剪切对试样影响区域的分析

张春花+

摘要：在加工拉伸、冷弯试验时，如果采用剪板机剪切试样，要求必须通过机加工方法去除由于剪切产生的加工硬化部分材料。去除少了不能完全消除硬化区，去除多了浪费板料、刀具，增加试样加工时间。通过观察剪切区域的组织变化，分析出合适的硬化去除深度。

关键词：剪切；加工硬化；组织

钢材拉伸试验标准GB/T228和弯曲试验标准GB/T232中，对试样都有严格要求，“制备试样应不影响其力学性能，应通过机加工方法去除由于剪切或冲压而产生的加工硬化部分材料。”目前，大多数厂家都会使用剪板机剪切下粗样，再用铣床或刨床来去除加工硬化部分。那么去除部分多少合适，每家都根据自己的经验摸索，为了能够得到准确的性能数据，选择在有把握的基础上稍微多加工，彻底除去，避免除去不完全。试样的性能完全能从组织上表现出来，本文将采用显微组织分析方法，对剪切变形部分组织进行研究，找出最佳的除去加工硬化深度，为实际加工试样提供指导。

1试验准备

1.1试验设备。剪板机选用瓦房店冲剪机床厂的QC12Y- 6×2500型剪切机，可根据不同试样厚度调整剪刃间隙。显微镜选用蔡司ZEISS光学显微镜，放大倍数从50倍到1000倍。

1.2试验材料。以试样厚度3mm为例，试样选择为某公司生产的性能稳定的SPHC热轧卷板，规格为1005mm×3.0mm，取样位置按照拉伸、弯曲要求，从板宽1/4处取试样。

2试验过程

用剪板机剪下试样，尺寸为20mm×20mm，剪切完成后，试样边部不经过处理，直接制成金相试样，因试样轧制纵向晶粒伸长变化大，横向变化小，所以观测面选择垂直于轧制方向，观察边部的剪切区域组织变化情况。

3试验结果

观察剪切变形区域及其附近显微组织的情况，如图1—图4所示。用相机拍下图像，在计算机中，用金相分析软件对图像进行测量分析。

通过反复比较，找出厚度上不同点组织变形与未受影响的临界点。测量变形区域的深度时，因每家的剪切设备有所不同，工作机理可能有所差异，产生的毛边大小形状可能不同，所以本次研究测量时，从剪切弯曲位置开始测量，不考虑毛边深度，能适用于不同的剪板机。

图1总览图50×

图2变形区图100×

图3过渡区图100×

图4未变形区图100×

在50倍下，从弯曲位置到最深过度区域的深度为1.5mm，大于1.5mm深度的组织均为正常组织，没有挤压变形现象。结论表明，厚度为3mm的试样，每侧变形深度为1.5mm，加工余量为3mm。

因试样厚度不同，剪切时由于挤压作用产生的剪切影响区域范围应有所不同，又分别对厚度为1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm的试样进行分析，变形区域深度分别为0.6mm、1.1mm、1.6mm、2.0mm、2.1mm，加工余量分别 为1.2mm、2.2mm、3.2mm、4.0mm、4.2mm。

4结语

从剪切弯曲位置开始，到一定深度内对组织有影响，其余内部组织正常，没有变形，所以物理性能也没有受到影响。不同厚度试样，在剪切加工时产生的加工硬化深度不同，试样越薄，影响越小；对于3mm以上的厚试样，随着厚度增加，影响不是阶梯状增加，而是趋于稳定，始终小于2mm深度。

鉴于不同厚度试样在剪切时产生的挤压变形程度有所不同，笔者建议机加工时，从剪切弯曲位置开始计算，厚度小于等于3mm试样，采用加工余量为3.0mm；厚度大于3mm到10mm试样，采用加工余量为4.2mm。这样既能很好的消除硬化影响部分材料，对性能有保障，又不至于多做无谓的加工。节省了材料，减少了机加工过程刀具的消耗，缩短了试验时间，能更及时准确的报出性能数据。

参考文献

[1] GB/T 228.1-2010.金属材料,拉伸试验 第1部分:室温试验方法.

[2] GB/T 232-2010.金属材料,弯曲试验方法.

[3] 王占学.塑性加工金属学[M].北京：冶金工业出版社,1989.

[4] 秦善.晶体学基础[M].北京:北京大学出版社,2004.

