牛盼杰 吳 暉 蔡志剛

(武漢鋼鐵集團(tuán)鄂鋼公司質(zhì)檢中心，湖北 鄂州 436002)

0 引言

絕大部分的鋼板都需要做拉伸、沖擊和彎曲試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)，且拉抻檢驗(yàn)是檢測(cè)金屬材料質(zhì)量的最主要方法之一。拉抻檢驗(yàn)是指在承受軸向拉伸載荷下測(cè)定材料特性的試驗(yàn)方法，利用這種方法得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長(zhǎng)率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度以及其它拉伸性能指標(biāo)。不同的溫度下進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)也會(huì)有微弱的偏差。

1 影響鋼板拉伸試驗(yàn)檢測(cè)精度因素的分析

1.1 工作人員方面的影響因素

縱觀整個(gè)試驗(yàn)流程，可自由活動(dòng)的工作人員為試驗(yàn)中最大的變量，因此工作人員的綜合技能與素質(zhì)就顯得尤為重要。首當(dāng)其沖的便是過(guò)硬的知識(shí)儲(chǔ)備，這可以讓工作人員在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確地判斷出鋼板的取樣是橫向還是縱向，不同的方向?qū)︿摪宓睦煸囼?yàn)有著不同的結(jié)果影響，如果知識(shí)儲(chǔ)備量過(guò)硬，即使在試驗(yàn)中大腦反應(yīng)不過(guò)來(lái)，肢體記憶也會(huì)進(jìn)行下意識(shí)的準(zhǔn)確判斷，這對(duì)一場(chǎng)試驗(yàn)的成功與否起著重要的作用。其次，工作人員還要有超強(qiáng)的手感與熟練的車床技術(shù)，因?yàn)樵囼?yàn)前在剪好適合的尺寸樣坯后，還需要用車床對(duì)樣坯進(jìn)行加工，把可能影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素從樣坯上清除，以此確保樣品完全符合試驗(yàn)要求，不會(huì)被所謂的變量所干擾。另外，對(duì)于工作人員來(lái)說(shuō)，好的視力與細(xì)心的觀察力也尤為重要，這是因?yàn)樵谠囼?yàn)最后，進(jìn)行人工檢驗(yàn)時(shí)樣本測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響到試驗(yàn)結(jié)果的走向，防止試驗(yàn)在最后一刻功敗垂成。在鋼板拉伸時(shí)，工作人員要嚴(yán)格按照正確的步驟進(jìn)行操作，在利用冷冰冰的全自動(dòng)機(jī)械進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，工作人員也要及時(shí)地把數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)去，尤其是在游標(biāo)卡尺的使用方面，一丁點(diǎn)的數(shù)據(jù)失誤都極有可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，這是一份既枯燥又需要細(xì)心的工作，所以在選拔工作人員時(shí)一定要定好標(biāo)準(zhǔn)，不僅要沉得住氣，還要膽大心細(xì)，如此一來(lái)，在人工方面才不會(huì)對(duì)試驗(yàn)造成太大的影響。

1.2 機(jī)械儀器方面的影響因素

試驗(yàn)中需要用到的所有機(jī)械儀器，都有可能引起變量的產(chǎn)生，因此在選取試驗(yàn)用具時(shí)，一定要確保所有儀器均未達(dá)到試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的合格產(chǎn)品。另外，在試驗(yàn)前要檢查機(jī)械儀器的精度是否正常，如果有異常一定要及時(shí)修理或者更換儀器，在找不到合適的替代品之時(shí)，要立即終止鋼板拉伸試驗(yàn)，否則不僅浪費(fèi)了人力物力，勉強(qiáng)試驗(yàn)得出的結(jié)果也不能作為參考的依據(jù)，費(fèi)力又不討好。這是試驗(yàn)中至關(guān)重要的一點(diǎn)，但不排除有些試驗(yàn)人員存在著或多或少地僥幸心理，認(rèn)為只有一點(diǎn)的偏差不至于影響大數(shù)據(jù)的結(jié)果，因此，試驗(yàn)的管理人員不僅要在口頭上叮囑，書(shū)面文件的出臺(tái)更可以有效地遏制此類現(xiàn)象發(fā)生。針對(duì)這種情況，筆者一直心存疑問(wèn)，有的人無(wú)論對(duì)他作出怎樣的口頭限制，錯(cuò)誤該犯還是犯，但如果有了一紙扣上公章的書(shū)面文件，人們看到就會(huì)不由自主地重視起來(lái)，牢牢地記在心里，并從心里認(rèn)為如果犯了錯(cuò)誤是很嚴(yán)重的一件事。言歸正傳，其實(shí)不止機(jī)械儀器精度會(huì)導(dǎo)致變量的產(chǎn)生，同一項(xiàng)試驗(yàn)如果用的不同的儀器，結(jié)果也會(huì)或多或少地出現(xiàn)偏差。比如舊的儀器和新的儀器，國(guó)產(chǎn)的儀器和進(jìn)口的儀器等，因此在試驗(yàn)中也要確保儀器的從一而終，萬(wàn)不可“始亂終棄”。

