淺談金屬線材檢驗中的問題

淺談金屬線材檢驗中的問題

1金屬線材性能檢測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。隨著我國外貿(mào)事業(yè)的發(fā)展,其進出口量越來越大。而對金屬線材的檢驗,除外觀、鑒重外,還要進行機械性能和工藝性能檢測,其中抗拉強度和延伸率的檢測是主要的測試指標之一。但由于現(xiàn)有試驗機夾持裝置本身存在著一定缺陷的影響,往往會使試驗結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。本文通過對試驗機夾持裝置的重新研制和可行性的技術(shù)探討,而使金屬線材的機械性能試驗得到進一步完善。2關(guān)于拉伸指標的規(guī)定金屬線材的檢驗由于材料的種類不同,各國對其都有不同的要求,尤其是對機械性能試驗各國都做了詳細的規(guī)定。如:JISG3521中明確的規(guī)定了抗拉強度指標,而JISG3536中不僅規(guī)定了抗拉強度指標同時還規(guī)定了伸長率指標。西德的DIN2078、美國的ASTMA421-80、英國的BS2691等標準對此也都做了明確的規(guī)定。3測試結(jié)果難以掌握進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更小,雖然強度高,但由于單絲直徑小,因此破斷力不會太大,試驗時通常選擇10t以下的材料試驗機進行試驗。但由于國產(chǎn)試驗機夾持裝置本身不完善的影響,檢測時鋼絲試樣不是打滑就是被夾傷而斷在鉗口中,測試結(jié)果總是不盡人意。如我局現(xiàn)在所使用的長春材料試驗機廠生產(chǎn)的DLY-10A型材料試驗機,隨機配套的專用線材夾具和青山材料試驗機廠生產(chǎn)的LT-500A型拉力機,隨機配置的夾具對金屬線材的拉伸試驗都不太實用,因為鋼絲的強度和硬度都很高,DLY-10A型材料試驗機的夾持裝置僅靠元寶螺絲的夾持力,在拉伸中往往達不到試樣斷裂時所需要的夾持力,試樣就脫開夾持裝置。拉斷一個試樣經(jīng)常需要返復夾幾次,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,所測得的結(jié)果往往與試樣的實際結(jié)果有很大的試驗誤差。而LJ-500A型材料試驗機在拉伸試樣時,由于試樣被夾緊時試樣夾持部分產(chǎn)生牙痕其強度降低,從而會使大部分試樣斷在夾持裝置中或附近。這樣測出的結(jié)果往往低于材料的真實結(jié)果,同時也無法準確的測定其伸長率。特別是測得的數(shù)值低于標準要求時,很難掌握是否出證索賠。從而給我們的檢驗工作帶來很大的困難。4新型拉力機夾持裝置由于夾持裝置本身缺陷而造成的試驗誤差,對試驗結(jié)果準確性的影響是很大的。為此針對這個問題我們考慮重新設計改造這一裝置。首先對夾塊咬合試樣產(chǎn)生牙痕和試樣斷裂時夾持裝置要保持有足夠夾緊力的問題:設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,同時為使試樣在拉斷前有足夠的夾緊力而改變試樣的受力方向,并將夾持裝置設計成一個整體(圖1)。這樣在拉伸過程中既不能擠傷試樣、又能有足夠的夾緊力以使試樣拉斷?；谶@種想法,我們研制出這套新的線材夾持裝置。用此裝置我們在LJ-500A拉力機上進行了如下比對試驗(表1)。由此我們可以看出這套裝置基本解決了原裝置的設計缺陷所造成的試驗誤差,并解決了多年來我局鋼絲繩機械性能不能開驗的技術(shù)問題。5新設計夾持裝置的剛度差經(jīng)改造后的試驗機夾持裝置,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)要簡單得多,實用性強。從理論上講,當試驗機進行拉力試驗時,整個系統(tǒng)形成閉合。因此這時的試驗系統(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,因此分別設其為:ΔL⑴、ΔL⑵,由于彈性變形ΔL⑴、ΔL⑵分別都應與負荷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計為一體,其變形只有一個ΔL:ΔL=kdp其中,k為新設計夾持裝置的柔度。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室使用,幾年來在使用中由于不斷改進、完善,并分別按JIS、DIN、ASTM、GB等有關(guān)國家標準進行了驗證,其結(jié)果十分理想,目前已經(jīng)定型。1998年經(jīng)原國家檢驗檢疫局組織,由長春材料試驗機研究所、沈陽檢驗檢疫局、長春汽車材料研究所、一