CN102998175A

CN102998175A - 一种测试金属材料断裂伸长率的方法

Info

Publication number: CN102998175A
Application number: CN2011102739207A
Authority: CN
Inventors: 赵晨; 陆子平; 宋庆源; 崔玉敬; 任鹏; 马会君; 王洪杰; 李爱兰
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-09-15
Also published as: CN102998175B

Abstract

本发明公开了一种测试金属材料断裂伸长率的方法，其中，该方法包括下述步骤：沿拉伸方向将待测金属材料标记为若干等份，并在沿拉伸方向的待测金属材料的纵向中线上标记每个分隔点的位置，拉伸前相邻两个分隔点之间的距离记为a；分别测量每部分断裂的金属材料的相邻两个分隔点之间的距离，记为a1，根据相邻两个分隔点间的局部伸长率，并根据需要选定并分别标记所述局部伸长率大于预设值的点；测量局部伸长率大于预设值的临界点之间的距离，记为L_p，所述临界点之间的原始距离，记为L_o；并根据公式A_p＝((L_p-L_o)/L_o)×100％，计算断裂伸长率A_p。采用本发明的方法可以区分具有相同断裂伸长率的不同金属材料的成型能力，且方法更简单。

Description

一种测试金属材料断裂伸长率的方法

技术领域

本发明涉及一种测试金属材料断裂伸长率的方法。

背景技术

成形性能是金属材料，特别是金属板材的重要性能之一，成形性能好，说明金属材料在冷变形时不易断裂，成形性能的好坏直接影响到设计人员的材料选择、模具设计和成形虚拟分析。虽然可以按照“GB/T 24171.2-2009金属材料(薄板和薄带)成形极限曲线的测定方法中的第2部分——实验室成形极限曲线的测定”的方法绘制出金属板材较完整的成形曲线，以全面地说明其性能，但是这种方法非常复杂，在设计阶段并不实用。而按照“GB/T228金属材料温室拉伸试验方法”测得金属材料的断裂伸长率的方法在应用中比较广泛，并可以直观的表示出金属板材的大致成形能力，但是，由于该方法对待测定的金属的原始标距有限定，决定了它不能较全面的反应金属材料，特别是金属板材的成型能力。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种通过简单的试验就可以较全面的得到金属材料特别是金属板材的成形能力数据的方法，即提供一种测试金属材料断裂伸长率的方法。

本发明提供了一种测试金属材料断裂伸长率的方法，其中，该方法包括下述步骤：

(1)沿拉伸方向将待测金属材料标记为若干等份，并在沿拉伸方向的待测金属材料的纵向中线上标记每个分隔点的位置，拉伸前相邻两个分隔点之间的距离记为a；

(2)拉伸所述待测金属材料直至断裂，分别测量每部分断裂的金属材料的相邻两个分隔点之间的距离，记为a1，根据相邻两个分隔点间的局部伸长率，并根据需要选定并分别标记所述局部伸长率大于预设值的点；

(3)将断裂后的金属材料沿断裂部位进行拼接，并测量局部伸长率大于预设值的临界点之间的距离，记为L_p，所述局部伸长率大于预设值的临界点之间的原始距离，记为L_o；并根据公式A_p＝((L_p-L_o)/L_o)×100％，计算断裂伸长率A_p。

与采用“GB/T 228金属材料温室拉伸试验方法”测定金属材料的断裂伸长率相比，本发明具有如下优点：

1、现有技术的方法测量的固定标距的平均伸长率，而采用本发明的方法并可根据需要选定变形区域的原始长度，并得到选定变形区域的伸长率；

2、采用本发明的方法可以区分具有相同断裂伸长率的不同金属材料的成型能力；

3、采用本发明的方法可以区分不同钢厂同种金属材料的成型能力；

4、可以更直观地描述金属材料，特别是金属板材变形区域的变形能力，便于设计人员参考、选材和虚拟分析。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为拉伸前的标记网格的待测金属材料试样；

图2为根据拉伸断裂后的金属材料试样局部伸长率的预设值大于50％的临界点之间的距离L_p计算伸长率A_p。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“纵向、横向”是指沿待测量金属材料的拉伸方向为纵向，与该拉伸方向垂直的方向为横向。

按照本发明，所述测试金属材料断裂伸长率的方法包括：

按照本发明，步骤(1)中，沿拉伸方向将待测金属材料标记为若干等份，并在沿拉伸方向的待测金属材料的纵向中线上标记每个分隔点的位置的方法只要能够清楚地标记每等份的分隔点的位置即可，优选情况下，将待测金属材料标记为若干等份，并在沿拉伸方向的待测金属材料的纵向中线上标记每个分隔点的位置的方法为在沿拉伸方向的待测金属材料表面标记出纵向中线，并将该纵向中线分为若干等份，并标记出与所述纵向中线垂直的若干条横向线，即，如图1所示，标记成网格状，y表示纵向中线，与其垂直的若干条线为横向线，x表示横向线，那么，所述纵向中线与若干条横向线的交叉点即为每个分隔点的位置，因此，标记成网格状，能够更清楚的确定每个分隔点的位置。其中，所述标记的方法可以为在金属材料表面轻划出线条痕迹，或者用细墨线进行标记。

按照本发明，步骤(1)中，拉伸前相邻两个分隔点之间的距离a只要能够保证能够准确地测试所述金属材料的局部断裂伸长率即可，优选情况下，所述拉伸前相邻两个分隔点之间的距离a为1-3毫米。

