金屬拉伸試驗(yàn)需注意的兩個問題
雖然說每一個試驗(yàn)機(jī)廠家對金屬拉伸都很熟悉，但是真正完夠把標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)后面的理由吃透的廠家并不多，所以現(xiàn)在每一個試驗(yàn)機(jī)廠家在指導(dǎo)用戶完成金屬拉伸試驗(yàn)的時候一般是從他們自己設(shè)備的能力出發(fā)，以zui簡單的方式來完成試驗(yàn)，比如全部以橫梁位移的速度來完成整個試驗(yàn)過程。金屬拉伸試驗(yàn)還是有很多細(xì)節(jié)問題非常值得我們重視。
首先是拉伸速度的問題。在彈性變形階段，金屬的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。這時候如果以橫梁位移控制來做拉伸試驗(yàn)，那么速度太快會導(dǎo)致整個彈性段很快就被沖過去。以彈性模量為200Gpa的普通鋼材為例，如果標(biāo)距為50mm的材料，在彈性段內(nèi)如以10mm/min的速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，那么實(shí)際的應(yīng)力速率為 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的鋼材屈服強(qiáng)度就小于600Mpa，所以只需要1秒鐘就把試樣拉到了屈服，這個速度顯然太快。所以在彈性段，一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者負(fù)荷控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段以后，載荷增加不大，而變形增加很快，所以為了防止拉伸速度過快，一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB228-2002里面建議了，“在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)（材料彈性模量E/（N/mm2）＜150000，應(yīng)力速率控制范圍為2—20（N/mm2）?s-1、材料彈性模量E/（N/mm2）≥150000，應(yīng)力速率控制范圍為6—60（N/mm2）?s-1＝。若僅測定下屈服強(qiáng)度，在試樣平行長度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/s～0.0025/s之間。平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。
在塑性范圍和直至規(guī)定強(qiáng)度（規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度）應(yīng)變速率不應(yīng)超過0.0025/s。”。這里面有一個很關(guān)鍵的問題，就是應(yīng)力速度與應(yīng)變速度的切換點(diǎn)的問題。是在彈性段結(jié)束的點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力速度到應(yīng)變速度的切換。在切換的過程中要保證沒有沖擊、沒有掉力。這是拉力試驗(yàn)機(jī)的一個非常關(guān)鍵的技術(shù)。
其次是引伸計的裝夾、跟蹤與取下來的時機(jī)。對于鋼材的拉伸的試驗(yàn)，如果要求取zui大力下的總伸長（Agt），那么引伸計就必須跟蹤到zui大力以后再取下。對于薄板等拉斷后沖擊不大的試樣，引伸計可以直接跟蹤到試樣斷裂；但是對于拉力較大的試樣，的辦法是試驗(yàn)機(jī)拉伸到zui大力以后開始保持橫梁位置不動，等取下引伸計以后在把試樣拉斷。有的夾具在夾緊試樣的時候會產(chǎn)生一個初始力，一定要把初始力消除以后再夾持引伸計，這樣引伸計夾持的標(biāo)距才是試樣在自由狀態(tài)下的原始標(biāo)距。
