CN204165807U - 一种用于测试超高强钢板材边缘裂纹敏感性的拉伸试样 - Google Patents
一种用于测试超高强钢板材边缘裂纹敏感性的拉伸试样 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种用于测试超高强钢板材边缘裂纹敏感性的拉伸试样，包括设置在两端的夹持部位（2），设置在中部的平行部位（4）和连接所述夹持部位（2）与平行部位（4）的两个过渡部位（5）其特征在于，所述的平行部位（4）中部留有一段两侧边缘由剪切加工形成的毛刺段（3）。与一般无毛刺边缘的拉伸试样相比，延伸率有所下降，因此可以根据相对延伸率或强度的下降值来判断材料对该边缘的敏感性。与一般无毛刺缘的拉伸试样相比，延伸率有所下降，因此可以根据相对延伸率或强度的下降值来判断材料对该类边缘的敏感性。毛刺段两侧边的毛刺边缘能很好的与零件冲压时使用的落料边缘一致，使试样更真实地反映所测试金属材料的机械性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试金属板材边缘裂纹敏感性的拉伸试样，尤其是超高强钢材料的边缘裂纹敏感性的拉伸试样。
背景技术
目前，随着汽车轻量化要求的逐步提高，高强度钢板应用越来越广泛，尽管有些先进高强钢延伸率较高，但在实际冲压成形过程中却容易从边缘发生开裂，甚至在使用过程中出现开裂失效，给生产和整车安全带来很大风险。通过研究发现，存在这一现象的主要原因是零件在冲压前都存在一个落料工序，而落料普遍采用剪床或落料模，毛坯边缘存在大量毛刺，由于高强钢硬度大，且组织存在大量的位错，在剪切边缘极易形成微裂纹。此时材料的延伸率与拉伸试验时用到的光滑边缘拉力试样相去甚远，而软钢板则对此不敏感，通过对线切割加工和剪切加工的试样进行拉伸测试，结果发现，对于软钢两者的延伸率基本相当，而对于高强钢而言则差别巨大。因此如何判断高强度钢板对落料边缘的敏感性，是高强度钢板应用必须解决的一个重要问题，目前还没有专门的板状试样对此进行测试评价。
中国专利公告号 CN 203178120 U，公开了一种高温拉伸试样，包括带有标距的标距段、试样头部和连接标距段和试样头部的过渡弧段，标距的外部覆盖有涂料层。它公开了使高温拉伸之后的试样上准确确定高温拉伸情况下，涂料层处形成红色印记，且涂料层处的原始标距保存完好，因此通过测定原始标距之间的长度能够确定断后伸长率和断面收缩率，但它没有也不能确定钢板对落料边缘的敏感性。
发明内容
本实用新型的发明目的是开发一种用于准确地判断变形过程中对不同边缘状态的延伸率的下降而评价高强钢缺口敏感性的拉伸试样。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：
一种用于测试超高强钢板材边缘裂纹敏感性的拉伸试样，包括设置在两端的夹持部位，设置在中部的平行部位和连接所述夹持部位与平行部位的两个过渡部位，所述的平行部位中保留有一段两侧边缘由剪切加工形成的毛刺段。
所述毛刺段的长度为所述平行部位长度的1/10~9/10。
所述毛刺段的长度为所述平行部位长度的1/3~1/2。
毛刺段长度方向的中心线与所述平行部位长度方向的中心线相重合。
本实用新型的有益效果如下：
（1）本实用新型保留了一部分剪切加工时形成的两侧毛刺边缘的毛刺段，该毛刺段中由于毛刺的存在，在拉伸时易出现应力集中，造成裂纹扩展，使得试样在拉伸时所产生的裂纹均发生在该毛刺段内，最后在该位置发生断裂，与一般无毛刺边缘的拉伸试样相比，延伸率有所下降，因此可以根据相对延伸率或强度的下降值来判断材料对该类边缘的敏感性。
(2)由于试样本体上毛刺段的边缘为剪切边缘，且剪切间隙可调，所以毛刺段两侧边的毛刺边缘能很好的与零件冲压时使用的落料边缘一致，使式样更真实地反映所测试金属材料胡机械性能。
附图说明
图1是本实用新型的拉伸试样的本体示意图；
图2是本实用新型拉伸试样的组成部份结构示意图。
图中：试样本体1；夹持部位2；毛刺段3；平行部位4；过渡部位5；毛刺段3的长度a；平行部位4的长度b。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1-2，本实用新型的一种用于测试金属板材边缘裂纹敏感性的拉伸式样，包括设置在两端胡夹持部位2，设置在中部的平行部位4和连接所述加持部位2与平行部位4的两个过渡部位5，所述的平行部位4中保留有一段两侧边缘由剪切加工时形成的毛刺段3。
