CN111307617A - 一种钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法及装置，该方法将矩形的刚性材质的测试辅助件粘接在钢板试块的待测表面上，并保证相互接触的位置完全粘结紧密，然后将试块的待测表面未与测试辅助件接触的位置的氧化铁皮清除干净，并测量相互接触位置的面积S。通过施加剪切力，使得测试辅助件将与其紧密粘结的氧化铁皮从试块表面剪切下来，并记录最大剪切力值F，根据公式τ＝F/S计算出氧化铁皮的抗剪强度τ。该方法能够定量的测试出钢板表面氧化铁皮的抗剪切强度值，且实施简单方便，测试结果准确度高，能够直接用于指导钢板生产。

Description

一种钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法及装置
技术领域
本发明属于钢板表面质量检测技术领域，具体涉及一种钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法及装置。
背景技术
热轧钢板的生产过程，一直伴随着钢板表面的氧化反应。加热、除鳞、轧制、冷却各个工序都会影响钢板表面的氧化铁皮的性能。氧化铁皮的完整性及致密度则直接影响到钢板表面的外观质量及抗锈蚀能力。钢板的制造过程需要制定合理的生产工艺，在保证良好的机械性能的前提下，保证氧化铁皮具有良好的结合力，使得钢板在矫直、运输、储运及后续使用过程中氧化铁皮不会脱落。通过衡量不同工艺下氧化铁皮的结合力情况，可以有效的促进工艺的优化改进，以获得最佳的钢板表面质量。因此，一套准确易行的衡量氧化铁皮结合力的实验方法便显得尤为重要。
在钢板的加工使用过程中，氧化铁皮会承受垂直于钢板表面的拉力及平行于钢板表面的剪切力的综合作用。而在冷矫直、折弯等工序中，氧化铁皮主要承受剪切力的作用。因此，衡量钢板表面氧化铁皮与基体的结合力，抗拉能力指标与抗剪切能力指标同等重要。
申请号为CN201910504724.2的发明公布了一种测试热轧钢板表面氧化皮与基体粘接力的方法，该方法采用涂层附着力测试仪测试氧化铁皮的抗拉力指标，但无法衡量抗剪切力指标。而申请号为CN201710602946.9的发明也提供了一种钢板表面氧化铁皮结合力的表征方法，该方法通过弯曲钢板观察氧化铁皮脱落程度衡量氧化铁皮的结合力，但其只能通过对比定性分析，无法定量分析。
现有的文献中，尚无可定量分析钢板表面氧化铁皮抗剪切能力的实验方法。因此，设计一套简易可行、可定量的钢板表面氧化铁皮抗剪切能力测试方法具有重要的应用意义。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，该方法能够定量的测定钢板表面氧化铁皮的抗剪能力。
本发明的另一目的是提供一种实施上述钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法的装置。
技术方案：本发明所述的一种钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，包括如下步骤：
(1)准备断面呈矩形的刚性材质的测试辅助件，保持测试辅助件的表面光滑洁净；
(2)从待测钢板上取截面呈矩形的试块，并在取样时，保证试块的待测表面的氧化铁皮保留完整，将待测表面的氧化铁皮上附着的杂质清理干净；
(3)将测试辅助件粘接在试块的待测表面，并保证相互接触的位置完全粘结紧密；
(4)将试块的待测表面未与测试辅助件接触的位置的氧化铁皮清除干净，然后测量相互接触位置的面积S；
(5)通过测试辅助件对试块的待测表面施加剪切力，并记录测试辅助件将试块的待测表面的氧化铁皮剪切下来的最大剪切力值F；
(6)根据公式τ＝F/S计算出氧化铁皮的抗剪强度τ。
其中，所述待测辅助件为屈服强度≥345MPa的钢条，且钢条的表面粗糙度Ra＝3.2μm。
所述钢条的长度为25±0.2mm，宽度5mm±0.1mm，厚度3mm±0.1mm。
进一步的，所述试块的宽度为25±0.2mm，长度为65±0.2mm；当待测钢板的厚度≤20mm时，试块的厚度为待测钢板的厚度，当待测钢板的厚度≥20mm时，试块的厚度为20±0.2mm。
进一步的，当所述钢条与所述试块粘结时，钢条的长度沿着试块的宽度延伸，且钢铁的两端分别与试块的两侧边沿平齐。
进一步的，所述钢条的粘结位置距离所述试块的上端20mm。
所述步骤(3)中，保证测试辅助件与氧化铁皮之间的粘结强度大于氧化铁皮与钢板的结合力。
进一步的，该测试方法还包括步骤(7)：重复步骤(1)至步骤(6)至少三次，计算抗剪强度τ的平均值。
而对应于上述钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，本发明提供的测试装置所采用的技术方案，包括试验夹具、用于施加剪切力的压头、以及用于显示压头压力的显示系统；所述试验夹具包括基座、设置在基座上的第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部的上端面为水平的用于支撑所述测试辅助件的支撑面，第一夹持部和第二夹持部之间形成有用于夹持所述试块的夹持区域，所述夹持区域的宽度与试块去除氧化铁皮后的厚度一致；所述压头设置于所述夹持区域的上方。
其中，所述第一夹持部的高度较第二夹持部的高度低，当所述测试辅助件被支撑于第一夹持部上时，所述试块的顶端较所述第二夹持部的顶端高。
有益效果：该方法能够定量的测试出钢板表面氧化铁皮的抗剪切强度值，且实施简单方便，测试结果准确度高，能够直接用于指导钢板生产。
附图说明
图1是本发明测试装置的使用状态示意图。
具体实施方式
下面，结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例采用本发明提供的装置进行氧化铁皮抗剪能力的测试。当然，在实施本发明的测试方法时，也可以采用GB/T 6396-2008中规定的剪切试验装置，或其他可达到相同目的的装置。
具体的，该实施例对某钢厂轧制的18mm厚度的Q345B钢板表面氧化铁皮抗剪切强度进行了测试。流程如下：
1、从Q345B钢板上取材，利用线切割或机加工后磨削的方式，加工六个矩形钢条1。钢条的尺寸为长度25mm，宽度5mm，厚度3mm。加工后钢条表面粗糙度Ra＝3.2μm。加工后需采用丙酮和酒精等有机溶剂将钢条表面油污等杂质清理干净，置于干燥箱内备用，保护其不生锈。
2、从需测试的Q345B钢板上取试样，试样取自中间子板头部宽度1/4处。通过机加工，加工六个如附图所示试块2。其中，试块宽度：25m；长度：65mm：厚度为20mm，加工过程中保证氧化铁皮不受破坏。
3、使用丙酮和酒精等有机溶剂，将加工好的试块表面的油污、灰尘等杂质清理干净。
4、采用加入固化剂的环氧树脂作为粘结剂，将矩形钢条1粘贴在试块2表面氧化铁皮4上。粘贴时，要求粘结剂涂抹平整紧密不存在气泡，钢条1两侧与试块2两侧保持平齐。粘结后，轻轻按压钢条，将多余粘结剂挤出，并用棉棒清理干净。钢条的粘结位置为距试块头部20mm。
5、静置72小时后，粘结剂3固化。采用砂轮机将试块表面其他位置的氧化铁皮全部清理干净。
6、测量试验位置的精确尺寸，并计算出剪切面积S。
7、将试样安装在测试装置中。
8、通过压头6施加压力，直至将钢条连带氧化铁皮4剪切下来，记录最大剪切力值F。
9、抗剪强度按公式τ＝F/S进行计算获得。
10、本组试验共测试六组试块，分别测得其抗剪切强度为14.31MPa，14.65MPa，15.06MPa，15.58MPa，14.08MPa，14.70MPa。取平均值14.73MPa作为该钢板表面氧化铁皮抗剪切力值。

