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浅析影响金属材料拉伸试验检测结果的因素

发表时间：2021/3/16 来源：《建筑科技》2020年8月下作者：王斌

[导读] 科学技术的发展迅速，我国的技术行业的发展也有了改善。金属材料是生产生活中最常用的材料之一，在社会发展中起着举足轻重的作用。为了满足不同条件下的使用需求，就需要了解不同金属材料的各项力学性能，而拉伸试验则是获得这些性能的有效手段。

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摘要：科学技术的发展迅速，我国的技术行业的发展也有了改善。金属材料是生产生活中最常用的材料之一，在社会发展中起着举足轻重的作用。为了满足不同条件下的使用需求，就需要了解不同金属材料的各项力学性能，而拉伸试验则是获得这些性能的有效手段。拉伸试验的检测结果，可能受取样方向和位置、试样加工工艺、环境条件等因素的影响。现通过识别可能影响结果的各种因素，并对其成因、影响程度、解决方法进行分析，力图减小这些因素的影响，确保金属材料拉伸试验结果的准确性和可靠性。
关键词：影响；金属材料拉伸试验检测结果；因素
        引言
        近年来，我国经济水平不断提升，各行各业都得到了迅猛的发展，金属材料是广泛运用在各行各业中的材料之一，因此，检测评定金属材料产品性能的金属拉伸实验得到了人们越来越多的重视，而在拉伸试验过程中，难免会存在一些容易影响试验检测结果准确性的因素，基于此背景下，本文针对影响金属材料拉伸试验检测结果的主要因素做出了讨论，以供相关人员参考。
        1金属材料拉伸试验注意事项
        当前，因为金属材料拉伸试验的高效性及实用性，当前这一拉伸试验检测方法得到了广泛的推广与应用，但在实验中还需要对各个环节进行合理严格的把控，以此来实现试验的顺利进行，首先对于试验过程中会应用到的设备，工作人员需要在试验开始之前进行全面的整体的检查与调整，确保其在实验过程中可以有效规范的对金属材料做出相应的实验操作，从而对拉伸试验的检测结果做出基础的保障;其次，在进行金属材料拉伸试验的过程中，需要根据实际的金属属性以及实际的实验环境来明确对金属材料的拉伸方向、拉伸方法以及拉伸速率，同时，建议拉伸试验重复进行，用多次所检测出的数据来确保实验的合理性与所得结果的科学性与客观性，除此之外，要严格把控实验过程中的温度因素，其比较容易对拉伸试验产生影响，因此要尽最大的可能去规避这一问题。
        2优化措施分析
        2.1夹持方法的影响
        试样夹持的方法也可能会对试验的检测结果产生影响。要保证试样夹持的有效性，首先要核查夹具状态，保证夹具安装正确，夹面的磨损不会影响夹持效果，以免试样滑动对检测结果产生影响。第二，试样在夹持时要有效对中，保证同轴度，使试样轴线与力的作用线重合，尤其对于平板试样，有必要使用定位装置来确保试样处于竖直状态。如果夹头轴线与试样轴线有偏离，会使试样承受附加的弯曲应力，对试验数据产生影响。第三，夹持的位置要合适，尽可能完整地夹持试样的夹持端长度，以免在试验时夹持部位产生应力集中而断裂。第四，设置合理的夹紧力，较小的夹紧力可能会使试样在试验中滑动，而夹紧力过大，甚至在局部超出材料的屈服极限，试样也可能会发生屈服失效，在实际操作时，夹紧力需根据试样的尺寸和材料屈服极限进行设定。第五，为了消除夹具间隙以及更好地确保试样与夹头对中，可以施加一定的预拉力，一般不超过预期屈服强度的5%。
        2.2试验参数的影响
        大量的研究表明，拉伸试验的控制方式和速率对试验结果有着显著影响。国家标准GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》中规定试验控制方法有两种：应变控制的试验方法（方法Ａ）和应力控制的试验方法（方法Ｂ）。方法A又分为两种应变速率控制模式。第一种应变速率是基于引伸计的反馈而得到。第二种是根据平行长度估计的应变速率，即通过控制平行长度与需要的应变速率相乘得到的横梁位移速率来实现。

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同时国家标准中也规定了各控制模式下，不同试验阶段的试验速率范围。如果采用较高的试验速率，由于材料的滑移和位错较为困难，难以进行充分的塑性变形，一般结果会提高屈服强度和抗拉强度，而降低断后伸长率和断面收缩率，尤其是材料的屈服性能对拉伸速率的变化更加敏感。在日常试验中，由于材料可能会产生非连续屈服，检测人员要根据不同的试验阶段设置不同的控制模式，如在弹性变形阶段采用引伸计反馈的应变控制，则需在进入屈服阶段前转变为横梁位移速率控制的位移控制。而不同的控制方式也需要设定不同的试验速率，通常情况下，如果没有其他规定，一般采用标准推荐的试验速率。
        2.3人员因素的影响
        质量管理理论中，“人机料法环”是五个影响质量的主要因素，而人员素质的高低很大程度上决定了检测结果的准确性。检测人员需要有扎实的力学理论功底，熟悉试验方法标准要求，了解设备结构及操作流程，并具备一定的检测经验，有能力对检测过程中发生的异常情况进行分析处置。在实际进行试样尺寸测量、检测方法设定时，检测人员要依据标准作业程序进行操作，保证检测数据的重复性和可靠性。为了保证人员能力能够满足上述要求，应定期对相关人员进行培训。同时，采取必要的措施对人员能力进行监控，通过“内外结合”的方式进行。可以通过人员比对、盲样测试等“内部”监控手段，考察相关检测人员的实际水平也可以通过实验室间比对、测量审核、能力验证等“外部”监控的方式对人员能力进行评估。另外，还可以通过现场见证的方式对相关人员进行监督，验证其是否按照标准作业程序的要求开展检测。
        2.4加工条件对金属材料拉伸性能的影响
        根据需要加工成型的零件，我们需要选择适当的温度、时间和压力来完成金属材料的加工，而在这个过程中会对金属材料的拉伸性能产生多种影响，这其中横向拉伸强度所受的影响最为突出。
一般情况下，对横向拉伸的影响表现为以下方面：随着温度的升高，金属材料内部的分子运动的能量、熔体的自由体积以及锻链活动能力都会显著增强，这就导致分子间的相互作用力会降低，离子之间的粘合度也会缩减，所以金属材料在较高的温度下，能够很好的增强横向拉伸的强度但是金属材料横向拉伸的强度并不是随着温度的升高直线上升，当温度过高时，就会导致金属内部一些大分子链断裂不良，进而使得金属材料的拉伸性能减低，所以必须选择适宜的温度，才能更好的提升金属材料的拉伸性能。
        结语
        总而言之，在金属材料的拉伸试验中会存在很多容易影响最终检测结果的因素，因此为了保证试验的顺利进行并保障所测得的结果的可靠性与合理性，就需要相关人员做好实验中每个环节的精准把控，将种种影响因素造成的问题尽可能的规避，为金属材料的性能指标检测提供科学的依据。我们在对金属材料进行切割和制备的过程中，要想达成理想的加工状态，不仅要选择理想的尺寸和位置，同时要尽量防止材料受热、时间、压力、速度等使其拉伸性能产生影响。另外，在切配取样时，尽量多预留一些加工余量，这样就可以把受热或硬化的部分去掉，从而使切割边缘尽量整齐，材料整体性能更加稳定。
参考文献
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