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冷轧板带钢力学性能和工艺性能

    为了合理地使用板带钢和评定其质量,技术标准中都有对钢材进行力学性能及工艺性能试验的规定。力学性能是指钢材受外力作用时反映出来的各种指标,包括抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率和冲击韧性等。工艺性能试验的目的,是检验板带钢具有的再加工性能,工艺性能包括弯曲、冲压、焊接性能等。

板带钢的各种力学性能和工艺性能的名词解释列于表1-2和表1-3

表1-2力学性能

   

符号

单位

   

  极限强度

 

 

  (1)抗拉强度

  (2)屈服强度

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σb

σs

 

 

σ0.2

 

 

 

 MPa

 

 

 MPa

 MPa

 

 

 MPa

 

 

 

  材料抵抗外力破坏作用的最大能力,即材料

在断裂前能承受的最大载荷除以原横截面积得到的应力,叫做极限强度。

  外力是拉力时的极限强度叫做抗拉强度。

  材料(试样)在受外力作用,载荷增大到某一

数值时,试样发生连续伸长的现象叫做屈服现

象。这时材料抵抗外力的能力叫做屈服强度。

  一般把引起试样标距部分发生一定残余伸长量的载荷,规定为试样的屈服载荷。若标距内的残余伸长量定为拉伸试样原标距长度的

O.2%,此时的屈服强度常用σ0.2表示。

  塑性

 

 

 

 

  塑性是金属材料受力后发生永久变形而不破坏的能力。金属材料塑性的高低是用两种指标来表示的,即伸长率和断面收缩率(也叫面缩率)

 

  (1)伸长率

 

 

 

 

 

  (2)断面收缩率

δ

 

 

 

δ5

δ10

ψ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    材料受拉力作用而断裂时.伸长的长度与原有长度的百分比叫做伸长率。伸长率公式为:

δ=(试样拉断时的长度L-试样原来长度Lo/    试样原来长度L。×100

δ5表示试样的标距等于5倍直径的伸长率;

δ10表示试样的标距等于lO倍直径的伸长率

  材料受拉力作用断裂时,断面缩小的面积与

原来断面积的百分比,叫做断面收缩率。断面

收缩率公式为:

ψ=(试样原来断面积F0-试样断裂处的断面积F1/试样原来断面积F0×100

 

   

 

  (1)布氏硬度

 

 

 

 

 

 

  (2)洛氏硬度

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HB

 

 

 

 

 

 

HR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  硬度是材料抵抗硬的物体压入自己表面的

能力

  布氏硬度试验是测量硬度的主要方法之一。

其原理是以一定的载荷(一般为30000N)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压人材料表面,然后以材料表面上凹坑的表面积来除载荷,其商即为硬度值。布氏硬度值可根据印痕直径的数值在专门的硬度换算表上查得。当测定硬度时,一般不将硬度值单位MPa列出。

  当材料硬度超过布氏硬度HB450以上,或者

试样过小时,均不能采用布氏硬度试验.而改用洛氏硬度计。洛氏硬度试验是用一个顶角120°的金刚石圆锥或直径为1.59mm3.18mm的钢

球.在一定载荷下压人被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。洛氏硬度试验时,根据

试验材料可能的硬度,采用不同的压头与载荷,

所得的硬度分别用3种不同的标度来表示:

 HRB,HRC,HRA

续表l-2

   

符号

单位

   

  1)标度C

 

 

  2)标度B

 

 

  3)标度A

 

 

  (3)维氏硬度

 

 

 

HRC

 

 

HRB

 

 

HRA

 

 

HV

 

 

 

 

  标度C是采用1500N载荷和钻石锥压入器求得的硬度值。HRC用于测量硬度很高的材料,如淬火钢、轧辊;

  标度B是采用1000N载荷和直径1.59mm淬硬的钢球求得的硬度。HRB用于测量硬度较低的材料,如退火钢;

  标度A是采用600N载荷和钻石锥压入器求得的硬度。HRA用于测量硬度极高的材料,如碳化物、硬质合金等;

  它是以1200N以内的载荷,把顶角为136°方

锥形金刚石压头压人材料表面,然后以材料表

面上凹坑的表面积来除载荷,其商即为维氏硬

度值。

 冲击值(冲击韧性)

αK

 

 

 

 

 

 

 

J/m2

 

 

 

 

 

 

 

  金属材料抵抗冲击载荷的能力,叫做冲击韧性。以试样断口处的断面积来除冲断试样所耗用功的商,叫做冲击值。在常温下进行的冲击试验叫常温冲击韧性;在低温下进行的冲击试验叫低温冲击韧性。

  冲击值公式:

αK=击断试样所消耗的冲击功AK/试验前试样断面积F

 

表1-3工艺性能

       

     

    焊接性能

  金属材料的焊接性能是指在给定的工艺条件和焊接结构方案下,用焊接方法获得预期质量要求的优良焊接接头的性能

    冷弯性能

  冷弯是材料承受弯曲变形能力的指标,它间接反映钢材的塑

性,常用于板带材检验。通常,试样宽度等于厚度的2倍,弯曲直径为厚度的1-5倍,当弯到180°时,检查试样弯曲处情况,如果没有裂纹或分层缺陷,即为冷弯性能合格。

    冲击性能

  在冲压变形过程中金属板料不产生裂纹等缺陷的变形极限。

常用板料的宽厚塑性变形比R的大小来表示板料的冲击能力。

测定冲击能力的试验方法有杯突法(也叫艾利克森试验法)和拉伸试验法。

 

 

 

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