物 理 刮 试
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g年 第 期
拉伸速率对力学性能测定的影响
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张 庆 国
．壹查出＼ 白宗奇
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摘 要 通过 控制 不 同 拉伸 速率 对 性 能柏 近的 试样 进行 拉 I申试 验 测定 出钢材 的力 学性 能 通 过 比
较 得 知 拉 伸速 率对 测定 结果 有 一定 影 响 ．随拉 伸速 率提 高测定 的删 氆}强 度亦 有 一定 提高
关键词 竺 世些 ＼卜 1 赤下 ＼
GB228标准 中 在 规定拉 伸速率 范 围内同一炉 成品钢材 的 力学性 能偏 差较 大．尤其是 届
服强度 ，影响 对力学性能 的准 确测定 。究其原 因．除材 料本 身材质 不均 等 内部 因素外 ，试验 温
度、拉 伸速 率 、试 样形状 、尺 寸等也是 不容忽视 的。对于以上 诸多原因 ，本 次试验重点 放在拉伸
速率的影响 上，试 图测 定出一个 更合 理的拉 仲速率 ，以便准确测定钢材 的力学性 能 。
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1 试验设备 ：
拉伸设 备 ：WAW Y500型 电液 何服万能试 验机 ；记 录设备 ；402记 录系统 ；引伸计 ；SG25
50；热处理炉 ：RJX一8—1 3
2 试验过程 ：
选择试 样本 身影 响因素较 小的热轧 带钢试样 ，在同一块钢板上截取 60支拉伸试样 为了
消除制 样过 程的 影 响 ．应预先进 行热处理 ．采用 700 C保温 15 mtn的再 结晶退火处 理 。试样
的化学 成分 见
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
1
袁 1 试 样的 化学 成分 ％
钢 种 c & Mn
Q195 0．08 0．20 0 36
S P V Cr
0 027 0 015 0．003 0 08
试验的拉伸速率 分别 控制在 5、10、15、2O、30、50 MPa／s。每个速率 1O支试样 (GB228—87
中规定的拉 伸速率 为 3～30 MPa／s，故在这 一范 围内试验量相对 多一些 ) 选 用能 自动控 制拉
伸速 率 的 WAW—YS00型 电液伺 服万能试 验机 ．以便控制拉 伸 速率稳 定在要 求 的数值 上 用
SG25—50引伸计精 确测 定屈服阶段的数值 数值 和拉伸 曲线 由 加2记录仪 自动给出 。
3 试验结果及 分析
根据 上述试验方法 ，测得的一批数据见 表 2。
表 2 试样 在 不 同拉伸 速率下 所对 应 的力 学性 能
稿 件收 到 日期 ：98 o 5—22
张 度 国 ．男 ．：8岁 ．助 工
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1999年第 4期 物 理 删 试
根据测得 的数据 ．绘制 了不同拉伸速率 F的平 均屈服强 度且平均抗 拉强 度 曲线 ．见 刚 1
罔 2。
从 网 中可 以看 出．不 同的拉 伸速
率对 力学性能 有一 定的影响 上 、下屈
服强度随拉伸速率 的提 高而上升 在 5
～ 20 MPa／s范围内升高较明显 ，平均 塞
上屈 服 强 度 os 提 高 了 5．11 ，平 均
下屈 服 强度 如-，提 高 了2．95 ；在 20
～ 50 MPa／s范 围 内上 升 幅 度 明显 减
小 ，平 均 上 屈 服 强 度 如u提 高 了
0．61 ，平 均 下屈 服 强 度 如--提 高 了
1．59 从 5～50MPa／s，平均上届服
强 度 d“提 高 了5．68 ，平 均下 屈 服
强度 O's 提高 了4．76 。可见 ，拉伸速率
对材料的屈服 强度 的测定影响 比较 大 ‘
从图 2可 以看 出，拉 伸速率 对抗 拉强度
的影响不太 明显
所 谓 屈服 强 度是 材 料 由弹性 变 形
开始 向塑性 变形 转变时所 对应 的点 。金
属 晶体 内存 在着许 多位错 ，位错 的增殖
和 运动是 材 料产 生塑性 变形 的主要 原
拉 忡 速 率 一MPa·s
围 1 拉伸 速率 对屈 服强 度的 髟响
拉忡 速 率 'MPa·s。。
圈 2 拉 伸速 率对 抗拉 强度 的 髟响
因 。位错 的运 动主要 以滑 移方式沿 一定 的滑 移面进行 。在外 加载荷作用下 ，滑 移面向有利于外
加 载荷的方 向移动 ，这个过程需要 一定的时间 当拉伸速率增加时 ，滑移面 向有利于外加载荷
方 向移 动的时问不足 ．移动不充分+使得位错滑移 困难 ，导致宏观 的屈服强 度上升 金属在一定
的温度 下 ，塑性变形也 以一 定的速率传播 ，拉伸 速 率增加时 +金属 的塑性变 形来不 及在整个 金
属体积 内均 匀地 传播 ，不利于某些 滑移 面向外加 载荷的方 向移动 ，也表现为宏 观的屈服强度 上
升 。同时 ，金属材料 的塑性变形伴 随着形变硬化 的发生 ，拉 伸速率小时 ，形变硬 化有 回复过程 ．
随拉伸速率 的提 高 ．回复越来越不充分 形变硬化增 加 了继续塑性变形的阻力 ，也会使 屈服 强
度上升 。总之 ，拉伸速 率的提高会使得材料 的塑性变形 困难 ，导 致屈服强度上升 。
GB228—87标 准规定 的拉伸速 率 范围是 3～30 MPa／s。从 图 1中可 以看 到 ，在 20～30
MPa／s范围 内屈服强度变化 的幅度较小 。在生产检验 中 ，也希望缩短 单支试样 的试验周期 。为
保证 力学性 能指 标相对稳定 ，同时提 高检验 效率 ，建议在 进行力学 试验时拉 伸速 率选 择在 20
～ 30MPa／s范围 内。
4 试 验结论
(1)拉伸速 率对材料力学性 能的测定具有一定 的影 响 ，对 屈服强度 的影 响较大 +对抗拉 强
度的影响不 明显 。
(2)进行 拉伸试验时 ，拉伸速 率应尽可能控 制在 20～30MPa／s范 围内。
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