Claims (10)

1.一种钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)准备断面呈矩形的刚性材质的测试辅助件，保持测试辅助件的表面光滑洁净；
(2)从待测钢板上取截面呈矩形的试块，并在取样时，保证试块的待测表面的氧化铁皮保留完整，将待测表面的氧化铁皮上附着的杂质清理干净；
(3)将测试辅助件粘接在试块的待测表面，并保证相互接触的位置完全粘结紧密；
(4)将试块的待测表面未与测试辅助件接触的位置的氧化铁皮清除干净，然后测量相互接触位置的面积S；
(5)通过测试辅助件对试块的待测表面施加剪切力，并记录测试辅助件将试块的待测表面的氧化铁皮剪切下来的最大剪切力值F；
(6)根据公式τ＝F/S计算出氧化铁皮的抗剪强度τ。
2.根据权利要求1所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，所述待测辅助件为屈服强度≥345MPa的钢条，且钢条的表面粗糙度Ra＝3.2μm。
3.根据权利要求2所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，所述钢条的长度为25±0.2mm，宽度5mm±0.1mm，厚度3mm±0.1mm。
4.根据权利要求3所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，所述试块的宽度为25±0.2mm，长度为65±0.2mm；当待测钢板的厚度≤20mm时，试块的厚度为待测钢板的厚度，当待测钢板的厚度≥20mm时，试块的厚度为20±0.2mm。
5.根据权利要求4所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，当所述钢条与所述试块粘结时，钢条的长度沿着试块的宽度延伸，且钢铁的两端分别与试块的两侧边沿平齐。
6.根据权利要求5所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，所述钢条的粘结位置距离所述试块的上端20mm。
7.根据权利要求1所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，所述步骤(3)中，保证测试辅助件与氧化铁皮之间的粘结强度大于氧化铁皮与钢板的结合力。
8.根据权利要求1所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法，其特征在于，还包括步骤(7)：重复步骤(1)至步骤(6)至少三次，计算抗剪强度τ的平均值。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的钢板表面氧化铁皮抗剪能力的测试方法的测试装置，其特征在于，包括试验夹具(5)、用于施加剪切力的压头(6)、以及用于显示压头(6)压力的显示系统；所述试验夹具(5)包括基座、设置在基座上的第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部的上端面为水平的用于支撑所述测试辅助件的支撑面，第一夹持部和第二夹持部之间形成有用于夹持所述试块的夹持区域，所述夹持区域的宽度与试块去除氧化铁皮后的厚度一致；所述压头设置于所述夹持区域的上方。
10.根据权利要求9所述的测试装置，其特征在于，所述第一夹持部的高度较第二夹持部的高度低，当所述测试辅助件被支撑于第一夹持部上时，所述试块的顶端较所述第二夹持部的顶端高。
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