按照本发明，步骤(2)中，所述拉伸速度和拉伸力可以为本领域技术人员所公知的测试金属材料断裂伸长率时的常规的拉伸速度和拉伸力，例如，可以根据GB/T 228金属材料温室拉伸试验方法确定，例如，所述拉伸速度可以为0.001-500毫米/分钟，所述拉伸力可以为100牛顿-300千牛。

按照本发明，步骤(2)中，拉伸所述待测金属材料直至断裂，分别测量每部分断裂的金属材料的相邻两个分隔点之间的距离，记为a1，并根据计算得到相邻两个分隔点之间的局部伸长率，根据需要选取并分别标记所述局部伸长率大于预设值的点。例如，可以根据不同金属材料的性能选取适当的局部伸长率大于预设值的取值范围。其中，所述相邻两个分隔点之间的局部伸长率的计算方法为本领域技术人员所公知，即((a1-a)/a)×100％，所述预设值的取值范围通常可以为大于0％，例如，大于或等于30％，或者，大于或等于50％，或者，大于或等于100％，或者，大于或等于150％等。具体可以为，例如：通常选择局部伸长率大于预设值0％的计入L_p0，局部伸长率大于或等于预设值50％的计入L_p50，局部伸长率大于或等于预设值30％的计入L_p30。若根据(a1/a)×100％计算局部伸长率，则所述预设值的取值范围优选为大于1％。

按照本发明，步骤(3)中，将断裂后的金属材料沿断裂部位进行拼接，并测量伸长率大于预设值的临界点之间的距离，并根据所述局部伸长率大于预设值的临界点之间的原始距离计算金属材料的断裂伸长率。以局部伸长率大于或等于50％为例，测量断裂部位两侧伸长率刚好大于或等于50％的两个临界点之间的距离，记为L_p50，并根据所述伸长率大于或等于50％的临界点之间的原始距离L_o50；根据公式A_p＝((L_p50-L_o50)/L_o50)×100％，计算断裂伸长率A_p。

其中，步骤(3)中，所述局部伸长率大于预设值的临界点之间的原始距离L_o的测定方法为本领域技术人员所公知，例如，可以根据包括该临界点的临界点之间的分隔点的数量减1后与拉伸前相邻两个分隔点之间的距离a的乘积，计算得到原始距离L_o。

本发明对所测试的金属材料没有特别限定，可以为任意的金属材料，如钢或铝，且对金属材料的形状没有特别限定。此外，在测试前，所述金属材料的制样方法也可以按照本领域技术人员所公知的方法进行，例如，可以根据GB/T 228金属材料温室拉伸试验方法进行制样。优选情况下，本发明的方法特别适用于金属板材的断裂伸长率的测试。

本发明对测试的条件没有特别限定，通常情况下，测试温度可以为10-35℃，对于对温度有较严格要求的情况来说，所述测试温度优选为18-28℃。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的测试金属材料断裂伸长率的方法。

(1)根据GB/T 228第6章中金属薄板试样中规定方法进行制样(如图1所示，所述哑铃型钢材试样的总长度为150毫米，厚度为1毫米，拉伸区域的宽度为20毫米)。

(2)应用细划线或细墨线在待测金属薄板试样上标记原始网格。如图1所示，先沿所述金属薄板试样的拉伸方向划出纵向中线y，再逐个标记横向等间距线，全部横向线(包括横向中线x)与纵向中线y的交叉点均为测量点，每个测量点之间的间距为1毫米。

(3)在SANS CMT5305微机控制电子万能试验机上，用6千牛的拉伸力，以0.15毫米/分钟的拉伸速度沿着纵向线的方向拉伸所述金属薄板试样，直至所述金属试样断裂为两部分，试样断裂后，分别测量断裂口附近的相邻的两个测量点之间的距离(即a1)，并根据拉伸前相邻两个测量点之间的距离(a＝1毫米)，根据公式((a1-a)/a)×100％，分别计算得到相邻两个测量点之间的局部伸长率，将局部伸长率的预设值大于50％(包括等于50％的点)的点均记入L_p50(如图2所示)(断裂口左侧为3个点，右侧为3个点)，并将断裂后试样沿断裂口拼接，并测量L_p50的长度(L_p50＝7.8)，根据L_p50区域的测量点间距数量(根据包括该临界点的临界点之间的分隔点的数量减1后与拉伸前相邻两个分隔点之间的距离a的乘积)，得出该区域原始长度L_o50(L_o50＝5mm)，根据公式A_p50＝((L_p50-L_o50)/L_o50)×100％计算局部伸长率大于或等于50％的区域的金属材料的断裂后局部伸长率A_p50，计算得到：A_p50＝56％。

A_p50可以具体表示为：A_p50·L_o50/a；

即，厚度为1毫米的金属板材，在拉伸试验中原始长度为5毫米的区域内局部伸长率大于或等于50％的变形区域(试样有5毫米可以被拉长50％以上)，断后所述金属材料的局部断裂伸长率为56％(5毫米的断裂伸长率)。

Claims

1.一种测试金属材料断裂伸长率的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，将待测金属材料标记为若干等份，并在沿拉伸方向的待测金属材料的纵向中线上标记每个分隔点的位置的方法为在沿拉伸方向的待测金属材料表面标记出纵向中线，并将该纵向中线分为若干等份，并标记出与所述纵向中线垂直的若干条横向线，根据纵向中线与若干条横向线的交叉点标记每个分隔点的位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，拉伸前相邻两个分隔点之间的距离a为1-3毫米。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，拉伸速度为0.001-500毫米/分钟，拉伸力为100牛顿-300千牛。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，根据公式((a1-a)/a)×100％计算局部伸长率，所述预设值的取值范围为大于0％。

6.根据权利要求1、2、4和5中任意一项所述的方法，其中，测试温度为10-35℃。