1月7日,实验室开展了第二次的培训教学,培训主题为了解金属拉伸试验的全过程。培训从试样的准备,试样的过程,试样结束后数据的处理这三方面展开。
一.试样的准备
1. 形状和尺寸
试样形状通常为圆柱形或矩形,需要互相垂直测量试样尺寸,每个试样测量三个位置,求平均截面积。常见的圆柱形试样直径范围是 5 - 10mm,长度根据标距和夹持部分的要求确定。矩形试样的尺寸则根据材料的类型和试验目的而定,例如,对于板材材料,其厚度一般在 2 - 10mm 之间,宽度根据厚度和材料实际情况确定,标距长度与宽度之比也有相应标准。
2. 画原始标距
在试样的平行部分用合适的方法标记出标距长度,如使用打点机或划线。标记要清晰、准确,且不能影响试样的性能和试验过程中的变形测量。按非比例试样,比例系数为5.65的值不符合这一最小标距要求时,可采用较高的比例系数。按比例系数,国际上使用的比例系数为5.65。原始标距应不小于15MM。
二.试样过程
1. 试样安装
将试样安装在万能材料试验机的上下夹具之间,确保试样的轴线与试验机的加载轴线重合,避免偏心加载。对于圆柱形试样,夹具一般采用楔形夹具或螺纹夹具,通过摩擦力或螺纹紧固来夹持试样;对于矩形试样,通常使用平口夹具进行夹持。在安装过程中,要保证试样被牢固地夹持,但不能过度夹紧导致试样局部变形或损坏。
2. 调力
进行少量的预加载,一般预加载力不超过预计屈服力的 10%,目的是消除试验机夹具和试样之间的间隙,使试验机的力和位移传感器处于工作状态。预加载后,将力值和位移值归零,以确保试验数据的准确性。
3. 开始试样
启动试验机,按照设定的速度开始拉伸试样。在试验过程中,试验机的数据采集系统实时记录力和位移数据。到变形切换点取下引伸计了,试验继续;试样断裂,试验结束。
三.数据处理
将试验过程中采集的数据进行整理,绘制力 - 位移曲线。可以清晰地看到材料的弹性变形阶段、屈服阶段、塑性变形阶段和断裂阶段。这有助于直观地分析材料的力学性能变化过程。
金属拉伸实验好处颇多,一方面能精准评估材料性能,确定屈服强度、抗拉强度、伸长率等指标,据此评判材料质量、对比不同材料优劣;另一方面助力材料研发,为成分优化、工艺改进及新材料开发提供依据;在工程应用领域,它更是保障安全的关键,为工程结构设计、设备安全运行提供核心数据,确保依据金属材料特性打造的各类设施可靠耐用。