SCM420H合金钢拉伸性能异常分析

某钢厂生产的SCM420H合金钢热轧圆钢进行力学性能检测时,发现同批次两个拉伸试样的断后伸长率和断面收缩率存在较大差异。采用扫描电镜、光学显微镜等分析手段对拉伸试样断口进行了宏观和微观分析。其断口为典型的杯锥状断口,裂纹源靠近心部位置,在裂纹源处发现一个大尺寸钙铝酸盐夹杂物,该夹杂物周边分布较多小颗粒夹杂。试验结果表明,拉伸试样裂纹源处存在的钙铝酸盐非金属夹杂物是引起SCM420H拉伸试样断后伸长率和断面收缩率较低的主要原因。     

机加工对圆棒金属拉伸试样试验结果的影响

介绍了机加工对金属圆棒拉伸试样力学性能检测结果的影响。按照国家标准中关于圆棒拉伸试样的机加工要求以及金属材料室温拉伸试验方法,分别从圆棒拉伸试样的尺寸公差、形状公差、表面粗糙度及过渡圆弧半径4个方面进行了讨论。结果表明,形状公差越大,抗拉强度和断后伸长率越小;尺寸正公差越大,其断后伸长率越大,尺寸负公差越大,其断后伸长率越小;表面粗糙度越大,抗拉强度和断面收缩率下降的趋势越明显,表面粗糙度越小,抗拉强度和断面收缩率逐渐增大且慢慢趋于缓和;过渡圆弧R越大,其上屈服强度是逐渐增大的,但是当过渡圆弧满足R≥0.75d0后,其上屈服强度的增加逐渐变缓。     

激光熔覆TC4钛合金的静态力学性能

对激光熔覆TC4钛合金不同取样方向上的力学性能进行了对比研究,从沿沉积方向(Z方向)和垂直于沉积方向(X方向)分别取样,在室温下开展准静态拉伸试验,对其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率、微观组织及断口形貌进行了分析。研究结果表明:X方向试样的抗拉强度和屈服强度略高于Z方向试样,但Z方向试样的断后伸长率及断面收缩率明显高于X方向试样,Z方向试样有更好的塑性,而且两个方向的力学性能都达到甚至超过商用TC4钛合金基材的力学性能。     

采用移位换算法测定金属拉伸试样断后伸长率

本文依据测定金属拉伸试样断后伸长率的移位法,应用试样拉伸时其体积不变原理,导出了试样断后长度的移位换算公式,因其原理与移位法相同,故称这种方法为移位换算法。试验证明,所得的公式是可靠的。试验时,根据试样的断裂位置不同,应用公式即可求得试样断后伸长率的准确值。     

试样夹具对钛合金板材室温拉伸试验曲线的影响

从大量钛合金板材室温拉伸试验中发现,如果板材试样夹具使用不当,会造成拉伸曲线异常,直接影响试验结果.为此,按照GB/T228-2002室温拉伸试验方法,分别选用规格为3.0 mm和1.2 mm厚的TA15以及2.5mm厚的TC4钛合金板材试样,采用打孔夹具和楔形夹具夹持试样进行室温拉伸试验,对拉伸曲线出现的异常现象进行了分析.结果表明,用打孔夹具夹持强度高达1 000 MPa的TA15,TC4板材试样进行拉伸试验时,将会发生连接销和试样孔接触打火、震动,孔变形而造成拉伸曲线出现异常驼峰现象,因此无法根据拉伸曲线计算出正确的屈服强度（σ0.2）.如果换用楔形夹具夹持试样进行试验,则可得到正常的拉伸曲线而不影响真实屈服强度的计算.故合理选取夹具进行试验,是获得正常拉伸曲线及真实强度值的关键因素.     