摘要：在加工拉伸、冷弯试验时，如果采用剪板机剪切试样，要求必须通过机加工方法去除由于剪切产生的加工硬化部分材料。去除少了不能完全消除硬化区，去除多了浪费板料、刀具，增加试样加工时间。通过观察剪切区域的组织变化，分析出合适的硬化去除深度。

关键词：剪切；加工硬化；组织

钢材拉伸试验标准GB/T228和弯曲试验标准GB/T232中，对试样都有严格要求，“制备试样应不影响其力学性能，应通过机加工方法去除由于剪切或冲压而产生的加工硬化部分材料。”目前，大多数厂家都会使用剪板机剪切下粗样，再用铣床或刨床来去除加工硬化部分。那么去除部分多少合适，每家都根据自己的经验摸索，为了能够得到准确的性能数据，选择在有把握的基础上稍微多加工，彻底除去，避免除去不完全。试样的性能完全能从组织上表现出来，本文将采用显微组织分析方法，对剪切变形部分组织进行研究，找出最佳的除去加工硬化深度，为实际加工试样提供指导。

1试验准备

1.1试验设备。剪板机选用瓦房店冲剪机床厂的QC12Y- 6×2500型剪切机，可根据不同试样厚度调整剪刃间隙。显微镜选用蔡司ZEISS光学显微镜，放大倍数从50倍到1000倍。

1.2试验材料。以试样厚度3mm为例，试样选择为某公司生产的性能稳定的SPHC热轧卷板，规格为1005mm×3.0mm，取样位置按照拉伸、弯曲要求，从板宽1/4处取试样。

2试验过程

用剪板机剪下试样，尺寸为20mm×20mm，剪切完成后，试样边部不经过处理，直接制成金相试样，因试样轧制纵向晶粒伸长变化大，横向变化小，所以观测面选择垂直于轧制方向，观察边部的剪切区域组织变化情况。

3试验结果

观察剪切变形区域及其附近显微组织的情况，如图1—图4所示。用相机拍下图像，在计算机中，用金相分析软件对图像进行测量分析。

通过反复比较，找出厚度上不同点组织变形与未受影响的临界点。测量变形区域的深度时，因每家的剪切设备有所不同，工作机理可能有所差异，产生的毛边大小形状可能不同，所以本次研究测量时，从剪切弯曲位置开始测量，不考虑毛边深度，能适用于不同的剪板机。

图1总览图50×

图2变形区图100×

图3过渡区图100×

图4未变形区图100×

在50倍下，从弯曲位置到最深过度区域的深度为1.5mm，大于1.5mm深度的组织均为正常组织，没有挤压变形现象。结论表明，厚度为3mm的试样，每侧变形深度为1.5mm，加工余量为3mm。

因试样厚度不同，剪切时由于挤压作用产生的剪切影响区域范围应有所不同，又分别对厚度为1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm的试样进行分析，变形区域深度分别为0.6mm、1.1mm、1.6mm、2.0mm、2.1mm，加工余量分别 为1.2mm、2.2mm、3.2mm、4.0mm、4.2mm。

4结语

从剪切弯曲位置开始，到一定深度内对组织有影响，其余内部组织正常，没有变形，所以物理性能也没有受到影响。不同厚度试样，在剪切加工时产生的加工硬化深度不同，试样越薄，影响越小；对于3mm以上的厚试样，随着厚度增加，影响不是阶梯状增加，而是趋于稳定，始终小于2mm深度。

鉴于不同厚度试样在剪切时产生的挤压变形程度有所不同，笔者建议机加工时，从剪切弯曲位置开始计算，厚度小于等于3mm试样，采用加工余量为3.0mm；厚度大于3mm到10mm试样，采用加工余量为4.2mm。这样既能很好的消除硬化影响部分材料，对性能有保障，又不至于多做无谓的加工。节省了材料，减少了机加工过程刀具的消耗，缩短了试验时间，能更及时准确的报出性能数据。

参考文献

[1] GB/T 228.1-2010.金属材料,拉伸试验 第1部分:室温试验方法.

[2] GB/T 232-2010.金属材料,弯曲试验方法.

[3] 王占学.塑性加工金属学[M].北京：冶金工业出版社,1989.

[4] 秦善.晶体学基础[M].北京:北京大学出版社,2004.

