金屬拉伸試驗需注意的兩個問題

雖然說每一個試驗機廠家對金屬拉伸都很熟悉，但是真正完夠把標準以及標準后面的理由吃透的廠家并不多，所以現(xiàn)在每一個試驗機廠家在指導用戶完成金屬拉伸試驗的時候一般是從他們自己設(shè)備的能力出發(fā)，以zui簡單的方式來完成試驗，比如全部以橫梁位移的速度來完成整個試驗過程。金屬拉伸試驗還是有很多細節(jié)問題非常值得我們重視。
    首先是拉伸速度的問題。在彈性變形階段，金屬的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。這時候如果以橫梁位移控制來做拉伸試驗，那么速度太快會導致整個彈性段很快就被沖過去。以彈性模量為200Gpa的普通鋼材為例，如果標距為50mm的材料，在彈性段內(nèi)如以10mm/min的速度進行拉伸試驗，那么實際的應(yīng)力速率為 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的鋼材屈服強度就小于600Mpa，所以只需要1秒鐘就把試樣拉到了屈服，這個速度顯然太快。所以在彈性段，一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者負荷控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段以后，載荷增加不大，而變形增加很快，所以為了防止拉伸速度過快，一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB228-2002里面建議了，“在彈性范圍和直至上屈服強度，試驗機夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)（材料彈性模量E/（N/mm2）＜150000，應(yīng)力速率控制范圍為2—20（N/mm2）?s-1、材料彈性模量E/（N/mm2）≥150000，應(yīng)力速率控制范圍為6—60（N/mm2）?s-1＝。若僅測定下屈服強度，在試樣平行長度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/s～0.0025/s之間。平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。
在塑性范圍和直至規(guī)定強度（規(guī)定非比例延伸強度、規(guī)定總延伸強度和規(guī)定殘余延伸強度）應(yīng)變速率不應(yīng)超過0.0025/s。”。這里面有一個很關(guān)鍵的問題，就是應(yīng)力速度與應(yīng)變速度的切換點的問題。是在彈性段結(jié)束的點進行應(yīng)力速度到應(yīng)變速度的切換。在切換的過程中要保證沒有沖擊、沒有掉力。這是拉力試驗機的一個非常關(guān)鍵的技術(shù)。
    其次是引伸計的裝夾、跟蹤與取下來的時機。對于鋼材的拉伸的試驗，如果要求取zui大力下的總伸長（Agt），那么引伸計就必須跟蹤到zui大力以后再取下。對于薄板等拉斷后沖擊不大的試樣，引伸計可以直接跟蹤到試樣斷裂；但是對于拉力較大的試樣，的辦法是試驗機拉伸到zui大力以后開始保持橫梁位置不動，等取下引伸計以后在把試樣拉斷。有的夾具在夾緊試樣的時候會產(chǎn)生一個初始力，一定要把初始力消除以后再夾持引伸計，這樣引伸計夾持的標距才是試樣在自由狀態(tài)下的原始標距。