管线钢取制样技术对力学性能的影响

管线钢力学性能检验包括拉伸、弯曲、落锤、冲击、金相试验等,其中拉伸试验属于最常规且最重要的试验,从中可以获得材料的屈服强度、抗拉强度、屈强比等强度性能,也可获得断后伸长率、断面收缩率等塑性指标。影响拉伸性能的因素有很多,除了钢材本身的因素以外,拉伸试样的制备和测试过程也是拉伸性能的关键影响因素,制样和试验不规范均会导致检验数据失真。通常,管线钢生产检验中采用的是矩形截面试样,但是目前使用的管线钢壁厚较大,有时必须使用圆形截面试样进行测试。重点研究了制样各流程操作差异对管线钢力学性能影响。     

高强度弹簧钢60Si2CrVAT拉伸试样异常断裂原因分析

某公司生产的高强度弹簧钢60Si2Cr VAT圆棒材,出厂之前检测力学性能时发现部分试样抗拉强度及屈服强度满足标准要求,但断面收缩率及断后伸长率指标均明显低于标准要求。利用体视显微镜及扫描电子显微镜(SEM)对力学性能异常试样断裂原因进行了分析。结果表明,性能不合格试样属于异常断裂,试样制备过程中表面产生加工硬化、甚至出现微裂纹是引起拉伸试样异常断裂的主要原因。改善样坯热处理后的加工方式可消除此类异常断裂现象。     

金属材料拉伸试验中夹持部分对力学性能的影响

金属材料拉伸试验是材料力学性能检测中最基本的试验方法。国标GB/T 228.1—2010中对于试样夹持部分的长度如何选择没有具体规定或建议。本文主要从试样夹持头部的不同长度出发,研究对金属材料力学性能指标的影响。结果表明:在材料不具有明显下屈服强度时,用非比例延伸强度代替下屈服强度时,一定要保证试样的夹持头部的有效长度,对于标准试样直径?10 mm的圆棒拉伸试样建议头部夹持有效长度尺寸h≥20 mm。     

16Mn钢CMT焊接接头组织及其高温拉伸性能研究

采用ER70S-6焊丝对16Mn钢板进行CMT焊接,通过光学显微镜、扫描电镜对接头的组织和拉伸断口形貌进行了分析,并研究了焊接接头在400、500、530和560℃高温拉伸试验条件下的抗拉强度、伸长率以及断面收缩率的变化规律。结果表明:采用CMT焊接的16Mn钢焊缝组织主要由铁素体、珠光体和贝氏体组成,400℃时焊接接头的抗拉强度达787 MPa;随着拉伸试验温度的升高,试样的强度下降,伸长率、断面收缩率增大。     

室温拉伸试样尺寸的变化对力学性能参数值的影响

通过试验研究了45~#钢板不同拉伸板型试样(宽度改变)的拉伸性能。试验表明:板状拉伸试样变化对拉伸结果有一定的影响,屈服强度根据截面积的变化而稍有改变,抗拉强度则基本保持不变。分析认为,与标准拉伸尺寸相比,板型拉伸试样的抗拉强度与试样尺寸关系不大,屈服强度略有不同,伸长率受原始标距和平行长度的影响,建议测定断后伸长率时标明具体的原始标距长度数值,板型拉伸选取试样宽度与板材厚度接近为宜。     

热镀锌法提高B82 MnQL材料的抗拉强度研究

目的增强B82Mn QL材料的抗拉强度。方法以B82Mn QL盘条作为热镀锌的试验材料,利用拉伸试验机、反复弯曲试验机对其力学性能进行测试,借助金相显微镜、扫描电镜分析几种镀锌工艺下的横截面和轴向截面以及拉拔断口的组织形貌,同时测试显微硬度。结果 B82Mn QL盘条拉拔后钢丝的抗拉强度由原来的1250 MPa提高至1670 MPa。断面收缩率由32.5%下降至7%。采用新镀锌工艺和助镀配方,B82Mn QL钢丝镀锌后抗拉强度下降幅度为8%,低于传统的10%~15%。稳定化后B82Mn QL的扭转次数为20次左右,反复弯曲次数为6次左右,强度由1650 MPa提高至1710 MPa,硬度值比镀锌后有较大提高,由镀锌后的430HV升高至450HV,而且分布均匀。结论通过优化镀锌工艺,能大幅提高B82Mn QL盘条的抗拉强度。     

