金属材料拉伸试验原始标距对断后伸长率的影响

金属 材料 拉伸试验原始标距对断后伸长率 的 影响 吴 伟 （攀钢 集团 研究院 有限公司 ） 摘 要 ： 为了解金属材料在室温拉伸试验中原始标距对断后伸长率的影响，取车轴钢加工成 10 别以 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80 试断后伸长率，并对试验结果进行分析。结果表明试样的原始标距长度对断后伸长率有着重要影响，断后伸长率随着原始标距变化而变化 。 试样的原始标距越长，断后伸长率越小；原始标距越短，断后伸长率越大。 关键词 ： 室温拉伸试验 ； 原始标距 ； 断后标距 ； 断后伸长率 0 引言 众所周知， 塑性是 材料安全可靠性的保证， 当零件遭受到过负荷时如果能够发生塑性变形 ， 它与应变硬化的配合，通过塑性变形来削减应力高峰，使之重新分配，从而就能够保证零件的 安全而避免突然断裂 和早期断裂。因此， 判定金属材料塑性变形好坏就显得十分重要 1。 断后伸长率是拉伸试验中一项重要指标，是判定塑性变形能力是否合格的重要依据。但是试样原始标距对断后伸长率存在着重要影响，为了解它们之间的关系， 笔者 对其进行了探讨。 1 试验材料和方法 本试验取车轴钢作为研究对象，分别以 10、 20、30、 40、 50、 60、 70、 80 试不同标距的断后伸长率。试样尺寸按照 2282002金属材料室温拉伸试验方法要求加工成 0 10 图 1所示。 在试样的平行长度上标记试样原始标距 照国家标准 228 2002金属材料室温拉伸试验方法，采用深圳新三思计量仪器制造有限公司生产的 试验机上用拉力拉伸试样至断裂。将试样断裂部分仔细地配接在一起使轴线处于同一直线上，并确保试样断裂部分适当接触后测量试样 断后标距原始标距长度和测试所得的断后标距长度代入公式0 0 100%中，计算断后伸长率 A。 2 试验结果 试样力 位移曲线 图 1 金属拉伸试验试样 0 0 d 110 44 2010 年第 33 卷第 2 期 按照国家标准 228 2002进行试验，得到车轴钢的力 位移曲线，如图 2所示。 从 图 2可 看出，车轴钢试样有明显的屈服现象；位移超过了 20 见其断后伸长率较好。 拉伸试验结果 试样的拉伸试验结果见表 1。 3 结果分析 试样断裂后的塑性伸长由均匀变形 阶段伸长与缩颈部分的集中伸长两部分组成，大多数形成缩颈的塑性金属，均匀变形阶段伸长要比缩颈部分的集中伸长小得多，一般均匀变形阶段伸长不超过缩颈部分集中伸长的 50%，如图 2所示。有试验结果表明，均匀伸长与试样标距长度成正比，即：均匀伸长= 0而缩颈部分的集中伸长与试样的横截面积的大小有关，即：缩颈部分的集中伸长 =0上两式中 a和 同一材料制成的试样， a和 此 塑性伸长 = 00 的表达式为： A=000 L =00 （ 1） 图 2 力 位移曲线 表 1 断后伸长率测试结果 试样 编号 m /10 /% % % % % % % % 1 号 470 710 号 490 750 号 490 745 号 485 745 号 480 745 均值 485 740 : 示试样原始标距为 10 的断后伸长率，其余类 推 。 因此， 对同一种材料只有在试样的00恒定的条件下，其断后伸长率才与试样尺寸无关，该值称为比例系数。若试样横截面积相同，而标距 式 (1)可见原始标距愈长其断后伸长率愈小，原始标距愈短其断后伸长率愈大 2。这也从理论上验证了本试验的规律。 车轴钢试样均为 10 横截面积相同 ，因此符合上述论证。 为了更进 一步了解试样的断后伸长率随原始标距变化规律，以原始标距为横坐标、断后伸长率的平均值为纵坐标，将试样的断后伸长率平均值随原始标距的变化绘成曲线，如图 3所示。 图 3 断后伸长率变化曲线图 力/1020304050607010 20 30 40 50 60 70 80L 0 / 钢 技 术 45 观察分析可以发现，当标距为 10 样的断后伸长率最高，当标距为 80 样的断后伸长率最低。这说明试样的断后伸长率都随着试样的原始标距变化而变化，当原始标距逐渐增大，试样的断后伸长率逐渐减小；反之，当原始标距逐渐减小，试样的断后伸长率就逐渐增大。表明试样的原始标距对断后伸长率影响很大。 4 结论 1) 试样的 原始标距长度对断后伸长率有着重要影响，断后伸长率随着原始标距变化而变化，试样的原始标距越长，断后伸长率越小；原始标距越短，断后伸长率越大。 2) 试验表明试样的原始标距应根据试样的原始尺寸确定，车轴钢等塑性好的材料用 10 。 参考文献 1 徐祖耀 ， 黄本立，鄢国强 北京：化学工业出版社， 2006:3. 2 戴雅康 . 金属材料常用力学性能试验方法 . 北京：科学普及出版社， 1990:12. 编辑 杨小琴 收稿日期： 2010 三月份世界粗钢产量创下 22 个月来新高 世界钢铁协会最新统计数据表明， 2010 年 3 月份，世界 66 个产钢国家和地区粗钢产量达到 t，同比增长 环比增长 创下自 2008 年 5 月份（ t）以来的月度新高，这也是历史第二高水平。 3 月份世界日均粗钢产量为 t，同比增长 环比增长 在亚洲， 3 月份中国粗钢产量达到 5 500 万 t，同比增幅达 日本粗钢产量 930 万 t，印度粗钢产量 550 万 t，同比增幅为 韩国生产粗钢 480 万 t，同比增长 在欧盟， 3 月份德国生产粗钢 400 万 t，同比激增 意大利粗钢产量 240 万 t，同比增长 西班牙粗钢产量 160 万 t，同比增幅达 33%。 3 月份，俄罗斯粗钢产量达到 550 万 t，同比增幅为 乌克兰生产粗钢 300 万 t，同比增长 土耳其粗 钢产量 220 万 t，同比增长 美国粗钢产量同比增幅高达 690 万 t；巴西粗钢产量同比激增 280 万 t。 此外，统计数据还显示， 2010 年一季度世界粗钢产量达到 t，同比增幅达 亚洲生产粗钢 t，同比增长 27%；欧盟 27 国粗钢产量 4 200 万 t，同比增长 37%