钢材拉伸性能精确检验技术研究.pdf

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1、莱钢科技2014年8月钢材拉伸性能精确检验技术研究卢爱凤，王晶，王彦国，李红柳，陈华(宽厚板事业部)摘要：系统研究了拉伸试验性能指标的影响因素，从取样方向、取样位置、试样加工和尺寸偏差、试验参数选定、试样夹持、定位装置及试验设备本身精度等方面对影响材料性能测定的因素进行统计分析，并针对影响因素和机理进行研究和改进，提出有效的实施对策，从而使检验精确度得到了大幅提高。关键词：拉伸试验；精确度；力学性能对最终的试验结果带来影响。通过对比美国标准0前言ASTMA36B钢板的不同取样方向、取样位置、试样材料的拉伸试验是金属材料

2、性能检验的最基本的加工和尺寸偏差，研究其拉伸试样的制备对于拉试验，通过该试验得到材料的强度指标和塑性指标，伸试验结果的影响，将试样加工对拉伸性能测试的这些数据不仅是零件设计、选材的重要依据，也是影响降到较低的水平。钢铁企业验收技术标准和鉴定材料的依据，更是对1．1．1取样方向对拉伸性能的影响产品的工艺进行质量控制的重要参数。因此，该指试样材料选用A36钢板，分别取相对于轧制方标的测试准确度非常重要，其测试的准确度不仅为向为纵向、横向和45。方向的矩形拉伸试样。试样生产的工艺改进提供可靠依据，减少产品波动，提高的取样方向

3、如图1所示。矩形试样均加工成标准拉生产效率，而且提高企业的产品品牌形象和市场竞伸试样，试样尺寸如图2所示。争力。经过调查和分析，在拉伸试验检验过程中，无论l轧制方向是在标准的执行、设备的正常使用，还是测试人员的技术水平方面，都存在可以进一步改进和优化的空间。本文从试样取样方向、取样位置、试样加工和尺i，寸偏差、试验参数选定、试样夹持等方面对影响材料／性能测定的因素进行统计分析，并针对影响因素和k：⋯⋯⋯E毒互；童宙⋯⋯．纵向机理，加以研究和改进。图1拉伸试样取样方向1试验过程与分析1．1试样的制备试样加工前需按要求选取

4、试样的取样位置，国家标准中已给出详细规定，特别是在新修订的GB／T228．1—2010中对此项内容做了更严格的规范界图2矩形拉伸试样定。因此，试样的取样部位必须要严格按照标准实采用WAW一1000D万能试验机进行室温拉伸施，但在实际过程中由于人员操作等因素的偏差，会试验。由表1可见，不同的取样方向A36钢板的抗拉强度、屈服强度及断后伸长率的值存在明显差异，作者简介：卢爱凤(1975一)，女，1995年毕业于哈尔滨工业大学威海垂直于轧制方向力学性能最差，45。方向次之，沿轧分校机械制造工艺及设备专业。质量工程师，主要从事

5、钢材物理性制方向性能最好。这是因为受连铸坯结晶组织特点能检验和金相检验技术管理工作。的限制，轧制时柱状晶易于在变形过程中转向，使轧35卢爱凤，等：钢材拉伸性能精确检验技术研究第4期(总第172期)制rnJ的变形纤维具有方向性。另外，夹杂物也会直径在标距范围内处处均匀一致，形状的偏差不J．沿主变形方向流动排列形成金属纤维组织，从而造避免。一般试样在加工过程中造成的形状公差有以成金属材料性能的各向异性。一般在平行于轧制方下三种情况：1)一端大，另一端小；2)两端大，中间向上材料的拉伸性能较好，而在垂直于轧制方向上小；3)中

6、问大，两端小。其中最常见的情况是一端拉伸性能较差。大，另一端小。以相对两面加工矩形试样为例，其拉表1不同取样方向的力学性能指标伸强度指标为：去式中：R——拉伸强度；F——拉力；a——试样原始厚度；b——试样加工后的实际宽度。在试验进行前应对试样多测量几组数值，在试1．1．2取样位置对拉伸性能的影响样标距范围内选择最小值进行记录，尽可能使试样A36H型钢不同取样部位的力学性能指标见断裂面与测量部位吻合。由于多种因素的影响，试表2。样断裂部位并非在测量原始尺寸的部位，这时形状表2不同取样部位的力学性能指标公差就会给拉伸试验

7、结果带来影响。假设试样的宽度公差为A，则以a。和b。±A为原始尺寸计算得到的强度指标R为：耘因此，对于形状公差引起的强度测量的相对误差1可按下式计算：由表2可见，对于在翼缘和腹板的不同部位取Rl—o△样的H型钢，其拉伸性能也存在差异，抗拉强度相01T±差16MPa，屈服强度相差26MPa，断后伸长率相差由上式可见，拉伸试样的形状公差对材料的拉约11．5％。可见取样部位对试验结果有着不可忽伸性能有影响，b。越小对a．影响越大，也就是说形视的影响，究其原因是金属材料加工成形过程中其状公差对小尺寸试样的影响更明显。因此在拉伸

8、试化学成分、组织结构、冶金缺陷以及加工变形等的不样的制备中，应提高对试样形状公差的控制要求，尤均匀性，使得同一批次、甚至同一产品的不同部位力其是对小尺寸试样。学性能出现差异。按照ASTMA370／A370M一其次是试样中存在的问题，试样加工目前仅仅2007H型钢翼缘宽度大于200mm时拉伸试样应从是尺寸上的要求，至于加工过程中机床