拉伸试验曲线的分析及控制.doc

拉伸试验曲线的分析及控制 拉伸试验是钢铁材料物理性能评价的重要手段之一。本实验室在实际生产中使用较先进的ZWICK电子拉伸试验机。但在实际生产中还是会出现由于试样夹持，试样打滑，参数设置等引起的试验机自动采集数据错误。为了便于操作人员及时对异常情况做出判断和处理，确保拉伸试验数据的准确性。本文针对以上问题，进行了研究和整理。 标签： 拉伸曲线；试样夹持；试样打滑；参数设置；曲线异常 1.引言 近年来随着科技的发展进步，电子拉伸试验机已经得到认可。ZWICK拉伸试验机实现了试验数据和试验曲线的同步性，它是通过不同传感器或测量装置，采集力值信号、应变信号、位移信号和时间。利用软件对这些信息进行处理，绘制出力值和位移或力值和应变曲线，通过公式计算得出需要的力学性能指标。并且在曲线上直观的表现出来[1]。但是电子拉伸试验机也存在着弊端。在试验过程中难免会出现异常状况，试验机无法自行进行判断。因此在出现数据异常时，操作者必须清楚应该如何处理，才能确保数据的真确性。 2.试验机精度 经过辽宁省计量院的鉴定，本实验室使用的ZWICK拉伸试验机符合《GB/T228》[2]的要求。按照试验机鉴定计量要求，为了保证在2次试验机鉴定期间，试验机性能的稳定行，实验室自身建立了良好有序的期间核查程序，完成对拉伸试验机整体的运行及精度的控制。从而排除试验机精度对试验结果的影响。 3.对拉伸试验出现的异常曲线分析及控制 当出现拉伸试验结果异常时，首先要确认试验曲线，通过试验曲线判断出现异常结果的原因，从而判断出试验机出现了什么问题。这样可以很快的对故障点予以修复。以下对几种拉伸曲线异常情况进行分析。 3.1试样夹持不当造成拉伸曲线异常 随着市场的需求不断变化，厚板及特厚板的产量越来越多。因此检验室检验的圆拉伸试样数量增多了。由于圆拉伸试验需要安装卡罐（图1，图2），试样与卡罐接触部位易存在间隙，间隙过大对试验曲线会有影响，不利于试验结果的采集，会出现位移增加力值没有改变的情况（图3）。 图1 图2 图3 力值增加位移不变 在实际生产中，只要应用这类卡罐就会出现这种在试验开始阶段只增加位移而力值不变的情况。在这种情况下，如果要测量的结果不包含与总应变量有关的结果，试验结果有效，不必重新试验。反之则要重新取样试验。为了尽量避免此种情况的发生，在试验机夹持完试样后，在将下虎口松开，使试样处于竖子状态，保证试样距离卡罐间隙良好，试验机清零后再夹持下虎口，调整LE接受当前位置即可进行试验。为了保证试样距离卡罐间隙良好，每检验一个试样又要将下虎口松开，重新夹持。 3.2拉伸过程中试样打滑造成曲线异常 在拉伸试验过程中，经常会由于拉伸试验机虎口震动；虎口片上附着氧化铁皮等原因，导致试样在拉伸时出现打滑现象。这种现象可以导致试验曲线异常，结果采集错误。 3.2.1拉伸屈服阶段前出现打滑异常波动现象 在拉伸屈服阶段前出现打滑波动现象，试验机会误认为在此位置产生了屈服，因此试验结果会是错误的（图4图5）。 图4 异常曲线图 图5 异常曲线放大图 这种由于试样打滑造成的试验结果采集错误的情况，不需要重新取样试验。根据检验室Zwick拉伸试验机软件的特点，操作者只要将（图6）弹性模量E的范围放在波折点之后，利用试验机软件重新计算，即可显示出正确的试验结果。 3.2.2拉伸屈服阶段后出现打滑异常波动现象 拉伸试验在拉伸曲线走到屈服后，进入强化阶段时，在上升过程中试验曲线突然向下移，之后试验结束。这时试验机会认为拉伸试验已经完毕，会自动取出曲线上的屈服值，强度值。实际上试验并没有结束，试样没有断裂，取得的试验结果是错误的（图7）。 圖6 弹性模量设置 图7 强化阶段出现打滑异常波动 出现这种在试样没断裂，试验就显示结束的情况时，我们认为试验结果无效，且试样作废。重新加工拉伸试样进行再次检验。根据试验机软件的特点，为了保证试样在强化阶段拉伸过程中正常运行，我们要加大试验机的夹持力。从而保证再次试验的结果有效。 3.3参数设置不当造成曲线异常 Zwick拉伸试验机是比较先进的电子拉伸试验机，试验机参数的设置会直接影响试验结果的准确性。试验参数设置不当，会导致当次试验作废或试验数据采集不正确等问题。 3.3.1试样夹持中力值设置方式缺失[2] 检验室在建设时主要考虑的中厚板材的检验能力。在对中厚板材进行检验过程中，没有发现由于力值设置不当引起的问题。随着热轧薄板的进入，在试验时会出现拉伸试样总是被压弯后在进行拉伸试验，如图8。 图8 热轧试样弯曲 图9 力值设置 出现这种情况时，首先此次试验要作废，重新取样试验。之后进入到参数设置界面，将“在夹紧过程中力值常数”和“在夹具闭合过程中保持恒力控制”两项参数选定如图9。 3.3.2上下屈服灵敏度调节不当[2] 试验根据《GB/T228》标准