過有效的方法進行控制和消除,只有在保證試驗條件相同的情況下,才能保證試驗結果對比的合理性,從而對試驗結果中存在的影響因素進行深入的分析,通過這種方式可以為最終拉伸試驗結果的準確性提供良好的保障。