钢丝检测反复弯曲试验影响因素分析

邓勇禹偓李乐

（贵州省煤田地质局实验室，贵州贵阳550081）

0 引言

在日常的钢丝绳检测过程中，发现有的钢丝反复弯曲次数极限值相差较大，个别钢丝绳拆股检测反复弯曲值远远大于质量证明书上的最大值。本文将以一组试验为例，分析其原因。

1 试验仪器

这次试验设备是宁夏青山试验机有限公司生产的WJJ-6C型机动式弯折试验机，在试验机的拨杆部分有带弹簧的张紧力装置和弯折次数采集装置。在试验中，将弹簧下压，使钢丝通过固定卡口并将其固定，再松开弹簧，进行试压。该仪器符合GB/T 238—2013《金属材料线材反复弯曲试验方法》的要求，此次试验采用施加不同力来改变弹簧的张紧力，针对不同的拨杆孔径、钢丝弯曲程度及钢丝安装垂直与否等进行试验，以分析其对试验结果的影响。

2 试验过程

为减少不同试验样品对结果的影响，采用同根钢丝在不同的情况下进行弯折试验。

2.1 试验材料

选取规格为6×19+NF、抗拉强度为1 670 MPa、丝径为1.70 mm、捻发ZS的贵州钢绳股份有限公司生产的一般用途的钢丝绳进行拆股试验。根据GB/T 238—2013《金属材料线材反复弯曲试验方法》4.2.2要求，选取圆柱支座半径为5 mm，拨杆孔为2.0 mm和2.5 mm的同根钢丝进行试验。在试验机拨杆部分采用加压砝码质量来压缩弹簧获得不同的张紧力。

2.2 张紧力的确定

75 N的选取理由：按照GB/T 238—2013《金属材料线材反复弯曲试验方法》6.6的要求，试验中为了确保试样与圆柱支座圆弧面的连续接触，可对试样施加某种形式的张紧力，除非相关产品标准中另有规定，施加的张紧力不得超过试样公称抗拉强度相对力值的2%。此次试验中，样品丝径为1.70 mm，公称抗拉强度为1 670 MPa，其2%计算得出对应结果为75 N。

20 N的选取理由：为了使试验结果有明显差异，选取较轻的砝码。

2.3 试验环境

温度22.3℃，相对湿度66.3%RH。

2.4 试验结果

反复弯曲试验结果如表1所示。

3 影响因素探讨

3.1 拨杆孔直径

从试验结果可知，在张紧力为75 N时，拨杆孔直径为2.0 mm和拨杆孔直径为2.5 mm，反复弯曲最大差值为3次；在张紧力为20 N时，拨杆孔直径为2.0 mm和2.5 mm，反复弯曲最大差值为3次。得出拨杆孔直径对弯曲次数有影响。从数值方面看，拨杆孔直径为2.0 mm时，弯曲次数重复性较好，离散度较小。

表1 反复弯曲试验结果

3.2 试样与圆柱支座轴线

从试验结果可知，在张紧力为75 N时，拨杆孔直径为2.0 mm和2.5 mm，反复弯曲最大差值分别为3次和4次；在张紧力为20 N时，拨杆孔直径为2.0 mm和2.5 mm，反复弯曲最大差值分别为3次和4次。得出试样与圆柱支座轴线是否垂直对钢丝绳造成了影响，拨杆孔直径小，影响也小。从数值方面讲，试样与圆柱支座轴线垂直，弯曲次数重复性较好。

3.3 试样的弯曲

从试验结果可知，在张紧力为75 N时，拨杆孔直径为2.0 mm和2.5 mm，反复弯曲最大差值分别为3次和5次；在张紧力为20 N时，拨杆孔直径为2.0 mm和2.5 mm，反复弯曲最大差值分别为4次和5次。得出试样的弯曲对钢丝绳造成了影响，拨杆孔直径小，影响也小。

3.4 张紧力

从试验结果可知，在拨杆孔直径为2.0 mm时，张紧力为75 N和20 N，反复弯曲最大差值为3次；在拨杆孔直径为2.5 mm时，张紧力为75 N和20 N，反复弯曲最大差值为5次。得出张紧力不同，试验结果有所变化。从数值方面看，张紧力大，弯曲次数重复性好。

表2罗列了日常检测过程中反复弯曲次数极值相差较大，结果离散度较大的几种钢丝绳。

GB/T 238—2013与GB/T 238—2002相比，对线材的公称直径上限、圆柱支承半径做了变更，究其原因，不能有效地判断钢丝韧性，容易造成误判，出错率较高。一些试验表明：对于小直径的钢丝所选取的弯曲半径相对较小，使得反复弯曲不在同一点进行，所以反复弯曲试验结果重复性较差、离散度较大。

4 结论和建议

影响钢丝反复弯曲试验结果的因素较多，在检测过程中，要严格按照GB/T 238—2013《金属材料线材反复弯曲试验方法》相关规定进行操作：对于检验试样，要尽可能平直，必要时可进行人为矫正，矫正过程不能损坏其表面；试样与圆柱支座轴线越垂直，越能适应目前试验状态，保证结果的准确性。大量试验结果表明：在符合国标的同时，随着张紧力的增加，反复弯曲次数均不断减小，为了保证试验的一致性、可对比性，张紧力应接近或等于试验公称抗拉强度相对力值的2%，拨杆孔应选择孔径较小的。

表2 GB/T 238—2013与GB/T 238—2002几种直径钢丝弯曲半径选用

[1]金属材料 线材 反复弯曲试验方法：GB/T 238—2002[S].

[2]金属材料 线材 反复弯曲试验方法：GB/T 238—2013[S].

[3]WJJ-6C青山试验机厂机动式弯折试验机使用说明书[Z].

[4]一般用途钢丝绳：GB/T 20118—2006[S].