測(cè)試方法對(duì)測(cè)定金屬材料屈服強(qiáng)度的影響探析

王 帥，范語萱，侯 琳

（航空工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，陜西 西安 710089）

隨著我國現(xiàn)代化企業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)于機(jī)械化，電子化，信息化技術(shù)都有著新的技術(shù)要求，尤其是工程建設(shè)的發(fā)展，更加需要技術(shù)的絕對(duì)保障，同時(shí)，除了技術(shù)的要求，對(duì)于相關(guān)建設(shè)的金屬材料也有著一定的要求，為了對(duì)材料的使用效果以及應(yīng)用情況進(jìn)行充分了解和分析，需要先對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試，而屈服強(qiáng)度就是其研究測(cè)試最主要的方法，因此，屈服強(qiáng)度成為測(cè)定金屬材料必不可少的測(cè)定因素，本文就對(duì)于測(cè)定金屬材料屈服強(qiáng)度的測(cè)試方法進(jìn)行一定的探討，以供參考。

1 金屬材料屈服強(qiáng)度的測(cè)定

在屈服階段內(nèi)，出現(xiàn)的最高應(yīng)力稱為上屈服強(qiáng)度：試樣通過屈服應(yīng)力的作用，在進(jìn)行首次下降前所能達(dá)到的最高應(yīng)力。相反的，在屈服階段內(nèi)，所出現(xiàn)的最低應(yīng)力為下屈服強(qiáng)度，在屈服效用期間，從不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)開始的最低應(yīng)力，（初始瞬時(shí)效應(yīng)也是一種慣性效應(yīng)，是指從上屈服強(qiáng)度到下屈服強(qiáng)度進(jìn)行過渡時(shí)所產(chǎn)生的瞬時(shí)性的效應(yīng)，試樣的屈服特性以及肉柔度以及試驗(yàn)的操作以及速率等因素都會(huì)影響對(duì)于瞬時(shí)效應(yīng)的判定。）這也是對(duì)于上下屈服點(diǎn)所下的定義。上屈服強(qiáng)度的判定關(guān)鍵為屈服前的第一個(gè)盈利峰值，將其作為上屈服強(qiáng)度的判定依據(jù)，此時(shí)應(yīng)忽略第一個(gè)盈利峰值后的盈利數(shù)據(jù)。同時(shí)對(duì)于屈服階段的谷值也要作為主要判定因素之一，如果此時(shí)的屈服階段的谷值并不唯一，出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)數(shù)值情況，應(yīng)及時(shí)將第一個(gè)谷值數(shù)據(jù)舍棄，不予記錄，在其他谷值中挑選最小的數(shù)據(jù)來最為其屈服強(qiáng)度測(cè)試的選擇位置。在屈服強(qiáng)度位置判定過程中一旦出現(xiàn)下降谷，并只有一種情況，將其作為下屈服強(qiáng)度的測(cè)定位置[1]。當(dāng)然在其選擇測(cè)定過程中會(huì)出現(xiàn)沒有谷值的情況，也就是平谷現(xiàn)象，是在屈服階段內(nèi)出現(xiàn)屈服平臺(tái)現(xiàn)象的定義，應(yīng)將此時(shí)的屈服平臺(tái)作為下屈服強(qiáng)度來進(jìn)行判定，如果出現(xiàn)多個(gè)屈服平臺(tái)，并且呈現(xiàn)后者高于前者的趨勢(shì)，這時(shí)應(yīng)將屈服平臺(tái)的第一個(gè)平臺(tái)作為下屈服強(qiáng)度，其判斷依據(jù)為下屈服強(qiáng)度必須要低于上屈服強(qiáng)度。

2 金屬材料拉伸性能測(cè)量試驗(yàn)

2.1 拉伸速率的有效選擇

對(duì)于金屬材料拉伸性能試驗(yàn)要進(jìn)行一定的技術(shù)以及材料準(zhǔn)備，首先是對(duì)于要進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)的拉伸速率的選擇，拉伸速率對(duì)于金屬材料屈服強(qiáng)度的測(cè)定有著十分重要的作用，錙銖必較，因此，對(duì)于拉伸速率的選擇決不能草率為之，要嚴(yán)格依據(jù)國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來進(jìn)行精準(zhǔn)合理的選擇與測(cè)量。例如：與測(cè)量試樣等價(jià)等量的屈服階段內(nèi)的數(shù)據(jù)，其應(yīng)變速率應(yīng)要限制在每秒0.00025到0.0025之間，只有在這范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，才能保證等價(jià)等量的應(yīng)變速率能夠盡量保持其持久性、恒定性。通過這個(gè)實(shí)例可以看出，國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)于實(shí)驗(yàn)中應(yīng)變速率等的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用速率的界定比較寬松廣泛，對(duì)于某些特定實(shí)驗(yàn)，其中所需求的實(shí)驗(yàn)條件以及試驗(yàn)速率會(huì)超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍，此時(shí)實(shí)驗(yàn)所需的金屬材料會(huì)受到超過標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)因素的影響而導(dǎo)致差異的累積與增大。

