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精密鋼管拉伸試驗測試簡介

更新时间:2019-10-31 17:49人气:8364
  中國鋼管信息港本網訊:在齒輪滲碳 、滲氮及碳氮共滲熱處理過程中,經常會碰到防滲方麵的題目 ,如齒輪軸的花鍵、螺紋部位的防滲。對此,可采用塗覆防滲塗料等方法進行局部防滲,使其在熱處理後直接獲得理想的硬度;另有部分齒輪采用防滲保護後直接淬火,淬火後防滲部位可直接進行切削加工。采用良好的熱處理防滲方法,不但可以使齒輪的防滲部位(硬度)達到產品技術要求,而且還可以簡化工序,降低熱處理本錢。目前 ,齒輪的防滲首要有塗覆防滲塗料防滲方法、鍍銅防滲方法及機械防滲方法等。可根據產品技術要求、特點及熱處理工藝,選擇不同的防滲方法。
  
  鋼管拉伸試驗機根據GBT228.1-2010金屬材料拉伸試驗機、GBT 7314-2005 金屬材料 室溫壓縮試驗機、GBT 232-2010 金屬材料 彎曲試驗機,適用於無縫鋼管、銅管、鋁管、不鏽鋼管、棒材、板材等靜態物理力學性能測試分析研究,也可根據GB、ISO、JIS、ASTM 、DIN、JG 、JT 、YB、QB 、YD、YY、QC、SY、SL、BB、HG等國際標準和行業標準進行試驗和提供數據 ,根據產品選配不同附具後可進行拉伸試驗。
  
  在說明鋼管拉伸試驗前,各位常州精密鋼管博客的朋友們,我想先給大家聊聊拉伸試驗的重視點:
  
  【1】金屬拉伸試樣幾何身分對拉伸性能的影響
  
  盡人皆知,試樣的幾何身分是個首要身分。但各企業對拉伸試驗的幾何尺寸,外形等的規定卻存在差別,是以有必要對此進行探討,便於各生產單位和使用單位之間的相互了解。本文對試樣的外形變化、寬度變化、不同平行長度對拉伸試驗性能的影響進行了討論;同時用光彈方法研究了板狀樣過渡圓弧半徑及試樣夾持部位等身分對拉伸試驗結果的影響。
  
  一、試驗材料及實驗條件
  
  試驗材料分別為薄板08Al、08F;中厚板X60、A3鋼 。均經化學成分檢驗,符合標準要求 ,加工試樣精度符合GB 6397-86 金屬拉伸試驗試樣標準, 要求拉伸試驗在萬能材料試驗機上進行。十字頭速度恒定為10mm/min;引申計符合ASTM E83C級要求;標距劃線機線間長度誤差小於0.1mm;光彈試驗在光彈議上進行。
  
  二、試驗結果和討論
  
  1.試樣對拉伸性能的影響
  
  按照GB/T228-2010 金屬拉伸試驗標準要求,中厚板既可取保存原表麵的板狀試樣,也可製成棒狀試樣測試拉伸性能。為表明二者是否存在差異,我們將X60(8mm厚)和A3(10mm厚)鋼板分別製成帶頭板狀樣和直徑為5mm的棒狀試樣進行實驗。采用短比例試樣。
  
  結果表明:兩種外形的試驗結果是有差異的。棒狀試樣的應力σ5較板狀試樣高得多。我們以為啟事在於;棒狀試樣經加工 ,表麵光滑 ,缺陷少;而板狀試樣兩表麵均為直接軋製麵,表麵缺陷相對多一些。另外,兩種試樣在拉伸時的應力和應變狀況也有差異 。棒狀試樣的派生應力σ2=σ3,ε2=ε3 ,四周縮變均勻,而板狀試樣σ2≠σ3,ε2≠ε3,也釀成的試驗的結果不同。
  
  2.試樣寬度對拉伸結果的影響
  
  板狀拉伸試樣的寬度,在其他身分相同的情況下,寬度保準也大不相同。為明確試樣寬度對拉伸機械性能的影響。我們分別取08Al冷軋板和08F熱軋板進行比較研究。
  
  試樣基本尺寸符合標準要求,固定其他尺寸,變化試樣寬度 。
  
  結果表明:在固定標距的情況下,隨試樣寬度增加,σ0.2或(σs)和σb有下降趨勢。我們以為:其啟事在於隨著試樣寬度的增加,派生應力σ2增加,試樣由單向拉伸逐步轉向平麵應力狀況,從而使參加流變的材料逐步增多之故。
  
  3.平行長度對板狀試樣拉伸性能的影響
  
  一般都以為:平行試樣長度越長,材料變形越均勻,伸長率就越大。但在實際工作中得出的結論卻並非完全如此。同時平行長度的增大引發試樣重量的增加,對材料也是一種浪費 ,因此需要明確一個範圍,在不同國家的標準中,我們同樣發現平行長度有差異 ,如有l0+b/2, l0+b, l0+2b, (b為試樣的寬度)。為進一步明確平行長度對拉伸試樣機械性能的影響,我們用08Al冷軋板研究了這一題目。
  
