CN100487416C - 管材环向拉伸性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
管材环向拉伸性能测试方法，它涉及一种管材环向性能的测试方法。本发明的目的是为解决现有管材拉伸测试方法影响管材环向拉伸性能测试结果的准确性的问题。本发明将具有和管材内径相同直径的半圆形棒穿过管材拉伸试样的内壁，开动材料拉伸试验机拉动上夹具和下夹具，使管材发生拉伸变形，得到管材环向的拉伸性能试验数据。本发明的有益效果是：①本发明采用管材原有的圆环状或圆弧状的试样进行拉伸，可以避免将试样展平过程中加工硬化引起的管材性能变化，从而可以更为准确地测试管材的环向拉伸性能；②采用圆环状或圆弧状的管材试样进行拉伸，管材的受力状态和变形比单向拉伸试验更接近于管材的胀形过程，可以更好地表征管材的胀形变形能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种管材环向性能的测试方法。
背景技术
在很多工业领域，管材特别是圆截面管材是最为常见、应用最为广泛的一种材料。管材有时用作承载结构件，如建筑行业中常见的框架或者高压系统中的管路；有的情况下需要对管材进行二次加工，如弯曲、扩口、缩径、胀形等。不同的使用情况，对管材的性能要求也不相同。例如，如果利用管材输送高压的液体或气体，需要管材具有足够的强度来承受内部的高压作用；如果需要对管材进行二次加工，则要求管材具有一定的塑性变形能力。最常用的评价材料塑性变形能力的方法是单向拉伸实验。对于焊管，可以用初始板材不同方向的拉伸性能来近似代替焊管的轴向和环向拉伸性能。但是，在直径较小、材料强度较高的焊管弯曲过程中，会产生严重的加工硬化现象，管材的环向变形性能将发生明显变化。因此，用初始板材的性能来代替焊管的性能必然产生较大误差。对于无缝管，如挤压管或冷拔管，管材沿轴向和环向的变形性能有很大差别。管材沿轴向的拉伸性能可以通过沿轴向切取弧状试样或将弧状试样展平后进行拉伸试验获得。而对于沿环向或其它方向的拉伸性能，常需要将管材切开后展平再进行拉伸。同理，对于直径较小、材料强度较高的情况，展平过程产生的加工硬化将引起管材性能的明显变化，这同样影响管材拉伸性能测试结果的准确性。准确测量管材沿不同方向的拉伸性能，对评价管材的综合变形能力具有非常重要的意义。为了更好地测量和描述管材的环向拉伸性能，需要一种能够直接测试管材环向拉伸性能的方法。
发明内容
本发明的目的是为解决现有管材拉伸性能测试方法的准确性问题，提供一种管材环向拉伸性能测试新方法。本发明具有更为准确地测量管材沿环向的拉伸变形性能的特点。本发明的技术方案是按以下步骤实现的：一、将具有一定长度的管材圆环试样的一侧沿轴向切开，将切口两侧各四分之一周长的管材展平，其余部分的管材保持圆弧状不变；二、将具有和管材内径相同直径的半圆形棒穿过管材，半圆形棒的两端与材料拉伸试验机的上夹具相连；三、将宽度等于管材内径的夹持芯棒置于展平的管材之间，利用材料拉伸试验机的下夹具将展平的管材夹紧在夹持芯棒上；四、开动材料拉伸试验机拉动上夹具和下夹具，使圆环试样发生拉伸变形，得到管材环向的拉伸性能试验数据。本发明另一种方法的技术方案是按以下步骤实现的：一、将管材切成长度为1～50mm的圆环试样；二、将具有和圆环试样内径相同直径的第一半圆形棒和第二半圆形棒穿过圆环试样的内壁，第一半圆形棒的两端通过第一连接体与材料拉伸试验机的上夹具相连，第二半圆形棒的两端通过第二连接体与材料拉伸试验机的下夹具相连；三、开动材料拉伸试验机拉动上夹具和下夹具，使圆环试样发生拉伸变形，得到管材环向的拉伸性能试验数据。本发明两种方法的有益效果均为：①本发明采用管材原有的圆环状或圆弧状的试样进行拉伸，可以避免将试样展平过程中加工硬化引起的管材性能变化，从而可以更为准确地测试管材的环向拉伸性能；②采用圆环状或圆弧状的管材试样进行拉伸，管材的受力状态和变形比单向拉伸试验更接近于管材的胀形过程，可以更好地表征管材的胀形变形能力。
附图说明
图1是具体实施方式一中半圆形棒3、夹持芯棒6、上夹具1和下夹具7的应用状态示意图，图2是具体实施方式四中第一半圆形棒13、第二半圆形棒16、上夹具11和下夹具19的应用状态示意图，图3是图2的A向视图。
具体实施方式
具体实施方式一：(参见图1)本实施方式的技术方案是按以下步骤实现的：一、将具有一定长度管材5的一侧沿轴向切开，将切口两侧各四分之一周长的管材展平，其余部分的管材保持圆弧状不变；二、将具有和管材内径相同直径的半圆形棒3穿过管材5的内壁，半圆形棒3的两端通过连接体2与材料拉伸试验机的上夹具1相连；三、将宽度等于管材5内径的夹持芯棒6置于展平的管材5的两端管壁之间，利用材料拉伸试验机的下夹具7将展平的管材5的两端夹紧在夹持芯棒6上；四、开动材料拉伸试验机拉动上夹具1和下夹具7，使圆弧部分的管材5发生拉伸变形，得到管材5环向的拉伸性能试验数据。本实施方式管材5的长度为1～50mm。管材5发生拉伸变形的拉力为5～450MPa。
