如何控制金属拉伸速率？

金属伸拉速度的管控，对屈服强度会造成不同程度的影响，过快或者过慢都结果都会造成一定程度上的质量问题。那么金属的伸拉速率控制在什么范围最为合适呢？本文对此内容进行研究了解，WE-60拉力试验机,研究开发出了采用指针在单位时间走过的格数(0. 6格～6格/秒),便可以解决老式拉力试验机存在的速率控制问题。

金属材料拉伸试验中拉伸速度的控制是非常重要的。因焊接熔敷金属中含氢较多, 拉伸速度过慢, 会形成较多的“鱼目"(氢在应力作用下,扩散聚集形成的孔洞)。 会使材料的伸长率和断面收缩率下降;拉伸速度过快,又会同钢材一样,因硬化不能得到回复而使屈服点σs和抗拉强度σb增大。特别是对那些屈服点 σs(或抗拉强度 σb)处于技术标准边缘的材料, 过快过慢的拉下测得的结果, 其客观性都不十分可靠。

G B228- 87金属拉伸试验方法规定: 材料的弹性模量 E≥1. 5×105N/mm2以上(一般材料的弹性模量 E= 19. 6×105～20. 6×105N/mm 2 以上( 一般材料的弹性模量 E =19. 6 ×10 5 ～ 20. 6 ×10 5 N/mm 2 ) , 其拉伸速率应控制在 3N/mm 2 ·s -1 ～30N/mm 2 ·s -1 之间。由于我们单位的拉力试验机为老式液压传动( WE60) , 试验操作中不能反映出单位面积、单位时间所加力的大小, 给工作带来了一定的困难。经过反复测试摸索, 我们用依据试验机表盘上指针 ,单位时间走过的格数( 或控制从加力到屈服的时 间) , 满足了 测试要求 , 达到 了GB228—87规定的标准。从而解决了实际操作中的困难。

现介绍如下:

以某材料长期统计测得的屈服点σs为

360N/mm2

那么:360N/mm2÷3N/mm2=120秒

式中:3N/mm2为GB228—87中规定的最

小拉伸速率3N/mm2s-1中的单位面积上的力。

360N/mm2÷30N/mm2=12秒

式中:30N/mm2为GB228—87中规定的

最大拉伸速率中的单位面积上的力。

试棒为Υ10mm的标准样,横截面积为78.54mm2,则试样屈服力

Fs=360N/mm2×78.54mm2

=28274N=28.27kN

WE60型拉力机挂A砣,内圈对应28.27kN的位置为70.7格(内圈每小格为0.4kN)。若以3N/mm2·s-1的速度进行拉试,

则:70.7格÷120秒≈0.6格/s

若以30N/mm2·s-1的速率进行拉试,

则:70.7格÷12秒≈6格/s。

为了保险起见,实测时可取3N/mm2·s-1

～30N/mm2·s-1的中间值,如取:15N/mm2·s-1速率,

360N/mm2÷15N/mm2=24秒

70.7格÷24s≈3格/s;

如取10N/mm2·s-1速率

360N/mm2÷10N/mm2=36s

70.7格÷36s≈2格/s

可知以10N/mm2·s-1的速率进行拉力试验,刚好与老标准GB228—76所给出的拉伸速率1kgf/mm2·s-1相吻合。

由于试样在屈服前处于弹性状态,其横截面不变,故该方法的假定是可行的。虽然屈服点σs是用统计方法得到的,而其可靠程度是高的。它能满足试验要求。特别是在不用两个速率(3N/mm2·s-1和30N/mm2·s-1)时,更有充分的把握。解决了使用老设备来满足技术标准规定的试验拉伸速率的要求了。

以上也可以通过记录拉伸开始到屈服之间力的增加量和时间延续量,找到单位面积、单位时间内所加负荷来满足拉伸应力速度3N/mm2°s-1～30N/mm2·s-1的要求。