塑形应变比测定

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第52卷第l期专钢技、b1．52NO．12009年3月ClSCTECHNOLOOYM~'ch2oo9冷轧薄板加工硬化指数及塑性应变比的测定及分析黄微涛郑建华黄艳向浪涛(重钢股份公司钢研所)摘要测定重钢生产的St14／SPCE的n值、r值，对试验结果进行分析，研究n值、r值在整个应变区间的变化趋势。关键词深冲薄板n值r值SPCEStl4Mensurationandanalysisonhardenabilityvalueandplasticityratioforprocessingflatcold-rolledsheet．HuangWeitao，ZhengJianhua，HuangYan，XiangLangtao(IronandSteelResearchInstituteofChongqingIronandSteelCo．Ltd．)AbstractNvalueandrvalueofStl4／SPCEwhichwasmanufacturedbyCSICWiltstested．Thetestingresultsa8wellasthechangetendencyofNvalueandrvalueinthewholechan6ngintervalwereanalyzed．KeywordsdeepdrawingplatenvaluervalueSPCEStl41前言用下，试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实众多研究表明，断后宽度缩减率、冲压开裂率、塑性应变的比为r值。即极限深拉比、孑L径伸长率是表征材料深冲塑性的主r=-66／8a(1)要指标。同时薄板材的加工硬化指数(n值)、塑性式中In(b，6b)，为宽度方向真实塑性应变；应变比(r值)又与以上指标有着良好的对应关系：=In(／)，为厚度方向真实塑性应变。由于长随着r值的增加，断后宽度缩减率也明显增加，而冲度的变形量比厚度的变形量测量更容易、更精确，压开裂率明显降低；n、r值越大，汽车专用板材的在塑性变形深长量不超过最大力对应的塑性伸长量深冲性能越好，极限深拉比越高；孑L径伸长率伴随范围内，由体积不变原理得到下式计算r值。着r值的增加而提高“】。r=ln(b／)／in(bo／Lb)(2)公司冷轧薄板厂在开发SPCE、Stl4深冲板初期，式中为试样进行制定应变后的标距、b为试样因缺少必要的检测手段未能开展n、r值的有关研究，进行制定应变后的宽度、为试样原始标距、为常出现产品冲压性能不稳定，成型性能较差，并伴试样原始宽度】。随出现冲压开裂的质量异议。为此，钢研所与薄板2．2应变硬化指数n值的测定原理厂共同确定了在钢研所补充少量的检测手段，将n试样在均匀塑性变形范围内以规定的恒定速率值、r值的测定工作开展起来，这为深冲薄板的n、r轴向拉伸变形。用整个均匀塑性变形范围的应力一值的研究创造了必要条件。应变曲线，或用均匀塑性变形范围的应力—应变曲2试验原理及试验方法线的一部分计算拉伸应变硬化指数T1值。在单轴拉2．1塑性应变比r值的测定原理伸力作用下，真实应力与应变数学方程式中的真实对试样进行拉伸实验，测试制定塑性应变水平应变指数可表示为下长度和宽度变化，应变水平应超过屈服延伸阶段，=kG”(3)并低于最大力时的塑性应变量。在单轴拉伸应力作式中，为真实应力，真实应变p。·35· 《冷轧薄板加工硬化指数及塑性应变比的测定及分析》2．3试验方法采用单轴拉伸试样方法，利用横向、纵向引伸试验材料确定为SPCE、Stl4钢种上，原料厂家计对试样宽度、长度方向应变进行测量，并自动绘为八钢和攀钢，产品厚度主要为1．0mm和O．8ram。制材料的应力一应变曲线，如图1。在均匀塑性变形此外，为比较材料塑性应变的各项异性情况，阶段下，根据引伸计采集到的试样达到规定应变下需要测定与轧制方向成0o、45o、90。方向试样的数据，利用rl、r值计算公式，自动计算出不同应变r、n值。下的n、r值，以评价材料的成型性能。_-一-_一，——l粪蕊翳一鬟l；；紫蠢l1拿。3描,2摩'f由瘅．睿，一‘。‘。‘图1一应变曲线注：曲线1为长度方向应变，曲线2为宽度方向应变。3结果及分析本不变化。当试样宽度在0．