具体实施方式二：(参见图1)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，在半圆形棒3的棒体内开有圆孔8，在圆孔8内设有电加热棒4用于对管材5进行加热，管材5的加热温度为20～800℃。将管材5加热到一定温度以后再进行拉伸，可以测定不同温度下管材5的环向拉伸性能。其它工艺条件和工艺步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：(参见图1)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，在半圆形棒3与管材5之间放有润滑剂二硫化钼。在半圆形棒3与管材5之间保持良好的润滑来减小摩擦对管材变形的影响，使管材的变形更接近于单向拉伸应力状态。其它工艺条件和工艺步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：(参见图2、图3)本实施方式的技术方案是按以下步骤实现的：一、将管材15切成长度为1～50mm的圆环试样；二、将具有和管材内径相同直径的第一半圆形棒13和第二半圆形棒16穿过管材15的内壁，第一半圆形棒13的两端通过第一连接体12与材料拉伸试验机的上夹具11相连，第二半圆形棒16的两端通过第二连接体18与材料拉伸试验机的下夹具19相连；三、开动材料拉伸试验机拉动上夹具11和下夹具19，使管材15发生拉伸变形，得到管材15的环向拉伸性能试验数据。管材15发生拉伸变形的拉力为5～450MPa。
具体实施方式五：(参见图2、图3)本实施方式与具体实施方式四的不同点在于，在第一半圆形棒13的棒体内开有第一圆孔20，在第一圆孔20内设有第一电加热棒14，在第二半圆形棒16的棒体内开有第二圆孔21，在第二圆孔21内设有第二电加热棒17，第一电加热棒14和第二电加热棒17同时用于对被拉伸试验的管材15进行加热，管材15的加热温度为20～800℃。将第一半圆形棒13、第二半圆形棒16以及管材15加热到一定温度以后再进行拉伸，可以测定不同温度下管材15的环向拉伸性能。其它工艺条件和工艺步骤与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：(参见图2、图3)本实施方式与具体实施方式四的不同点在于，在第一半圆形棒13、第二半圆形棒16与管材15之间放有润滑剂二硫化钼。在第一半圆形棒13、第二半圆形棒16与管材15之间保持良好的润滑来减小摩擦对管材变形的影响，使管材的变形更接近于单向拉伸应力状态。其它工艺条件和工艺步骤与具体实施方式一相同。
以上实施方式中使用的材料拉伸试验机由深圳新三思集团公司生产，型号为CMT5000，而不需要其它的专用设备。
Claims (5)
1、一种管材环向拉伸性能测试方法，其特征在于管材环向拉伸性能测试方法的技术方案是按以下步骤实现的：一、将具有一定长度管材(5)的一侧管壁沿轴向切开，将切口两侧各四分之一周长的管壁展平，其余部分的管壁保持圆弧状不变；二、将具有和管壁内径相同直径的半圆形棒(3)穿过管材(5)的内壁，半圆形棒(3)的两端通过连接体(2)与材料拉伸试验机的上夹具(1)相连；三、将宽度等于管材(5)内径的夹持芯棒(6)置于展平的管材(5)的两端管壁之间，利用材料拉伸试验机的下夹具(7)将展平的管材(5)的两端管壁夹紧在夹持芯棒(6)上；四、开动材料拉伸试验机拉动上夹具(1)和下夹具(7)，使圆弧部分的管材(5)发生拉伸变形，得到管材(5)的环向拉伸性能试验数据。
2、根据权利要求1所述的管材环向拉伸性能测试方法，其特征在于管材(5)的长度为1～50mm。
3、根据权利要求1所述的管材环向拉伸性能测试方法，其特征在于管材(5)发生拉伸变形的拉力为5～450MPa。
4、根据权利要求1所述的管材环向拉伸性能测试方法，其特征在于在半圆形棒(3)的棒体内开有圆孔(8)，在圆孔(8)内设有电加热棒(4)用于对被拉伸试验的管材(5)进行加热，管材(5)的加热温度为20～800℃。
5、根据权利要求1所述的管材环向拉伸性能测试方法，其特征在于在半圆形棒(3)与管材(5)之间放有润滑剂二硫化钼。
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