基于PMC的连杆零件数控机床自动夹具设计与实现

为减小多次定位装夹引起的定位误差对零件加工精度影响,通过对连杆零件加工工艺分析,提出以零件不需加工的设计基准面为定位基准,以数控机床自身气源为动力、PMC为控制装置的工序集中式自动夹具设计理念。经设计夹具结构、气动系统和控制系统等,完成了基于PMC的连杆零件数控机床自动夹具制作。该夹具结构简单、定位准确、夹紧可靠、稳定性好。实验证明:利用该夹具加工连杆零件,连杆零件加工表面相互位置精度得到了一定程度的提高。     

一种蜂窝板装配机械手用新型柔性夹具研制

针对尺寸多样、低刚度和易损性等特性导致蜂窝板自动搬运较为困难的问题,设计一种基于可调环的装配机械手用新型柔性夹具。分析蜂窝板夹具性能的特殊要求,并在此基础上提出一种基于线绳环的柔性夹具概念。在静态几何形状环的基础上,进一步设计一种具有可调环的柔性夹具。为了进一步提高灵活性,还设计了相匹配的组合模式环控制方法,以有效改变环的几何形状。最后,制备了由6个环构成的原型并进行了测试,以确定不同蜂窝板的最佳夹持参数以及量化夹持力。研究结果表明：对于0.7 mm绳和1 mm绳,夹持力都先增加到最大,然后又减小,证实了环尺寸与行程相关的假设。其中,0.7 mm绳不会损坏任何材料,具备了更大的灵活性。在不造成损坏的条件下,该柔性夹具可有效适用于各种类型蜂窝板的自动化夹持,具有较高的灵活性和灵敏度。     

SWRH82B热轧盘条拉拔笔尖状断口分析

针对φ12.5 mm SWRH82B热轧盘条拉拔笔尖状断口缺陷,采用扫描电子显微镜和金相显微镜进行了专题研究。结果显示：盘条心部存在网状渗碳体是导致笔尖状断口的主要原因,并提出消除该缺陷的措施与办法。     

拉拔变形量对硬铜轧制杆和拉拔杆组织及性能的影响

采用光学显微镜、万能试验机、电阻仪等设备,研究了变形量对抗拉强度相近的硬铜轧制杆和拉拔杆组织、力学性能及电学性能的影响。结果表明,随着拉拔变形量增加,硬铜轧制杆的抗拉强度呈稍降低而后增加的趋势,电导率持续降低;拉拔杆的抗拉强度持续增加,电导率先变化不大而后略有降低。当拉拔变形量≥70%时,硬铜拉拔杆拉制单线的抗拉强度及导电性能优于轧制杆。采用硬铜拉拔杆拉制硬铜单线的导电性能及力学性能较稳定且满足TB/T3111-2017标准要求。     

基于TRIZ理论的超声辅助随焊滑台的设计

针对现阶段超声辅助焊接过程中,存在超声能量衰减、人工手持超声波振幅杆进行冲击时很难控制冲击参数稳定、试件较多时容易引起工作疲劳等问题,提出了基于TRIZ理论的随焊滑台进行创新设计,利用功能分析法找到引起问题的根本原因,从而转化成矛盾矩阵,通过分析矛盾矩阵,选用合适的发明原理对现有设备进行改进与优化。文中以三维滑台代替了焊接平台,采用PLC进行控制,通过夹具将焊枪与超声波振幅杆连接,实现了超声辅助随焊。最后使用优化后的随焊滑台进行焊接试验,通过改变超声功率,检验随焊滑台运行能力,并对焊件进行了金相观察、力学性能测试。结果表明,基于TRIZ理论的随焊滑台进行焊接的试件,微观组织得到改善、焊接接头抗拉强度得到提高,其HAZ宽度均符合性能要求。文章所述随焊滑台采用三轴全伺服电机驱动,增加了焊接过程的稳定性与精度,通过在随焊夹具上安装气缸,保证了超声冲击效果,有效代替人工进行超声辅助随焊过程。创新点： 将TRIZ理论与机械专业知识结合使用,并对样机进行试验测试,使设计过程更加合理。     