  試樣尺寸符合標準要求,固定其他尺寸,變化試樣平行長度。
  
  中國鋼管信息港本網訊:結果表明:平行長度的變化對σ0.2和σb無顯著影響,但卻明顯影響伸長率。我們以為:這首要是強度指標僅取決於試樣上最小截麵上所承受的應力,對厚度相同的材料來說,在標距內寬度一樣時,強度指標也應相同,但伸長率則不同 。在本試驗中,平行長度達到一定值後,伸長率值則趨於穩定且略有下降。我們以為:其啟事首要在於平行長度增加到一定值後 ,試驗夾具和過渡圓弧不在影響標距部分的變形 ,失穩點既可出現在標內,也可出現在標外 。平行長度越長試樣斷在中部的幾率也越小,伸長率值也就越分散 。這一點從平行長度為110mm時測值分散度明顯增大可以證實,也就是說平行長度應有一最好範圍。
  
  4.光測彈性力學試驗及結果分析
  
  為了直觀定性地研究板狀試樣過渡圓弧半徑及試樣夾持部位對拉伸試驗機械性能的影響,尋找公道的平行長度範圍,我們進行了光彈試驗,試樣經手工加工,試樣尺寸符合要求。為了消除加工應力,對試樣進行了退火處理。試驗結果可以看出平行長度的確定與過渡圓弧半徑R的大小有著密切的關係,過渡圓弧半徑R對板狀試樣的應力分布有明顯影響 ,為保證平行區變形均勻,R值應大於或即是30mm。當取R≥30mm時 ,按標準GB/T228-2002要求,平行試樣長度取l0+b0/2是適宜的。在拉伸試驗中 ,在保證試樣不滑落的情況下 ,試樣的夾持部位應當盡可能的闊別過渡圓弧。
  
  三、結論
  
  綜合上述試驗結果和分析,可以得出以下結論:
  
  1.中厚板取板狀試樣所測的試驗值有差異,鑒於不少標準對此未做明確的規定,此題目應當引發重視。
  
  2.試樣寬度對拉伸性能有影響,檢驗分析時應重視。
  
  3.平行長度的變化對應力值影響不大,但顯著影響伸長率。當試樣長度變化時,伸長率會有一最大值。
  
  4.過渡圓弧半徑R對板狀試樣的應力分布有明顯影響,為保證平行區變形均勻,R值應大於或即是30mm。
  
  5.當取R≥30mm時,按標準GB/T228-2002要求,平行試樣長度取l0+b0/2是適宜的。
  
  6.在拉伸試驗中,在保證試樣不滑落的情況下,試樣的夾持部位應當盡可能的闊別過渡圓弧。
  
  盡人皆知 ,拉伸試驗是對拉伸試樣施加軸向拉力直至試樣斷裂,來測試屈服強度、抗拉強度和斷麵收縮率等參數。為獲得精確、可靠的強度指標和塑性指標,保證拉伸試樣的尺寸符合相關標準的規定非常首要 。
  
  ASTM拉伸試驗方法中的重視點
  
  ASTM E8/E8M-2011《金屬材料拉伸試驗方法》和ASTM A370-2012《鋼產品的力學性能試驗方法和定義》(以下簡稱ASTM標準)規定了圓形拉伸試樣在平行長度部位可以有一個錐度。也就是說,在試樣平行長度的兩端至中間許可有一個斜度。
  
  精確丈量圓形拉伸試樣錐度的首要性
  
  由於在拉伸試驗中必須要先丈量試樣的原始直經,利用公式S=πR2 來計算試樣的橫截麵積。然後,用屈服力和最大力分別除以試樣的原始橫截麵積 ,才能測出屈服強度和抗拉強度。那麽對於塑性指標中的斷麵收縮率來說,用斷裂後試樣橫截麵積的最大縮減量與原始橫截麵積之比的百分率才能求出斷麵收縮率。所以,原始橫截麵積的誤差是影響終究測定的強度指標和斷麵收縮率指標的首要身分之一。是以,精確丈量ASTM標準中圓形拉伸試樣平行長度部位的錐度,便成為獲得以上參數的首要保障。
  
  試樣的尺寸參數及精度要求
  
  1 試樣的尺寸參數
  
  ASTM標準規定圓形拉伸試樣的首要尺寸為:直徑D=(12.5±0.25) mm,平行長度A≥60 mm,過渡段圓角半徑R≥10 mm 。
  
  2 試樣的錐度及要求
  
  ASTM標準對試樣的錐度作了明確的規定:在試樣的平行長度中,可以具有從試樣平行長度的兩端向中間逐步減小的一個錐度,並且還要求試樣的兩端直徑尺寸不能比中間部位大1%或不能大於0.10 mm(0.005 in) 。
  
  需要說明的是,當在計算圓形拉伸試樣的原始橫截麵積時,應在試樣的中間部位丈量直徑的尺寸 ,用中間部位最小的直徑尺寸(直徑D÷2,單位為毫米)來作為乘數計算原始橫截麵積。另外 ,試樣中間部位的外形並不是V形,也不是凹槽形,而是從試樣的兩端至中間逐步減小形成的一個微小的錐度(斜麵)。
  
