淺談金屬線材檢驗(yàn)中的問(wèn)題

淺談金屬線材檢驗(yàn)中的問(wèn)題

1金屬線材性能檢測(cè)有許多類型的金屬絲，如鋼絲繩、夾芯、彈簧鋼絲繩和各種直徑的碳鋼絲。隨著我國(guó)外貿(mào)事業(yè)的發(fā)展,其進(jìn)出口量越來(lái)越大。而對(duì)金屬線材的檢驗(yàn),除外觀、鑒重外,還要進(jìn)行機(jī)械性能和工藝性能檢測(cè),其中抗拉強(qiáng)度和延伸率的檢測(cè)是主要的測(cè)試指標(biāo)之一。但由于現(xiàn)有試驗(yàn)機(jī)夾持裝置本身存在著一定缺陷的影響,往往會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。本文通過(guò)對(duì)試驗(yàn)機(jī)夾持裝置的重新研制和可行性的技術(shù)探討,而使金屬線材的機(jī)械性能試驗(yàn)得到進(jìn)一步完善。2關(guān)于拉伸指標(biāo)的規(guī)定金屬線材的檢驗(yàn)由于材料的種類不同,各國(guó)對(duì)其都有不同的要求,尤其是對(duì)機(jī)械性能試驗(yàn)各國(guó)都做了詳細(xì)的規(guī)定。如:JISG3521中明確的規(guī)定了抗拉強(qiáng)度指標(biāo),而JISG3536中不僅規(guī)定了抗拉強(qiáng)度指標(biāo)同時(shí)還規(guī)定了伸長(zhǎng)率指標(biāo)。西德的DIN2078、美國(guó)的ASTMA421-80、英國(guó)的BS2691等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此也都做了明確的規(guī)定。3測(cè)試結(jié)果難以掌握進(jìn)出口金屬線材的直徑一般都在Φ5mm以下,特別是鋼絲繩、鋼絞線其單絲的直徑會(huì)更小,雖然強(qiáng)度高,但由于單絲直徑小,因此破斷力不會(huì)太大,試驗(yàn)時(shí)通常選擇10t以下的材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。但由于國(guó)產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)夾持裝置本身不完善的影響,檢測(cè)時(shí)鋼絲試樣不是打滑就是被夾傷而斷在鉗口中,測(cè)試結(jié)果總是不盡人意。如我局現(xiàn)在所使用的長(zhǎng)春材料試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的DLY-10A型材料試驗(yàn)機(jī),隨機(jī)配套的專用線材夾具和青山材料試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的LT-500A型拉力機(jī),隨機(jī)配置的夾具對(duì)金屬線材的拉伸試驗(yàn)都不太實(shí)用,因?yàn)殇摻z的強(qiáng)度和硬度都很高,DLY-10A型材料試驗(yàn)機(jī)的夾持裝置僅靠元寶螺絲的夾持力,在拉伸中往往達(dá)不到試樣斷裂時(shí)所需要的夾持力,試樣就脫開夾持裝置。拉斷一個(gè)試樣經(jīng)常需要返復(fù)夾幾次,才能拉斷。這樣由于試樣在未斷前就形成了加工硬化和變形等因素影響,所測(cè)得的結(jié)果往往與試樣的實(shí)際結(jié)果有很大的試驗(yàn)誤差。而LJ-500A型材料試驗(yàn)機(jī)在拉伸試樣時(shí),由于試樣被夾緊時(shí)試樣夾持部分產(chǎn)生牙痕其強(qiáng)度降低,從而會(huì)使大部分試樣斷在夾持裝置中或附近。這樣測(cè)出的結(jié)果往往低于材料的真實(shí)結(jié)果,同時(shí)也無(wú)法準(zhǔn)確的測(cè)定其伸長(zhǎng)率。特別是測(cè)得的數(shù)值低于標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),很難掌握是否出證索賠。從而給我們的檢驗(yàn)工作帶來(lái)很大的困難。4新型拉力機(jī)夾持裝置由于夾持裝置本身缺陷而造成的試驗(yàn)誤差,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響是很大的。為此針對(duì)這個(gè)問(wèn)題我們考慮重新設(shè)計(jì)改造這一裝置。首先對(duì)夾塊咬合試樣產(chǎn)生牙痕和試樣斷裂時(shí)夾持裝置要保持有足夠夾緊力的問(wèn)題:設(shè)想在夾塊接觸試樣部分加上一層鋁片,以免直接擠傷試樣產(chǎn)生牙痕,同時(shí)為使試樣在拉斷前有足夠的夾緊力而改變?cè)嚇拥氖芰Ψ较?并將夾持裝置設(shè)計(jì)成一個(gè)整體(圖1)。這樣在拉伸過(guò)程中既不能擠傷試樣、又能有足夠的夾緊力以使試樣拉斷。基于這種想法,我們研制出這套新的線材夾持裝置。用此裝置我們?cè)贚J-500A拉力機(jī)上進(jìn)行了如下比對(duì)試驗(yàn)(表1)。由此我們可以看出這套裝置基本解決了原裝置的設(shè)計(jì)缺陷所造成的試驗(yàn)誤差,并解決了多年來(lái)我局鋼絲繩機(jī)械性能不能開驗(yàn)的技術(shù)問(wèn)題。5新設(shè)計(jì)夾持裝置的剛度差經(jīng)改造后的試驗(yàn)機(jī)夾持裝置,不僅能完整的一次拉斷試樣,其斷口位置十分理想,而且它在工藝上也比原裝置結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多,實(shí)用性強(qiáng)。從理論上講,當(dāng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉力試驗(yàn)時(shí),整個(gè)系統(tǒng)形成閉合。因此這時(shí)的試驗(yàn)系統(tǒng)各部分將受到同一作用而發(fā)生變形,原夾持裝置由兩部分:夾塊和夾持架組成,在整個(gè)閉合系統(tǒng)中,除試樣外夾塊和夾持架是最容易變形的,因此分別設(shè)其為:ΔL⑴、ΔL⑵,由于彈性變形ΔL⑴、ΔL⑵分別都應(yīng)與負(fù)荷dp成正比,那么:ΔL(1)=k⑴dpΔL(2)=k⑵dp其中k⑴為夾塊的柔度;k⑵為夾持架的柔度。而我們技術(shù)改造后的夾持裝置設(shè)計(jì)為一體,其變形只有一個(gè)ΔL:ΔL=kdp其中,k為新設(shè)計(jì)夾持裝置的柔度。由于:k≤k⑴+k⑵因此:ΔL≤ΔL⑴+ΔL⑵由此不難看出k的試驗(yàn)誤差是要小于:k⑴+k⑵的。盡管其誤差很小,但從精度上講新試驗(yàn)裝置的確十分優(yōu)于原裝置。該裝置1994年開始研制,1996年完成后,既投入我局金屬材料試驗(yàn)室使用,幾年來(lái)在使用中由于不斷改進(jìn)、完善,并分別按JIS、DIN、ASTM、GB等有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了驗(yàn)證,其結(jié)果十分理想,目前已經(jīng)定型。1998年經(jīng)原國(guó)家檢驗(yàn)檢疫局組織,由長(zhǎng)春材料試驗(yàn)機(jī)研究所、沈陽(yáng)檢驗(yàn)檢疫局、長(zhǎng)春汽車材料研究所、一