摘要：在加工拉伸、冷弯试验时，如果采用剪板机剪切试样，要求必须通过机加工方法去除由于剪切产生的加工硬化部分材料。去除少了不能完全消除硬化区，去除多了浪费板料、刀具，增加试样加工时间。通过观察剪切区域的组织变化，分析出合适的硬化去除深度。

关键词：剪切；加工硬化；组织

钢材拉伸试验标准GB/T228和弯曲试验标准GB/T232中，对试样都有严格要求，“制备试样应不影响其力学性能，应通过机加工方法去除由于剪切或冲压而产生的加工硬化部分材料。”目前，大多数厂家都会使用剪板机剪切下粗样，再用铣床或刨床来去除加工硬化部分。那么去除部分多少合适，每家都根据自己的经验摸索，为了能够得到准确的性能数据，选择在有把握的基础上稍微多加工，彻底除去，避免除去不完全。试样的性能完全能从组织上表现出来，本文将采用显微组织分析方法，对剪切变形部分组织进行研究，找出最佳的除去加工硬化深度，为实际加工试样提供指导。

1试验准备

1.1试验设备。剪板机选用瓦房店冲剪机床厂的QC12Y- 6×2500型剪切机，可根据不同试样厚度调整剪刃间隙。显微镜选用蔡司ZEISS光学显微镜，放大倍数从50倍到1000倍。

1.2试验材料。以试样厚度3mm为例，试样选择为某公司生产的性能稳定的SPHC热轧卷板，规格为1005mm×3.0mm，取样位置按照拉伸、弯曲要求，从板宽1/4处取试样。

2试验过程

用剪板机剪下试样，尺寸为20mm×20mm，剪切完成后，试样边部不经过处理，直接制成金相试样，因试样轧制纵向晶粒伸长变化大，横向变化小，所以观测面选择垂直于轧制方向，观察边部的剪切区域组织变化情况。

3试验结果

观察剪切变形区域及其附近显微组织的情况，如图1—图4所示。用相机拍下图像，在计算机中，用金相分析软件对图像进行测量分析。

通过反复比较，找出厚度上不同点组织变形与未受影响的临界点。测量变形区域的深度时，因每家的剪切设备有所不同，工作机理可能有所差异，产生的毛边大小形状可能不同，所以本次研究测量时，从剪切弯曲位置开始测量，不考虑毛边深度，能适用于不同的剪板机。

图1总览图50×

图2变形区图100×

图3过渡区图100×

图4未变形区图100×

在50倍下，从弯曲位置到最深过度区域的深度为1.5mm，大于1.5mm深度的组织均为正常组织，没有挤压变形现象。结论表明，厚度为3mm的试样，每侧变形深度为1.5mm，加工余量为3mm。

因试样厚度不同，剪切时由于挤压作用产生的剪切影响区域范围应有所不同，又分别对厚度为1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm的试样进行分析，变形区域深度分别为0.6mm、1.1mm、1.6mm、2.0mm、2.1mm，加工余量分别 为1.2mm、2.2mm、3.2mm、4.0mm、4.2mm。

4结语

从剪切弯曲位置开始，到一定深度内对组织有影响，其余内部组织正常，没有变形，所以物理性能也没有受到影响。不同厚度试样，在剪切加工时产生的加工硬化深度不同，试样越薄，影响越小；对于3mm以上的厚试样，随着厚度增加，影响不是阶梯状增加，而是趋于稳定，始终小于2mm深度。

鉴于不同厚度试样在剪切时产生的挤压变形程度有所不同，笔者建议机加工时，从剪切弯曲位置开始计算，厚度小于等于3mm试样，采用加工余量为3.0mm；厚度大于3mm到10mm试样，采用加工余量为4.2mm。这样既能很好的消除硬化影响部分材料，对性能有保障，又不至于多做无谓的加工。节省了材料，减少了机加工过程刀具的消耗，缩短了试验时间，能更及时准确的报出性能数据。

参考文献

[1] GB/T 228.1-2010.金属材料,拉伸试验 第1部分:室温试验方法.

[2] GB/T 232-2010.金属材料,弯曲试验方法.

[3] 王占学.塑性加工金属学[M].北京：冶金工业出版社,1989.

[4] 秦善.晶体学基础[M].北京:北京大学出版社,2004.