1、什么是金屬材料拉伸試驗(yàn)?
金屬材料拉伸試驗(yàn)是將樣品按標(biāo)準(zhǔn)要求制成試件,在拉力試驗(yàn)機(jī)上按一定速率施加拉力,終拉斷試樣,根據(jù)拉伸過(guò)程中應(yīng)力應(yīng)變變化分析試樣力學(xué)性能。
常規(guī)金屬材料拉伸試驗(yàn)主要為了獲得抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率三項(xiàng)主要指標(biāo)。也就是我們?cè)诟鞣N鋼管、型材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中常見(jiàn)的三項(xiàng)指標(biāo)。
其中屈服強(qiáng)度由拉伸曲線(xiàn)的屈服階段大或小力值除以試樣原始截面面積得出,抗拉強(qiáng)度由拉伸曲線(xiàn)大力值除以試樣原始截面面積得出,斷后伸長(zhǎng)率按標(biāo)準(zhǔn)要求長(zhǎng)度在拉伸前試樣上標(biāo)記原始標(biāo)距,根據(jù)拉伸后標(biāo)距伸長(zhǎng)量除以原始標(biāo)距計(jì)算得出。
2、為什么要做金屬材料拉伸試驗(yàn)?
通俗講進(jìn)行金屬材料拉伸試驗(yàn)就是為了檢測(cè)金屬制品拉伸性能是否合格,當(dāng)檢測(cè)結(jié)果符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)要求,我們就可以說(shuō)產(chǎn)品在此項(xiàng)檢測(cè)要求合格。
但其實(shí)拉伸試驗(yàn)各項(xiàng)檢測(cè)要求都具有相應(yīng)的意義,他們分別在不同方面告訴我們產(chǎn)品的使用耐受極限,對(duì)產(chǎn)品正常生產(chǎn)和安全使用具有指導(dǎo)意義。
拿常檢測(cè)的三項(xiàng)指標(biāo)來(lái)說(shuō)
屈服強(qiáng)度代表了金屬材料常規(guī)使用極限。金屬材料在外力作用下通常存在一個(gè)彈性變形階段,在此階段內(nèi)材料隨力的增加伸長(zhǎng),當(dāng)力卸去,材料能自行恢復(fù)外力施加前的狀態(tài)。此階段的大力為材料的屈服點(diǎn)力,此力下材料受到的拉力強(qiáng)度為材料的屈服強(qiáng)度。超過(guò)此強(qiáng)度,材料會(huì)出現(xiàn)不可恢復(fù)的形變。
拿常見(jiàn)的彈簧舉例,彈簧通常在屈服強(qiáng)度以下使用,當(dāng)使用強(qiáng)度超過(guò)屈服強(qiáng)度,彈簧就會(huì)出現(xiàn)形變,造成損壞。
抗拉強(qiáng)度代表了金屬材料的承受極限,抗拉強(qiáng)度是金屬材料拉伸試驗(yàn)過(guò)程中,材料承受的大力下的拉伸強(qiáng)度,通常當(dāng)金屬材料承受超過(guò)抗拉強(qiáng)度以上的拉力會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速變形、斷裂。
以壓力容器上的各種防爆用爆破片為例,當(dāng)爆破片承受的壓力,在爆破片上產(chǎn)生的拉力強(qiáng)度超過(guò)爆破片的抗拉強(qiáng)度,爆破片迅速變形、斷裂、釋放壓力,以起到保護(hù)作用。
斷后伸長(zhǎng)率代表了材料的伸長(zhǎng)極限,是材料拉伸斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)比率。通常認(rèn)為當(dāng)材料伸長(zhǎng)達(dá)到或超過(guò)斷后伸長(zhǎng)率,材料就會(huì)斷裂。
以鋼管折彎為例,當(dāng)鋼管折彎時(shí)鋼管外側(cè)會(huì)被拉伸,如果彎心較小就會(huì)使鋼管外側(cè)面伸長(zhǎng)比率超過(guò)斷后伸長(zhǎng)率,造成鋼管斷裂。
再以大棚管為例,大棚在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)保證拱桿鋼管受到的大力產(chǎn)生的拉伸強(qiáng)度,低于屈服強(qiáng)度,以防鋼管變形造成倒塌。大棚縱桿受到的拉力產(chǎn)生的拉伸強(qiáng)度低于抗拉強(qiáng)度,以免拉斷。折彎加工過(guò)程彎曲角度適當(dāng)放大,避免小彎心彎曲,以免鋼管在側(cè)面過(guò)度伸長(zhǎng),超過(guò)鋼管斷后伸長(zhǎng)率,造成管材斷裂。
由此可見(jiàn)對(duì)金屬材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn),對(duì)產(chǎn)品的正常生產(chǎn)和安全使用具有一定的指導(dǎo)意義。