淺談彎曲撓度對鋼產(chǎn)品力學(xué)性能的影響

王錫龍

摘 要：隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對于汽車板產(chǎn)品的需求也越來越大，如何確保準(zhǔn)確地檢測汽車板產(chǎn)品的物理性能已經(jīng)成為我們需要面對的新難題。室溫單向靜拉伸試驗(yàn)可以揭示金屬材料在室溫環(huán)境中靜載荷作用下常見的力學(xué)行為，其中力學(xué)性能作為金屬材料的最基本性能指標(biāo)之一，可以為產(chǎn)品的生產(chǎn)與測評提供可靠的依據(jù)。汽車板產(chǎn)品在卷取成卷時會產(chǎn)生彎曲撓度，從而對材料力學(xué)性能的檢測產(chǎn)生影響。在全自動拉伸試驗(yàn)機(jī)上對目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行了力學(xué)性能測試，總結(jié)得出：彎曲撓度會使屈服強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低，但對抗拉強(qiáng)度和延伸率影響不大。

關(guān)鍵詞：彎曲撓度 拉伸試驗(yàn) 力學(xué)性能

中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（b）-0109-03

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)成為了我們生活中不可或缺的一部分，作為汽車板產(chǎn)品質(zhì)量的保障，其物理性能測試結(jié)果的準(zhǔn)確性已經(jīng)變得尤為重要。由于汽車板產(chǎn)品在卷取成卷時會產(chǎn)生包申格效應(yīng)[1]，導(dǎo)致材料的物理性能測試結(jié)果出現(xiàn)偏差。對此，進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)條件

依據(jù)GB/T2975-1998[2]《鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備》中規(guī)定，在一塊600mm×1500mm鋼板寬度1/4處相鄰剪取270mm×28mm橫向拉伸樣坯16件，對其中8件樣品進(jìn)行矯正后使用全自動加工設(shè)備將拉伸樣坯制備成標(biāo)準(zhǔn)板型拉伸試樣，試樣制備尺寸如圖1所示，完全符合GB/T228-2010[3]《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》附錄中的相關(guān)規(guī)定。

2 試驗(yàn)方法

依據(jù)GB/T 2975-1998[2]《鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備》中規(guī)定，在一塊600mm×1500mm 鋼板寬度1/4處相鄰剪取270mm×28mm橫向拉伸樣坯16件，對其中8件樣品進(jìn)行矯正，矯正結(jié)果如圖2所示。然后對此16件樣品進(jìn)行加工，其加工結(jié)果如圖3所示。

依照GB/T 228-2010[3]《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》附錄中的相關(guān)規(guī)定，對此16件樣品進(jìn)行物理性能測試。

3 試驗(yàn)結(jié)果

在Zwick Z250電子拉伸試驗(yàn)機(jī)上對上述16件樣品進(jìn)行測試，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

4 分析討論

依據(jù)表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率矯正前后對比結(jié)果見圖4、5、6所示。

屈服強(qiáng)度測試結(jié)果是通過引伸計(jì)測定的，試樣經(jīng)歷了彎曲、伸直、屈服、拉斷的過程。（1）引伸計(jì)在試驗(yàn)過程中會記錄試樣由彎曲到伸直的過程，當(dāng)引伸計(jì)記錄變形達(dá)到0.1mm時，試驗(yàn)機(jī)會記錄此時的屈服強(qiáng)度值，而真實(shí)的屈服強(qiáng)度值應(yīng)在之后才能測得。試樣由彎曲到伸直所需要的力小于試樣的屈服變形時所需要的力，故測得的屈服強(qiáng)度會小于材料真實(shí)的屈服強(qiáng)度。（2）抗拉強(qiáng)度測試中，只需要測試試樣所受到的最大拉力和原始橫截面積，無需引伸計(jì)進(jìn)行測試，測得的試驗(yàn)結(jié)果能真實(shí)的反應(yīng)材料本身的抗拉強(qiáng)度，故本次 試驗(yàn)矯正前后的樣品抗拉強(qiáng)度測試結(jié)果較為接近。（3）伸長率的試驗(yàn)只需要測試原始標(biāo)距和斷后標(biāo)距即可算出。在彎曲撓度不大的情況下，可以看出矯正前后樣品延伸率結(jié)果差別不大。

5 結(jié)語

由于彎曲撓度的存在，在實(shí)際力學(xué)性能檢測的過程中，屈服強(qiáng)度檢測值比矯直后平均高10MPa左右，彎曲撓度對屈服強(qiáng)度影響比較明顯；抗拉強(qiáng)度與延伸率是材料的固有參數(shù)，力學(xué)試驗(yàn)機(jī)與檢測過程中不會對其產(chǎn)生出明顯影響；

參考文獻(xiàn)

[1] Pyshmintsev IY，PumpyanskyiDA，Marchenko LG，et al.Strength and bauschinger effect in TMCP line pipe steels[A].Joint International Conference of Hsla Steels & Isugs[C].2005.

[2] GB/T 2975—1998，鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備[S].

[3] GB/T 228—2010，金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法[S].