热熔自攻丝夹具的合格支撑间距探究

为研究热熔自攻丝夹具的合格支撑间距,以6k21和6061铝合金板件为研究对象,测试100 mm×40 mm板件两端无夹紧点、100 mm×40 mm板件两端有夹紧点和300 mm×120 mm板件两端无夹紧点3种不同的情况,得到不同厚度板件在不同支撑间距下的形变量。进行力学试验,验证板件形变量与力学性能的关系。结果表明：板件形变量增大,其力学性能会下降;通过设置夹紧点以及增大板件尺寸可以减小板件的形变量;对于小尺寸板件,若支撑间距大于40 mm,应该添加夹紧点;大尺寸板件的最大合格支撑间距可以设置为80 mm,且不需要设置夹紧点。试验结果可以为热熔自攻丝板件夹具的设计提供参考。     

基于KRG代理模型的超声悬浮夹具设计

在超精密制造领域,如晶圆、硅片的制造与运输,需要在非接触、超净化条件下进行。为提高非接触式夹具的夹持稳定性,分析了无侧向约束力的超声悬浮夹具存在的不足,设计了一种有侧向约束力的新型超声悬浮夹具。基于KRG代理模型技术,建立了新型超声悬浮夹具的设计模型,并用遗传算法优化了新型超声悬浮夹具的结构参数。为验证新型超声悬浮夹具非接触夹持效果,运用工业视觉测量技术,搭建了试验平台。试验结果表明,新型超声悬浮夹具能够稳定夹持工件。     

C-Si-Mn系焊丝钢的连续冷却相变及轧制工艺

利用Gleeble-3800热模拟仪研究了含1. 65%Mn的C-Si-Mn系焊丝钢的连续冷却相变行为,并在高速线材轧机上进行了盘条的工业试制。结果表明:热模拟试验中,在变形温度950～1000℃,冷速在0. 3～0. 8℃/s时,试样硬度为149～155 HV5,马氏体形成的临界冷速为1. 5℃/s,铁素体相变开始温度为818～793℃;工业试制时,精轧温度950℃,吐丝温度870～890℃,热轧盘条为铁素体和珠光体两相组织,盘条抗拉强度523 MPa,面缩率81. 2%,伸长率27. 7%。      

An Investigation into the Simple Tensile Test of SMA Wires Considering Stress Concentration of Grippers

To simulate the behaviors of shape memory alloy (SMA) wires, several 1-D constitutive models have been proposed most of which assume a homogeneous behavior for the material. However, stress concentration caused by the grippers would lead to inhomogeneous behavior of an SMA during the tensile test. In this paper, effect of stress concentration caused by the grippers is studied on the stress-strain response of an SMA wire during tension. At first, a relation for minimum required gripping force is provided. Then the extent of influence of stress concentration is estimated, and a minimum length is proposed for the test sample of ordinary materials. Using this result and by finite element simulating the effect of stress concentration caused by grippers, a minimum length for an SMA tensile test sample is proposed. By considering this minimum length, it is possible to simulate the material behaviors neglecting the stress concentration caused by grippers and to determine material parameters with a reasonable precision using a constitutive model in which inhomogeneous behaviors are not taken into account. A simple tensile test is performed on an SMA wire whose length is more than the recommended number, and a good agreement is seen between predicted stress-strain curve based on uniform stress distribution throughout the wire and the obtained experimental results.