测试方法对测定金属材料屈服强度的影响探析

王 帅，范语萱，侯 琳

（航空工业西安飞机工业（集团）有限责任公司，陕西 西安 710089）

随着我国现代化企业的蓬勃发展，对于机械化，电子化，信息化技术都有着新的技术要求，尤其是工程建设的发展，更加需要技术的绝对保障，同时，除了技术的要求，对于相关建设的金属材料也有着一定的要求，为了对材料的使用效果以及应用情况进行充分了解和分析，需要先对其性能进行测试，而屈服强度就是其研究测试最主要的方法，因此，屈服强度成为测定金属材料必不可少的测定因素，本文就对于测定金属材料屈服强度的测试方法进行一定的探讨，以供参考。

1 金属材料屈服强度的测定

在屈服阶段内，出现的最高应力称为上屈服强度：试样通过屈服应力的作用，在进行首次下降前所能达到的最高应力。相反的，在屈服阶段内，所出现的最低应力为下屈服强度，在屈服效用期间，从不计初始瞬时效应开始的最低应力，（初始瞬时效应也是一种惯性效应，是指从上屈服强度到下屈服强度进行过渡时所产生的瞬时性的效应，试样的屈服特性以及肉柔度以及试验的操作以及速率等因素都会影响对于瞬时效应的判定。）这也是对于上下屈服点所下的定义。上屈服强度的判定关键为屈服前的第一个盈利峰值，将其作为上屈服强度的判定依据，此时应忽略第一个盈利峰值后的盈利数据。同时对于屈服阶段的谷值也要作为主要判定因素之一，如果此时的屈服阶段的谷值并不唯一，出现两个或多个数值情况，应及时将第一个谷值数据舍弃，不予记录，在其他谷值中挑选最小的数据来最为其屈服强度测试的选择位置。在屈服强度位置判定过程中一旦出现下降谷，并只有一种情况，将其作为下屈服强度的测定位置[1]。当然在其选择测定过程中会出现没有谷值的情况，也就是平谷现象，是在屈服阶段内出现屈服平台现象的定义，应将此时的屈服平台作为下屈服强度来进行判定，如果出现多个屈服平台，并且呈现后者高于前者的趋势，这时应将屈服平台的第一个平台作为下屈服强度，其判断依据为下屈服强度必须要低于上屈服强度。

2 金属材料拉伸性能测量试验

2.1 拉伸速率的有效选择

对于金属材料拉伸性能试验要进行一定的技术以及材料准备，首先是对于要进行拉伸实验的拉伸速率的选择，拉伸速率对于金属材料屈服强度的测定有着十分重要的作用，锱铢必较，因此，对于拉伸速率的选择决不能草率为之，要严格依据国家相关的标准规定来进行精准合理的选择与测量。例如：与测量试样等价等量的屈服阶段内的数据，其应变速率应要限制在每秒0.00025到0.0025之间，只有在这范围内的数据，才能保证等价等量的应变速率能够尽量保持其持久性、恒定性。通过这个实例可以看出，国家规定的相关标准，尤其是对于实验中应变速率等的实验应用速率的界定比较宽松广泛，对于某些特定实验，其中所需求的实验条件以及试验速率会超过国家标准规定的范围，此时实验所需的金属材料会受到超过标准的实验因素的影响而导致差异的累积与增大。

2.2 金属材料屈服强度的控制

在进行下屈服强度的测试过程中，其具体控制操作方式的选择，要与实际相结合，根据科学合理的情况实时分析并进行技术操作控制的选择。

不同的屈服阶段，会导致试验所用的试样呈现不同的表现情况，其主要原因是本身的塑形延伸由于屈服阶段的不同而存在范围内的差异，导致屈服应力也不稳定，在一定范围内上下摆动。因此，应力速率的合理控制在此时格外重要，对于应力速率的改善，不仅体现在控制程度的加强，同时，应力速率控制的有效化也是一大重点优化对象。电子万能试验机时常会因为受到极端环境的影响而进入无法轻易消除的失控状态。应力速率的有效控制会稳定电子万能试验机因为测量时由于速度的转换而出现的波动，进而保障电子万能试验机所测量出的数据的精准性以及科学性。

3 影响测定实验的速率分析

为了保证实验正常无误的进行，需在实验前对在实验中所应用到的试验机进行精准全面的柔度测定。（柔度就是试验机在受到力时的所产生的变形量。）测定应用金属材料拉伸性能实验中试验机的系统柔度，对于实验中试验机的速率控制有着不可磨灭的作用。然而，传统的试验机系统柔度测定，由于受到一定实验条件以及其他客观因素的影响而导致相关试验机的测定受到一定的局限。并且实际试验操作有着不可重复性以及系统复杂性。无论是从能量运用还是从速率比较的角度上分析，试验机的系统柔度计算测定都随着现代科技的进步而得到一定的革新优化，新的试验机系统柔度测定方法的应用，以及通过利用Origin科学计算软件对与拉伸实验所需的试验数据进行科学、高效、系统、精准的处理，从而达到对于应用在金属材料拉伸性能实验中的相关试验机系统柔度的测定。使数据结果更加精准和适用。

4 控制速率对于试验结果的影响

在运用应变控制速率来进行金属材料有关性能测试的实验时，其最终的相关测量结果受屈服阶段的屈服强度影响较大，导致其直接测试的测试结果有着一定的波动，而运用位移控制速率来直接进行试验时，与应变控制速率应用相比，结果受影响较小，结果较稳定。这充分说明在两种速率控制方式下所进行的测定实验中屈服阶段中瞬时效应下的曲线特点呈现不同，一定比较之下，位移速率控制下的较为精准。

5 结语

通过以上个人简要的讲解以及系统的分析，可以得知对于屈服点的选定与掌握不能完全依赖于机械统计总结的数据，也要结合相关操作情况，相同速率下的操作测定试验才更加有对比性，只有在这样的情况下，试验所测定的屈服强度才会更加有实用性以及可靠性。保障屈服点选择的严格谨慎与科学合理，对于金属材料屈服强度的测定有着举足轻重的意义，金属材料精准的屈服强度测量对于工业生产制造有着不可代替的重要作用，由不得半分疏忽大意，只有这样，工业生产的源泉-良好性能的金属材料才能生生不息，为工业的生产制造提供优良的生产原料以及生产环境。

[1]刘刚.测试方法对测定金属材料屈服强度的影响研究[J].工程技术研究,2017(08):101-102.