2.2 金屬材料屈服強(qiáng)度的控制

在進(jìn)行下屈服強(qiáng)度的測(cè)試過程中，其具體控制操作方式的選擇，要與實(shí)際相結(jié)合，根據(jù)科學(xué)合理的情況實(shí)時(shí)分析并進(jìn)行技術(shù)操作控制的選擇。

不同的屈服階段，會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)所用的試樣呈現(xiàn)不同的表現(xiàn)情況，其主要原因是本身的塑形延伸由于屈服階段的不同而存在范圍內(nèi)的差異，導(dǎo)致屈服應(yīng)力也不穩(wěn)定，在一定范圍內(nèi)上下擺動(dòng)。因此，應(yīng)力速率的合理控制在此時(shí)格外重要，對(duì)于應(yīng)力速率的改善，不僅體現(xiàn)在控制程度的加強(qiáng)，同時(shí)，應(yīng)力速率控制的有效化也是一大重點(diǎn)優(yōu)化對(duì)象。電子萬能試驗(yàn)機(jī)時(shí)常會(huì)因?yàn)槭艿綐O端環(huán)境的影響而進(jìn)入無法輕易消除的失控狀態(tài)。應(yīng)力速率的有效控制會(huì)穩(wěn)定電子萬能試驗(yàn)機(jī)因?yàn)闇y(cè)量時(shí)由于速度的轉(zhuǎn)換而出現(xiàn)的波動(dòng)，進(jìn)而保障電子萬能試驗(yàn)機(jī)所測(cè)量出的數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性以及科學(xué)性。

3 影響測(cè)定實(shí)驗(yàn)的速率分析

為了保證實(shí)驗(yàn)正常無誤的進(jìn)行，需在實(shí)驗(yàn)前對(duì)在實(shí)驗(yàn)中所應(yīng)用到的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)全面的柔度測(cè)定。（柔度就是試驗(yàn)機(jī)在受到力時(shí)的所產(chǎn)生的變形量。）測(cè)定應(yīng)用金屬材料拉伸性能實(shí)驗(yàn)中試驗(yàn)機(jī)的系統(tǒng)柔度，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中試驗(yàn)機(jī)的速率控制有著不可磨滅的作用。然而，傳統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)柔度測(cè)定，由于受到一定實(shí)驗(yàn)條件以及其他客觀因素的影響而導(dǎo)致相關(guān)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)定受到一定的局限。并且實(shí)際試驗(yàn)操作有著不可重復(fù)性以及系統(tǒng)復(fù)雜性。無論是從能量運(yùn)用還是從速率比較的角度上分析，試驗(yàn)機(jī)的系統(tǒng)柔度計(jì)算測(cè)定都隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步而得到一定的革新優(yōu)化，新的試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)柔度測(cè)定方法的應(yīng)用，以及通過利用Origin科學(xué)計(jì)算軟件對(duì)與拉伸實(shí)驗(yàn)所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)、高效、系統(tǒng)、精準(zhǔn)的處理，從而達(dá)到對(duì)于應(yīng)用在金屬材料拉伸性能實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)柔度的測(cè)定。使數(shù)據(jù)結(jié)果更加精準(zhǔn)和適用。

4 控制速率對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的影響

在運(yùn)用應(yīng)變控制速率來進(jìn)行金屬材料有關(guān)性能測(cè)試的實(shí)驗(yàn)時(shí)，其最終的相關(guān)測(cè)量結(jié)果受屈服階段的屈服強(qiáng)度影響較大，導(dǎo)致其直接測(cè)試的測(cè)試結(jié)果有著一定的波動(dòng)，而運(yùn)用位移控制速率來直接進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，與應(yīng)變控制速率應(yīng)用相比，結(jié)果受影響較小，結(jié)果較穩(wěn)定。這充分說明在兩種速率控制方式下所進(jìn)行的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中屈服階段中瞬時(shí)效應(yīng)下的曲線特點(diǎn)呈現(xiàn)不同，一定比較之下，位移速率控制下的較為精準(zhǔn)。

5 結(jié)語

通過以上個(gè)人簡(jiǎn)要的講解以及系統(tǒng)的分析，可以得知對(duì)于屈服點(diǎn)的選定與掌握不能完全依賴于機(jī)械統(tǒng)計(jì)總結(jié)的數(shù)據(jù)，也要結(jié)合相關(guān)操作情況，相同速率下的操作測(cè)定試驗(yàn)才更加有對(duì)比性，只有在這樣的情況下，試驗(yàn)所測(cè)定的屈服強(qiáng)度才會(huì)更加有實(shí)用性以及可靠性。保障屈服點(diǎn)選擇的嚴(yán)格謹(jǐn)慎與科學(xué)合理，對(duì)于金屬材料屈服強(qiáng)度的測(cè)定有著舉足輕重的意義，金屬材料精準(zhǔn)的屈服強(qiáng)度測(cè)量對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)制造有著不可代替的重要作用，由不得半分疏忽大意，只有這樣，工業(yè)生產(chǎn)的源泉-良好性能的金屬材料才能生生不息，為工業(yè)的生產(chǎn)制造提供優(yōu)良的生產(chǎn)原料以及生產(chǎn)環(huán)境。

[1]劉剛.測(cè)試方法對(duì)測(cè)定金屬材料屈服強(qiáng)度的影響研究[J].工程技術(shù)研究,2017(08):101-102.