浅谈弯曲挠度对钢产品力学性能的影响

王锡龙

摘 要：随着汽车行业的快速发展，对于汽车板产品的需求也越来越大，如何确保准确地检测汽车板产品的物理性能已经成为我们需要面对的新难题。室温单向静拉伸试验可以揭示金属材料在室温环境中静载荷作用下常见的力学行为，其中力学性能作为金属材料的最基本性能指标之一，可以为产品的生产与测评提供可靠的依据。汽车板产品在卷取成卷时会产生弯曲挠度，从而对材料力学性能的检测产生影响。在全自动拉伸试验机上对目标产品进行了力学性能测试，总结得出：弯曲挠度会使屈服强度的实验结果偏低，但对抗拉强度和延伸率影响不大。

关键词：弯曲挠度 拉伸试验 力学性能

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03（b）-0109-03

随着人民生活水平的不断提高，汽车已经成为了我们生活中不可或缺的一部分，作为汽车板产品质量的保障，其物理性能测试结果的准确性已经变得尤为重要。由于汽车板产品在卷取成卷时会产生包申格效应[1]，导致材料的物理性能测试结果出现偏差。对此，进行了下述实验。

1 实验条件

依据GB/T2975-1998[2]《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》中规定，在一块600mm×1500mm钢板宽度1/4处相邻剪取270mm×28mm横向拉伸样坯16件，对其中8件样品进行矫正后使用全自动加工设备将拉伸样坯制备成标准板型拉伸试样，试样制备尺寸如图1所示，完全符合GB/T228-2010[3]《金属材料室温拉伸试验方法》附录中的相关规定。

2 试验方法

依据GB/T 2975-1998[2]《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》中规定，在一块600mm×1500mm 钢板宽度1/4处相邻剪取270mm×28mm横向拉伸样坯16件，对其中8件样品进行矫正，矫正结果如图2所示。然后对此16件样品进行加工，其加工结果如图3所示。

依照GB/T 228-2010[3]《金属材料室温拉伸试验方法》附录中的相关规定，对此16件样品进行物理性能测试。

3 试验结果

在Zwick Z250电子拉伸试验机上对上述16件样品进行测试，得到实验结果如表1所示。

4 分析讨论

依据表1实验结果，屈服强度、抗拉强度、延伸率矫正前后对比结果见图4、5、6所示。

屈服强度测试结果是通过引伸计测定的，试样经历了弯曲、伸直、屈服、拉断的过程。（1）引伸计在试验过程中会记录试样由弯曲到伸直的过程，当引伸计记录变形达到0.1mm时，试验机会记录此时的屈服强度值，而真实的屈服强度值应在之后才能测得。试样由弯曲到伸直所需要的力小于试样的屈服变形时所需要的力，故测得的屈服强度会小于材料真实的屈服强度。（2）抗拉强度测试中，只需要测试试样所受到的最大拉力和原始横截面积，无需引伸计进行测试，测得的试验结果能真实的反应材料本身的抗拉强度，故本次 试验矫正前后的样品抗拉强度测试结果较为接近。（3）伸长率的试验只需要测试原始标距和断后标距即可算出。在弯曲挠度不大的情况下，可以看出矫正前后样品延伸率结果差别不大。

5 结语

由于弯曲挠度的存在，在实际力学性能检测的过程中，屈服强度检测值比矫直后平均高10MPa左右，弯曲挠度对屈服强度影响比较明显；抗拉强度与延伸率是材料的固有参数，力学试验机与检测过程中不会对其产生出明显影响；

参考文献

[1] Pyshmintsev IY，PumpyanskyiDA，Marchenko LG，et al.Strength and bauschinger effect in TMCP line pipe steels[A].Joint International Conference of Hsla Steels & Isugs[C].2005.

[2] GB/T 2975—1998，鋼及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备[S].

[3] GB/T 228—2010，金属材料室温拉伸试验方法[S].