2mm波动范围，不同变3．1试样宽度精度的影响形量下r值波动范围从0．214到O．899，说明试样宽由于采用引伸计进行测定，试样的宽度精度对度的波动对材料塑性应变比的测试结果影响明显，测试结果影响明显，具体见表1，从表中数据可发现，而对加工硬化指数n值基本无影响。当标距内试样宽度有差异时，r值差别较大，n值基表1宽度精度与n、r值的关系因此，在现有设备条件下，采用集中加工，提3．2试样厚度的影响高剪切精度、减少磨床加工余量的方法，以减小宽取相同方向，以0。方向为例，不同厚度的SPCE度偏差，提高试样宽度精度。从对宽度的测试情况试样比较其r、n值的差异，见表2。从表中看出，来看，宽度12．5ram试样，实际宽度控制在l2．7～同宽度下厚度从0．8ram增大到1．0mm，相同变形量13．Omm。下的n、r值均出现不同程度降低。表2厚度与n、r值的关系·36· 《冷轧薄板加工硬化指数及塑性应变比的测定及分析》3．3试样方向的影响量下，r值在90o方向上高于0。方向，45。方向取相同厚度，不同方向Stl4试样比较其r、n值最小；n值在90。、45。、0。方向基本相等。的差异，见表3。从表中看出：相同厚度、相同变形表3试样方向与n、r值的关系3-4变形量对r值的影响2．221．81．61．41．210．83％5％89610％15％20％变形量图2r值与变形置关系图·37· 《冷轧薄板加工硬化指数及塑性应变比的测定及分析》取不同宽度、不同厚度、不同方向的试样，值开始减小，变形量为1520％时，r值急剧降低，分别取变形量在3％、5％、8％、10％、15％、20％当变形量为20％时，r值降低为最大值的50％左右。下进行了r值测试，得到的结果如表4、图2。从而通常的汽车专用板材r最大值在变形量15～图形走势来看，r值随着变形量增加，逐渐增大，20％时出现，这说明我们生产的深冲薄板能够承受当变形量为8—10％的时候，r有最大值，此后r的最大变形量较小，一般在810％附近。表4变形量与r值的关系4结论4．4随着冷轧薄板厚度的增加，相同变形量下的n、4．1试样的宽度精度对试验测定结果影响较大，制取r值均出现不同程度降低。试样要尽量提高精度。参考文献4．2检验的冷轧薄板r值随着变形量增加，逐渐增大，【l】梁新邦．力学试验标准化发展趋势【J】．理化检验一物理当变形量为810％的时候，r有最大值，此后r值分册，2003，39(1)：39—42．开始减小，变形量为15％一20％时，r值急剧降低，『2]GB／T5027—1999，金属薄板和薄带塑性应变比(r值)当变形量为20％时，r值降低为最大值的50％左右。试验方法【S】．4．3冷轧薄板r值与试样取向有关，90。时r值最『3]GB／T5028—1999，金属薄板和薄带JJn-r_硬化指数(n大，45。时最小，0。时居中；n值在90。、45。、值)试验方法【S】．0。方向基本相等。新日铁开发出从垃圾中提取氢的新技术据海外媒体报道，日本最大的钢铁企业新日铁垃圾加热使其碳化后，再在1300oC的高温条件下使从垃圾中提取氢的新技术开发取得了成功。其不完全燃烧，就可以提取出氢。此外，从垃圾碳新日铁以一般家庭和办公室垃圾为原料，利用化过程中排放出的煤焦油中也可以提取出氢。‘提取其新开发成功的技术，可以从这些原料中提取出供的氢主要用于汽车和家庭使用的燃料电池，提取氢燃料电池使用的氢。新日铁从其钢铁厂处理垃圾的的过程中产生的甲烷，则可以用作燃料使用，综合经验和技术中得到启迪，进而联想到可以采用高温利用效果很好。分解技术将有用的氢提取出来。新日铁在北九州的这项环保技术经过试验完全成功后，日本政府八幡制铁所已经建起了试验高温分解炉，日垃圾处将支持生产专用的高温处理分解设备，在全国各地理量可达20t。这项技术可以利用的垃圾原料包括各推广普及使用，届时将带来巨大的社会效益，收到种纸张和餐饮废弃物等城市垃圾，还包括塑料、木减排、节能和废弃垃圾再利用的三重效果。而新日材、废旧轮胎等工厂垃圾。使用该技术后，新日铁铁作为首家垃圾高温处理分解设备炉的生产企业，仅垃圾处理费就可以节省20％左右。通过这一新技术和新设备的开发和生产，可以为其据悉，日本经济产业省支援京都大学、北九州非钢业务部门创出一个新领域，而且是一项十分有市立大学和新日铁共同开发出了这一新技术，即将前景的环保、减排和节能的新产业领域。·38·