1.3 鋼板自身方面的影響因素

鋼材的種類多種多樣，不同的構(gòu)成成分也會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成一定的偏差，另外筆者通過(guò)研究大量的資料，發(fā)現(xiàn)鋼材中碳元素的含量與鋼材的拉伸程度成正比，換言之，碳元素的含量越低，鋼材拉伸的強(qiáng)度就越低，反之亦然。鋼板在生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)行的熱處理亦會(huì)對(duì)鋼板的自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，因此在試驗(yàn)時(shí)要格外注意這種隱藏變量是否存在。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果表明同一塊鋼材相近的兩個(gè)位置存在較大的結(jié)果差異時(shí)，大致有2種原因存在：一是由于試驗(yàn)中出現(xiàn)了操作失誤；二是鋼材自身存在一定的缺陷。操作失誤自不必說(shuō)，但如果是鋼材本身存在缺陷的話，就需要選取新的樣坯，重新進(jìn)行試驗(yàn)。

1.4 試驗(yàn)過(guò)程中環(huán)境的影響因素

環(huán)境是一個(gè)很大的概念，在此次試驗(yàn)中，我們所說(shuō)的環(huán)境主要指的是溫度，也可以理解成溫度對(duì)鋼板拉伸試驗(yàn)檢測(cè)精度的影響。眾所周知，每個(gè)物體都有它所謂的熔點(diǎn)，當(dāng)溫度升高到熔點(diǎn)時(shí)，物體會(huì)漸漸地由固態(tài)化為液態(tài)，待到溫度降低，物體也會(huì)隨之凝固，但重新凝固出來(lái)的物體必然與原型大不相同。而我們的試驗(yàn)與這個(gè)概念有著異曲同工之處。大多數(shù)普通的金屬材料，當(dāng)然也包括鋼材，他們的抗拉強(qiáng)度與溫度的變化成反比，也就是說(shuō)，當(dāng)溫度升高時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度會(huì)降低，因此試驗(yàn)過(guò)程中，為了保證試驗(yàn)效果，需要不停地給鋼材降溫，就好比給一個(gè)處于高燒的病人不停地?fù)Q額頭上冰涼的手巾一樣。通常情況，試驗(yàn)時(shí)的溫度會(huì)控制在17～36 ℃，具體的溫度由試驗(yàn)室的情況決定，沒(méi)有固定的溫度。

1.5 操作方法的影響因素

文中之前已經(jīng)提到過(guò)工作人員的影響因素，但除了提到過(guò)的那些之外，在人工方面還有另一個(gè)影響因素存在，就是人工的操作。由于試驗(yàn)方法的不同，所運(yùn)用到的儀器也不盡相同，有的為全自動(dòng)式，有的為半自動(dòng)式，再簡(jiǎn)陋一點(diǎn)的試驗(yàn)室可能需要全手動(dòng)。全自動(dòng)的自不用提，只要記錄好數(shù)據(jù)，不出差錯(cuò)便萬(wàn)事大吉了，但半自動(dòng)的儀器，則需要工作人員手動(dòng)來(lái)調(diào)整儀器例樣板的位置，我們稱之為“夾持法”。進(jìn)行加持的時(shí)候要尤為注意，如果反應(yīng)慢一點(diǎn)或因?qū)x器的不熟練而導(dǎo)致操作不當(dāng)?shù)脑?，極易引起試驗(yàn)結(jié)果的偏差，因此在試驗(yàn)中一定要盡量避免此類事件的發(fā)生，可以多個(gè)工作人員一同協(xié)助，合作完成，也可以在機(jī)械儀器上裝上輔助式的裝備，這2種方法都可以有效地減少意外的發(fā)生，從而提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

2 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)鋼板拉伸試驗(yàn)中所涉及5個(gè)方面進(jìn)行了研究，通過(guò)分析可知，影響鋼板拉伸試驗(yàn)檢測(cè)精度的因素遠(yuǎn)不止5個(gè)方面，只不過(guò)這些方面是存在試驗(yàn)中的普遍問(wèn)題，且都有著舉足輕重的地位，因此重視對(duì)這些方面的管理是當(dāng)前改變?cè)囼?yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確的主要途徑之一。另外在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，無(wú)論是工作人員，還是機(jī)械設(shè)備，亦或貫穿整場(chǎng)的試驗(yàn)室，都要嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)的規(guī)章制度，且保證試驗(yàn)室的整體環(huán)境也是十分重要的，畢竟做試驗(yàn)這么嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊豁?xiàng)工作，是與亂糟糟的場(chǎng)地格格不入的。筆者僅以此文提出自己淺淡的建議，以供眾多的研究人員進(jìn)行參考，尚有不足之處筆者也會(huì)在未來(lái)的研究中繼續(xù)努力，可能之后還會(huì)有類似的文章發(fā)表，以彌補(bǔ)本篇文章的缺憾，也請(qǐng)廣大讀者拭目以待。