鋼絲檢測反復彎曲試驗影響因素分析

鄧勇禹偓李樂

（貴州省煤田地質局實驗室，貴州貴陽550081）

0 引言

在日常的鋼絲繩檢測過程中，發現有的鋼絲反復彎曲次數極限值相差較大，個別鋼絲繩拆股檢測反復彎曲值遠遠大于質量證明書上的最大值。本文將以一組試驗為例，分析其原因。

1 試驗儀器

這次試驗設備是寧夏青山試驗機有限公司生產的WJJ-6C型機動式彎折試驗機，在試驗機的撥桿部分有帶彈簧的張緊力裝置和彎折次數采集裝置。在試驗中，將彈簧下壓，使鋼絲通過固定卡口并將其固定，再松開彈簧，進行試壓。該儀器符合GB/T 238—2013《金屬材料線材反復彎曲試驗方法》的要求，此次試驗采用施加不同力來改變彈簧的張緊力，針對不同的撥桿孔徑、鋼絲彎曲程度及鋼絲安裝垂直與否等進行試驗，以分析其對試驗結果的影響。

2 試驗過程

為減少不同試驗樣品對結果的影響，采用同根鋼絲在不同的情況下進行彎折試驗。

2.1 試驗材料

選取規格為6×19+NF、抗拉強度為1 670 MPa、絲徑為1.70 mm、捻發ZS的貴州鋼繩股份有限公司生產的一般用途的鋼絲繩進行拆股試驗。根據GB/T 238—2013《金屬材料線材反復彎曲試驗方法》4.2.2要求，選取圓柱支座半徑為5 mm，撥桿孔為2.0 mm和2.5 mm的同根鋼絲進行試驗。在試驗機撥桿部分采用加壓砝碼質量來壓縮彈簧獲得不同的張緊力。

2.2 張緊力的確定

75 N的選取理由：按照GB/T 238—2013《金屬材料線材反復彎曲試驗方法》6.6的要求，試驗中為了確保試樣與圓柱支座圓弧面的連續接觸，可對試樣施加某種形式的張緊力，除非相關產品標準中另有規定，施加的張緊力不得超過試樣公稱抗拉強度相對力值的2%。此次試驗中，樣品絲徑為1.70 mm，公稱抗拉強度為1 670 MPa，其2%計算得出對應結果為75 N。

20 N的選取理由：為了使試驗結果有明顯差異，選取較輕的砝碼。

2.3 試驗環境

溫度22.3℃，相對濕度66.3%RH。

2.4 試驗結果

反復彎曲試驗結果如表1所示。

3 影響因素探討

3.1 撥桿孔直徑

從試驗結果可知，在張緊力為75 N時，撥桿孔直徑為2.0 mm和撥桿孔直徑為2.5 mm，反復彎曲最大差值為3次；在張緊力為20 N時，撥桿孔直徑為2.0 mm和2.5 mm，反復彎曲最大差值為3次。得出撥桿孔直徑對彎曲次數有影響。從數值方面看，撥桿孔直徑為2.0 mm時，彎曲次數重復性較好，離散度較小。

表1 反復彎曲試驗結果

3.2 試樣與圓柱支座軸線

從試驗結果可知，在張緊力為75 N時，撥桿孔直徑為2.0 mm和2.5 mm，反復彎曲最大差值分別為3次和4次；在張緊力為20 N時，撥桿孔直徑為2.0 mm和2.5 mm，反復彎曲最大差值分別為3次和4次。得出試樣與圓柱支座軸線是否垂直對鋼絲繩造成了影響，撥桿孔直徑小，影響也小。從數值方面講，試樣與圓柱支座軸線垂直，彎曲次數重復性較好。

3.3 試樣的彎曲

從試驗結果可知，在張緊力為75 N時，撥桿孔直徑為2.0 mm和2.5 mm，反復彎曲最大差值分別為3次和5次；在張緊力為20 N時，撥桿孔直徑為2.0 mm和2.5 mm，反復彎曲最大差值分別為4次和5次。得出試樣的彎曲對鋼絲繩造成了影響，撥桿孔直徑小，影響也小。

3.4 張緊力

從試驗結果可知，在撥桿孔直徑為2.0 mm時，張緊力為75 N和20 N，反復彎曲最大差值為3次；在撥桿孔直徑為2.5 mm時，張緊力為75 N和20 N，反復彎曲最大差值為5次。得出張緊力不同，試驗結果有所變化。從數值方面看，張緊力大，彎曲次數重復性好。

表2羅列了日常檢測過程中反復彎曲次數極值相差較大，結果離散度較大的幾種鋼絲繩。

GB/T 238—2013與GB/T 238—2002相比，對線材的公稱直徑上限、圓柱支承半徑做了變更，究其原因，不能有效地判斷鋼絲韌性，容易造成誤判，出錯率較高。一些試驗表明：對于小直徑的鋼絲所選取的彎曲半徑相對較小，使得反復彎曲不在同一點進行，所以反復彎曲試驗結果重復性較差、離散度較大。

4 結論和建議

影響鋼絲反復彎曲試驗結果的因素較多，在檢測過程中，要嚴格按照GB/T 238—2013《金屬材料線材反復彎曲試驗方法》相關規定進行操作：對于檢驗試樣，要盡可能平直，必要時可進行人為矯正，矯正過程不能損壞其表面；試樣與圓柱支座軸線越垂直，越能適應目前試驗狀態，保證結果的準確性。大量試驗結果表明：在符合國標的同時，隨著張緊力的增加，反復彎曲次數均不斷減小，為了保證試驗的一致性、可對比性，張緊力應接近或等于試驗公稱抗拉強度相對力值的2%，撥桿孔應選擇孔徑較小的。

表2 GB/T 238—2013與GB/T 238—2002幾種直徑鋼絲彎曲半徑選用

[1]金屬材料 線材 反復彎曲試驗方法：GB/T 238—2002[S].

[2]金屬材料 線材 反復彎曲試驗方法：GB/T 238—2013[S].

[3]WJJ-6C青山試驗機廠機動式彎折試驗機使用說明書[Z].

[4]一般用途鋼絲繩：GB/T 20118—2006[S].