图1中，试样本体1与常规拉伸试样形状相同，分别由两端的夹持部位2、中部的平行部位4和它们之间的过渡部位5组成。
设置在中部平行部位4长度为b，在平行部位4中有一段长度为a的毛刺段3（即试验时易产生裂纹的部位），毛刺段3保留了制作式样本体1时，对平行部位4进行剪切加工后在两侧边上所形成的毛刺边缘，而在毛刺段3以外的平行部位4上则要对两侧边上所形成的毛刺边缘进行轻微打磨至光滑。
根据不同材料的试验要求，平行部位4的长度b的取值区间为50mm～200mm，毛刺段3的长度a等于b的10%～90%，即所述毛刺段3的长度为所述平行部位4长度的1/10~9/10。
为了更好地反映材料对该类边缘的敏感性，最好是使所述毛刺段3的长度为所述平行部位4长度的1/3~1/2。
同时，最好是使所述毛刺段3长度方向的中心线与所述平行部位4长度方向的中心线相重合，以保证毛刺段3始终位于平行部位4的中部，即位于试样本体1受拉时最容易发生形变和断裂的位置。
具体加工方法：试样本体1的形状为常规拉伸试验用的哑铃型试样。
首先采用模具进行试样本体1的加工，加工完成后试样本体1的边缘全部为剪切边，具有一定程度的毛刺。然后保留平行部位4中间的毛刺段3两侧的毛刺边缘，平行部位4其余地方进行打磨，去除毛刺。进而保证试样本体1的敏感性特征部位，即试样本体1中部具有一定长度的毛刺边缘，其余为光滑边缘，保证试样本体1在拉伸时断裂发生在试样中部的毛刺段3。
由于试样本体1的毛刺段3具有剪切加工形成的毛刺边缘，该毛刺段3中由于毛刺的存在，在拉伸时易出现应力集中，导致裂纹扩展，最后在该位置发生断裂，与一般无毛刺边缘的拉伸试样相比，延伸率有所下降，因此可以根据相对延伸率或强度的下降值来判断材料对该类边缘的敏感性；能够与零件冲压时使用的落料边缘一致，有效地对超高强钢缺口敏感性进行评价，用于指导零件冲压工艺。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于测试超高强钢板材边缘裂纹敏感性的拉伸试样，包括设置在两端的夹持部位（2），设置在中部的平行部位（4）和连接所述夹持部位（2）与平行部位（4）的两个过渡部位（5），其特征在于，所述的平行部位（4）中保留有一段两侧边缘由剪切加工形成的毛刺段（3）。
2.根据权利要求1所述的拉伸试样，其特征在于，所述毛刺段（3）的长度为所述平行部位（4）的长度的1/10~9/10。
3.根据权利要求2所述的拉伸试样，其特征在于，所述毛刺段（3）的长度为所述平行部位（4）长度的1/3~1/2。
4. 根据权利要求1或2所述的拉伸试样，其特征在于，所述的毛刺段（3）长度方向的中心线与所述平行部位（4）长度方向的中心线相重合。
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| CN201420487183.XU CN204165807U (zh) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | 一种用于测试超高强钢板材边缘裂纹敏感性的拉伸试样 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| US10427739B2 (en) | 2016-03-09 | 2019-10-01 | GM Global Technology Operations LLC | Method for avoiding edge cracks |
| CN113125215A (zh) * | 2020-01-10 | 2021-07-16 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种用于测试绝热剪切后钛合金动态拉伸性能的试样 |
| CN115326504A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-11 | 燕山大学 | 用于薄钢板边缘拉伸开裂极限的评价方法及其评价装置 |
| CN115326504B (zh) * | 2022-07-26 | 2024-06-04 | 燕山大学 | 用于薄钢板边缘拉伸开裂极限的评价方法及其评价装置 |
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