鋼板拉伸試驗檢測精度影響因素分析

牛盼杰 吳 暉 蔡志剛

(武漢鋼鐵集團鄂鋼公司質檢中心，湖北 鄂州 436002)

0 引言

絕大部分的鋼板都需要做拉伸、沖擊和彎曲試驗拉伸試驗，且拉抻檢驗是檢測金屬材料質量的最主要方法之一。拉抻檢驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法，利用這種方法得到的數據可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度以及其它拉伸性能指標。不同的溫度下進行的拉伸試驗數據也會有微弱的偏差。

1 影響鋼板拉伸試驗檢測精度因素的分析

1.1 工作人員方面的影響因素

縱觀整個試驗流程，可自由活動的工作人員為試驗中最大的變量，因此工作人員的綜合技能與素質就顯得尤為重要。首當其沖的便是過硬的知識儲備，這可以讓工作人員在進行試驗時準確地判斷出鋼板的取樣是橫向還是縱向，不同的方向對鋼板的拉伸試驗有著不同的結果影響，如果知識儲備量過硬，即使在試驗中大腦反應不過來，肢體記憶也會進行下意識的準確判斷，這對一場試驗的成功與否起著重要的作用。其次，工作人員還要有超強的手感與熟練的車床技術，因為試驗前在剪好適合的尺寸樣坯后，還需要用車床對樣坯進行加工，把可能影響到實驗結果的因素從樣坯上清除，以此確保樣品完全符合試驗要求，不會被所謂的變量所干擾。另外，對于工作人員來說，好的視力與細心的觀察力也尤為重要，這是因為在試驗最后，進行人工檢驗時樣本測量的準確性直接影響到試驗結果的走向，防止試驗在最后一刻功敗垂成。在鋼板拉伸時，工作人員要嚴格按照正確的步驟進行操作，在利用冷冰冰的全自動機械進行檢測的同時，工作人員也要及時地把數據傳輸進去，尤其是在游標卡尺的使用方面，一丁點的數據失誤都極有可能導致試驗結果出現偏差。嚴格來說，這是一份既枯燥又需要細心的工作，所以在選拔工作人員時一定要定好標準，不僅要沉得住氣，還要膽大心細，如此一來，在人工方面才不會對試驗造成太大的影響。

1.2 機械儀器方面的影響因素

試驗中需要用到的所有機械儀器，都有可能引起變量的產生，因此在選取試驗用具時，一定要確保所有儀器均未達到試驗標準的合格產品。另外，在試驗前要檢查機械儀器的精度是否正常，如果有異常一定要及時修理或者更換儀器，在找不到合適的替代品之時，要立即終止鋼板拉伸試驗，否則不僅浪費了人力物力，勉強試驗得出的結果也不能作為參考的依據，費力又不討好。這是試驗中至關重要的一點，但不排除有些試驗人員存在著或多或少地僥幸心理，認為只有一點的偏差不至于影響大數據的結果，因此，試驗的管理人員不僅要在口頭上叮囑，書面文件的出臺更可以有效地遏制此類現象發生。針對這種情況，筆者一直心存疑問，有的人無論對他作出怎樣的口頭限制，錯誤該犯還是犯，但如果有了一紙扣上公章的書面文件，人們看到就會不由自主地重視起來，牢牢地記在心里，并從心里認為如果犯了錯誤是很嚴重的一件事。言歸正傳，其實不止機械儀器精度會導致變量的產生，同一項試驗如果用的不同的儀器，結果也會或多或少地出現偏差。比如舊的儀器和新的儀器，國產的儀器和進口的儀器等，因此在試驗中也要確保儀器的從一而終，萬不可“始亂終棄”。

1.3 鋼板自身方面的影響因素

鋼材的種類多種多樣，不同的構成成分也會對試驗結果造成一定的偏差，另外筆者通過研究大量的資料，發現鋼材中碳元素的含量與鋼材的拉伸程度成正比，換言之，碳元素的含量越低，鋼材拉伸的強度就越低，反之亦然。鋼板在生產過程中，進行的熱處理亦會對鋼板的自身結構產生影響，因此在試驗時要格外注意這種隱藏變量是否存在。當試驗結果表明同一塊鋼材相近的兩個位置存在較大的結果差異時，大致有2種原因存在：一是由于試驗中出現了操作失誤；二是鋼材自身存在一定的缺陷。操作失誤自不必說，但如果是鋼材本身存在缺陷的話，就需要選取新的樣坯，重新進行試驗。

1.4 試驗過程中環境的影響因素

環境是一個很大的概念，在此次試驗中，我們所說的環境主要指的是溫度，也可以理解成溫度對鋼板拉伸試驗檢測精度的影響。眾所周知，每個物體都有它所謂的熔點，當溫度升高到熔點時，物體會漸漸地由固態化為液態，待到溫度降低，物體也會隨之凝固，但重新凝固出來的物體必然與原型大不相同。而我們的試驗與這個概念有著異曲同工之處。大多數普通的金屬材料，當然也包括鋼材，他們的抗拉強度與溫度的變化成反比，也就是說，當溫度升高時，鋼材的抗拉強度會降低，因此試驗過程中，為了保證試驗效果，需要不停地給鋼材降溫，就好比給一個處于高燒的病人不停地換額頭上冰涼的手巾一樣。通常情況，試驗時的溫度會控制在17～36 ℃，具體的溫度由試驗室的情況決定，沒有固定的溫度。

1.5 操作方法的影響因素

文中之前已經提到過工作人員的影響因素，但除了提到過的那些之外，在人工方面還有另一個影響因素存在，就是人工的操作。由于試驗方法的不同，所運用到的儀器也不盡相同，有的為全自動式，有的為半自動式，再簡陋一點的試驗室可能需要全手動。全自動的自不用提，只要記錄好數據，不出差錯便萬事大吉了，但半自動的儀器，則需要工作人員手動來調整儀器例樣板的位置，我們稱之為“夾持法”。進行加持的時候要尤為注意，如果反應慢一點或因對儀器的不熟練而導致操作不當的話，極易引起試驗結果的偏差，因此在試驗中一定要盡量避免此類事件的發生，可以多個工作人員一同協助，合作完成，也可以在機械儀器上裝上輔助式的裝備，這2種方法都可以有效地減少意外的發生，從而提高試驗的準確性。

2 結束語

本文對鋼板拉伸試驗中所涉及5個方面進行了研究，通過分析可知，影響鋼板拉伸試驗檢測精度的因素遠不止5個方面，只不過這些方面是存在試驗中的普遍問題，且都有著舉足輕重的地位，因此重視對這些方面的管理是當前改變試驗結果不準確的主要途徑之一。另外在進行試驗時，無論是工作人員，還是機械設備，亦或貫穿整場的試驗室，都要嚴格執行試驗的規章制度，且保證試驗室的整體環境也是十分重要的，畢竟做試驗這么嚴謹的一項工作，是與亂糟糟的場地格格不入的。筆者僅以此文提出自己淺淡的建議，以供眾多的研究人員進行參考，尚有不足之處筆者也會在未來的研究中繼續努力，可能之后還會有類似的文章發表，以彌補本篇文章的缺憾，也請廣大讀者拭目以待。