加工对金属材料拉伸性能的影响初探

2019-01-27尚灿

中小企业管理与科技 2019年26期

尚灿

（苏州湖天电气开发有限公司，江苏苏州215008）

1 引言

金属材料的拉伸性能是重要的力学性能之一，主要包括延伸率、断面收缩率、屈服强度、抗拉强度等一系列特征参数。在进行金属材料拉伸试样的加工制备过程中，需要对取样和加工等因素进行全面探究，以确保试验结果的准确性和合理性。本文以Q235B与Q345B两种钢板作为基础试验材料，探讨试样取样与加工对金属材料拉伸性能产生的影响。

2 取样对金属材料拉伸性能的影响

2.1 取样的方向

拉伸试样制备的过程中，取样方向一般有三个：45°方向、横向和纵向。在金属材料取样的过程中，对于纵向取样来说，一般可以采用平行压制的方式，横向取样可以垂直于压制方向进行。使用WAW-300B 万能试验机在室温下进行拉伸试验，结果表明，以上两种钢板在两种取样方向下，生成的拉伸值存在一定的差别。相比于屈服强度和抗拉强度，断后延伸率差异最为显著，主要体现在纵向和横向取样上。其中，Q235B横向取样延伸率差值达59%；Q345B横向取样延伸率差值达49%，严格地按照碳素结构钢以及合金高强度结构钢提供的技术标准进行分析，在按照45°方向取样后得到的拉伸性能最佳，也就是说金属材料在生产过程中，需要使用压力性加工的方式形成有机的横截面。在加工过程中有杂物和晶粒，沿着主变方向进行流动，产生一定的金属纤维组织。在形变过程中，使得纤维组织产生一定的方向性，此时金属材料的各项力学性能向不同的方向发展，发生一定的差异变化，会形成最终的产品结构。

2.2 取样的位置

Q235B钢板在取样过程中，需要在钢板腿宽以及腰高的三分之一处进行拉伸取样。通常情况下需要采取十个样本，在进行拉伸试验过程中，圆钢在直径的四分之一处可以得到抗拉强度的位置中心。也就是说金属材料在进行加工时，内部化学成分、加工变形等一系列的内在因素可能呈现不均匀分布的特点。尤其是在浇铸模型的过程中，由于流速不同、位置不同和局部化学材料差异，材料具有一定程度的不均匀性，这时金相组织出现错位，导致一些材料的力学性能显现。尤其是在进行挤压成型过程中，材料可能从模口脱落。在圆钢拉伸试验过程中，需要选取不同的直径位置，然后再选择不同的取样位置，才能得到更佳的测试效果。圆钢最佳的取样位置位于和圆钢表面相距1.25cm 的位置。槽钢在进行拉伸试验试样制备的过程中，最佳取样位置为腰高四分之一或腿宽的三分之一处[1]。

3 加工对金属材料拉伸性能的影响

3.1 形状

金属材料在加工制作过程中，需要使用车、钻、刨、磨等多种机械进行加工。为了保证材料符合相应的规范要求，需要对材料的真实使用性能进行检测，避免材料在加工过程中发生加工硬化，从而影响材料的使用寿命。对于试样的形状而言，在进行开肩制样过程中，需要将试样两端进行加持，然后采取有效的制样方式，使用圆弧过渡进行连接。一般选择十个样本进行拉伸试验，拉伸试验的强度是不同的，开肩后的试样屈服强度为377MPa。对于开肩试样断后的延伸率为24.5%，抗拉强度为541MPa。因此，日常金属产品在检验过程中，取样应该以直条形状为主，对产品标准进行检验，以满足开肩试验的要求。

3.2 形状公差

在进行形状公差试验过程中，必须要严格地按照施加拉伸力时产生的力学性能进行试验，为了获得这一测定结果，需要在平行长度范围内对横截面积尺寸进行截取和测算。考虑到标距范围内形状的变化，在进行采样过程中，需要考虑到机床加工刀具产生的变化，保证在试样呈现出均匀分布的状态。试样形状公差是不容忽略的，在进行试验过程中，形状公差可能出现一端大、另一端小，两端大、中间小，或者是中间大、两端小的不同情况。其中，一端大、一端小的情况最为常见[2]。