试样宽度对st12钢板力学性能的影响

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1、试样宽度对st12钢板力学性能的影响检测中心胡丽鸣前言试验条件及方法试验结果分析与讨论总结1前言金属材料的力学性能是指材料在外加载荷（外力或能量）作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下所表现的行为。无论设计新产品，还是改进老产品，都有选材和计算截面尺寸的问题。由于材料的塑性流动、流动应力等诸多方面对于钢材尺寸变得十分敏感,表现出一系列明显的尺寸效应。目前，拉伸试验机都采用电子测试和试验数据的自动处理技术。在使用电子拉伸试验机时，正确地设置控制参数，精确地测量试样尺寸，是准确获得力学

2、性能指标的前提。本文用0.5mm厚的st12钢板加工成与轧制方向成0o、45o、90o方向的试样，分别检验试样的强度、应变硬化指数（n值）、塑性应变比（r值）、断后伸长率（A值），分析试样宽度对钢板力学性能的影响。2.试验条件及方法2.1试样根据GB/T228-2002标准规定加工取样，每个方向分别取三块宽度为10mm、15mm、20mm和25mm四种尺寸的试样。试样尺寸和化学成分分别见图1和表1所示。图1试样尺寸表1St12化学成分成分CSiMnPS标准要求（%）≦0.01无要求≦0.50≦0.0

3、25≦0.075测得值（%）0.0090.0410.1620.0110.0082.2试验条件及方法（1）用INSTRON5569电子拉伸试验机进行试验，拉伸速度在1mm处变速，第一速度控制在2mm/min,第二速度控制在25mm/min。根据GB/T5027-2007标准推荐的20%的应变水平，在应变水平达到21%后取下引伸计，之后采用位移控制。（2）塑性应变比（r值）计算：根据GB/T5027-2007定义塑性应变比（r值）为：在单轴拉伸应力作用下，试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实塑性应变比

4、。r=εb/εa。由体积不变的原理得到测试指定塑性应变水平下长度和宽度变化，计算塑性应变比r值。（3）拉伸应变硬化指数（n）值计算方法：根据GB/T5028-2008定义拉伸应变硬化指数（n）值为：在单轴拉伸应力作用下，真实应力与真实塑性应变数学方程式中的真实塑性应变指数。真实应力与应变数学方程式中的真实应变指数可表示为:s=C*en此方程转变为对数时为：lns=lnC+nlne在双对数坐标平面内的直线斜率即为拉伸应变硬化指数。（4）断后伸长率的计算方法：根据GB/T228-2002计算试样断后伸长

5、率的方法为：A=(Lu-Lo)/Lo*100%（5）强度的计算方法：根据GB/228-2002标准定义强度为：试样单位横截面积所受的力，计算方法为：Rp0.2=Fp0.2/So,Rm=Fm/So3.试验结果表2试验检验结果统计取样方向宽度（mm)n值(2%-20%)r值A值（%）Rp0.2(Mpa)Rm(Mpa)纵向（0o)100.24160.027635.25165310150.24552.045039.64165310200.24211.131040.62165310250.24941.1225

6、43.83165315横向（90o)100.23870.023937.86175315150.24092.633042.71175315200.24282.100545.07175315250.24401.870546.0717031045o方向100.23420.027537.96175315150.24222.142339.94170320200.24281.352740.95170320250.24601.308044.66165315上表中三个取样方向上数据的平均值如下表所示：表3平均值的计

7、算结果取样方向宽度（mm)n值(2%-20%)r值A值（%）Rp0.2(Mpa)Rm(Mpa)平均值100.23820.026637.02170315150.24292.240740.76170315200.24261.484242.21170315250.24651.402344.851653154.分析与讨论4.1.强度性能强度是单位面积所受的力，由公式Rp0.2=Fp/So，Rm=Fm/So知道，试样宽度增大，试样的横截面积增大，试样所承受的力随着宽度增大的比例而增大。由于试样取自同一块0.5

8、mm的st12钢板，在相同的试验条件下进行拉伸试验，试样的宽度的增加和减少对强度没有影响。4.2应变硬化指数（n值）应变硬化指数n值是指金属在整个变形过程中，当应力超过屈服强度后，在屈服力的作用下，变形不会继续，欲使其继续变形，必须增加外力。由表2和表3可知，用同一种材料取样进行多组试验，各个方向不同宽度变化的情况下强度没有明显差别，试样的均匀塑性变形范围内的真应力-真应变基本相同。因此，当试样宽度改变时，各个方向上的n值基本不变。4.3.塑性应变比（r值）塑性应变比