  丈量設備與丈量方法
  
  1 丈量設備及參數
  
  丈量設備:19JA型萬能工具顯微鏡
  
  技術參數:物鏡放大倍數為3倍,目鏡放大倍數為10倍,總放大倍數為30倍;讀數精度值為0.0005 mm。
  
  2 丈量方法
  
  調整萬能工具顯微鏡兩端頂針的間隔,將試樣放在中間位置,使頂針正對試樣兩個端麵的中間孔部位。
  
  調整物鏡與試樣的焦距,使試樣處在目鏡的視野中,並達到清楚、明亮、均勻的狀況。
  
  由於試樣較大,平行長度≥60 mm,是以要分左、右兩部分進行丈量,才能丈量得精確、公道 。
  
  觀察目鏡中的米字線,見圖3,使米字線中的中間線與試樣影象進行瞄準定位,保證中間線與試樣的平行長度相重合。同時還要保證中間線與試樣的軸線平行,且不可歪斜。
  
  中國鋼管信息港本網訊:旋轉測微目鏡的讀數手輪,使中間線與試樣斜麵重合,直至米字線呈現出略有傾斜的狀況,見圖4。此時觀測讀數顯微鏡便可顯示試樣平行長度左邊部位的錐度數值。
  
  利用萬能工具顯微鏡-投影法丈量圓形拉伸試樣平行長度的錐度,操縱簡便,具有可行性。實際利用證實該方法丈量的數值真實、精確、可靠。通過該方法有效控製了試樣的加工精度,保證了試樣尺寸符合ASTM標準的要求。同時,也為保證精確測試強度指標和塑性指標打下了良好的基礎。
  
  對於中小口徑的鋼管 拉伸機可以夾的,一搬采用整管拉伸,對於口徑大的鋼管 我們一搬采用切片的方法進行拉伸試驗,切片如下圖:
  
  拉伸試驗的方法一定是按照產品類型而決定,在有效長度內,小直徑鋼管、薄壁鋼管試樣末端被壓扁,然後進行拉伸;大直徑鋼管在夾持部分塞進塞頭,以避免鋼管在測試過程中被壓扁,采用大型鋼管的標準化試樣,直接從鋼管壁上製取,試樣(縱向取樣)可能顯示的測試結果包含鋼管半徑曲線的影響是可能的,對於可靠性、在失效之前 - 這中帶弧形試樣的測試應采用合適的補償方式,可以將夾持部分壓同等。試驗力從500 N至2500 kN的材料試驗機,及合適的夾具工裝。
  
  不鏽鋼管的拉伸試驗:
  
  對於不鏽鋼成品分析和拉伸試驗的同一批不鏽鋼管應由任意同一爐鋼製造的具有相同尺寸和壁厚的不鏽鋼鋼管構成,每一規格尺寸小於DN150的不鏽鋼管,每批次不大於400根及其餘數為一批;每一個規格尺寸大於即是DN150的不鏽鋼管,每批次不大於200根及其餘數為一批。對於彎曲試驗,由一批不鏽鋼管應由任一批同一爐鋼製造的具有相同尺寸和壁厚的不鏽鋼管構成,每一規格尺寸的不鏽鋼管,每批次不大於400根及其餘數為一批。對於壓扁試驗,一批不鏽鋼鋼管應由同一爐製造的具有相同尺寸和壁厚的不鏽鋼管構成;沒一個規格尺寸大於DN50但小於DN150的不鏽鋼管,每批次不大於400根及其餘數為一批;每一規格尺寸大於即是DN150的不鏽鋼管,每批次不大於200根***餘數為一批。
  
  在不鏽鋼管生產標準中規定的拉伸試驗要求,應從每一批不鏽鋼鋼管抽取一根做試驗確定,對於小於即是DN50的不鏽鋼管,標準中規定的彎曲試驗應從每一批不鏽鋼管抽取一根做試驗確定 。用於標準要求的彎曲試驗應從每批不鏽鋼管中抽取5%在一端上做出。當一批不鏽鋼管的數目較少時,最少應對每一根鋼管進行試驗,若任一試驗有機加工缺陷或產生裂紋,則應予以報廢,且以另一根試樣作替換。
  
  中國鋼管信息港本網訊:若任一拉伸試樣的伸長率小於表中規定值,且其拉斷後的斷口距50mm的標距間的中點大於19mm,即試驗前在試樣表麵的標距範圍內劃有劃線,則應許可複式,若試樣由於內表麵或外表麵的裂紋擴展而斷裂時,則應許可複式。對大於或即是DN200的鋼管拉伸試樣 ,可沿縱向也可沿橫向切製;對於小於DN200的不鏽鋼管應隻用縱向試驗 。當圓形拉伸試樣被用於壁厚大於25.4mm的不鏽鋼管時,如此做試驗用的試樣的縱向上的長度中距應位於不鏽鋼管的內、外表麵的中間位置 。應從不鏽鋼鋼管中切下幾截作為第11節規定的彎曲試驗試樣,和壓扁試驗試樣。壓扁試驗試樣除用料頭製取者外 ,兩端應平整且無毛刺。

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