鋁合金室溫拉伸斷后伸長(zhǎng)率的研究

吳海旭，王周兵，秦 利，楊 麗，王金剛，魏鳳林

（遼寧忠旺集團(tuán)有限公司，遼寧 遼陽 111000）

鋁合金室溫拉伸斷后伸長(zhǎng)率的研究

吳海旭，王周兵，秦 利，楊 麗，王金剛，魏鳳林

（遼寧忠旺集團(tuán)有限公司，遼寧 遼陽 111000）

采用比例試樣與50mm定標(biāo)距的非比例試樣對(duì)6005A-T6鋁合金型材進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)，并對(duì)兩種類型試樣測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用比例試樣測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率結(jié)果比較接近，能夠反映材料的真實(shí)性能，且此時(shí)的斷后伸長(zhǎng)率具有可比性；采用非比例試樣測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率結(jié)果相差較大，且對(duì)于同一試樣，L0越大，A越小。

鋁合金；比例試樣；非比例試樣；斷后伸長(zhǎng)率

0 前言

鋁合金材料斷后伸長(zhǎng)率是表征其力學(xué)性能的重要指標(biāo)，常用有A和兩種表示方法，其中A為比例試樣的斷后伸長(zhǎng)率為非比例試樣的斷后伸長(zhǎng)率。

GB/T 3191-2010、GB/T 5237.1-2008、GB/T 6892-2006和GB/T 26494-2011等標(biāo)準(zhǔn)以及EN755-2等國外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋁合金的力學(xué)性能要求都同時(shí)給出了A和兩種斷后伸長(zhǎng)率的判斷標(biāo)準(zhǔn)，且標(biāo)準(zhǔn)值一般不同。由此可見，對(duì)于同一種鋁合金材料，選取不同的拉伸試樣，斷后伸長(zhǎng)率測(cè)量結(jié)果不同。

1 斷后伸長(zhǎng)率

1.1 定義

GB/T 228.1-2010規(guī)定，斷后伸長(zhǎng)率A是拉伸試樣斷后標(biāo)距的殘余伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距之比的百分率。

1.2 測(cè)量方法

拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣原始標(biāo)距要用小標(biāo)記、細(xì)劃線或細(xì)墨線標(biāo)記；拉伸試樣斷裂后，測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率時(shí)應(yīng)將試樣斷裂部分仔細(xì)配接在一起并使其軸線處于同一直線上，確保試樣斷裂部分適當(dāng)接觸后再進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果按公式（1）計(jì)算：

式中：L0為原始標(biāo)距；Lu為斷后標(biāo)距。

2 試驗(yàn)方法

鋁合金材料拉伸試驗(yàn)常用的有矩形試樣和圓形試樣兩種。實(shí)際工作中，圓形試樣多加工成比例試樣，因此本文只采用矩形試樣進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為遼寧忠旺集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的動(dòng)車組用6005A-T6鋁合金擠壓型材，化學(xué)成分如表1所示。所有試樣均取自同一型材，型材截面如圖1所示，試樣加工尺寸如圖2所示。

表1 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）

圖1 型材截面

圖2 拉伸試樣

2.2 試驗(yàn)方法

采用單軸室溫拉伸試驗(yàn)方法，試驗(yàn)設(shè)備為日本島津AG-X 100KN電子萬能試驗(yàn)機(jī)，每種厚度試樣均按做5個(gè)比例試樣和5個(gè)50mm定標(biāo)距的非比例試樣，試驗(yàn)結(jié)果取平均值并按GB/T 8170進(jìn)行數(shù)值修約，具體試驗(yàn)方案如表2所示。

表2 試驗(yàn)方案

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)結(jié)果如表3、圖3所示。

表3 試驗(yàn)結(jié)果/%

由表3可以看出，采用比例試樣測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率結(jié)果比較接近，而采用非比例試樣測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率結(jié)果相差較大。

圖3 試驗(yàn)曲線

從圖3可以看出，厚度為2.3mm、3mm、4mm和5mm的比例試樣L0小于50mm，A大于厚度為7.6mm、9mm和10.6mm的比例試樣L0大于50mm，A小于

試驗(yàn)所有試樣均取自同一型材，具有相同的合金成分且加工尺寸相同，所以相同厚度的試樣可以看做是同一試樣。結(jié)果顯示：同一試樣，原始標(biāo)距越大，斷后伸長(zhǎng)率越小。分析原因：鋁合金拉伸試樣標(biāo)距內(nèi)的絕對(duì)伸長(zhǎng)有△L=Lu-L0（Lu為斷后標(biāo)距，L0為原始標(biāo)距），而△L由均勻伸長(zhǎng)△LB和縮頸處的集中伸長(zhǎng)△LA組成，如圖4所示，

即

研究表明：均勻伸長(zhǎng)△LB與試樣的原始標(biāo)距L0成正比，即

圖4 △L的組成

縮頸處的集中伸長(zhǎng)△LA與原始橫截面積S0有如下關(guān)系，即

將（3）、（4）帶入（2）得

則斷后伸長(zhǎng)率A為

因此，對(duì)于同一試樣，L0越大，其斷后伸長(zhǎng)率越小。

4 結(jié)論

對(duì)于同一種鋁合金材料的室溫拉伸試驗(yàn)，采用比例試樣測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率結(jié)果比較接近，能夠反映材料的真實(shí)性能，并且此時(shí)的斷后伸長(zhǎng)率具有可比性；采用非比例試樣測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率結(jié)果相差較大，且對(duì)于同一個(gè)試樣，L0越大其A越小。因此，鋁合金室溫拉伸試驗(yàn)建議采用比例試樣進(jìn)行斷后伸長(zhǎng)率的檢測(cè)。

（編輯：余東梅）

日新技術(shù)讓金屬材料兼具高強(qiáng)度和高韌度

日本研究人員最新開發(fā)出了一種金屬材料制作新技術(shù)，能讓金屬材料兼具高強(qiáng)度和高韌度。這種名為“調(diào)和組織控制法”的高新制作方法，與金屬材料通常的粉末冶金法相比，不同之處在于采用了納米技術(shù)的原粉粉末表面超強(qiáng)加工這一環(huán)節(jié)。讓金屬粉末表面粗大結(jié)晶顆粒周圍形成細(xì)微結(jié)晶顆粒，使其擁有顛覆常識(shí)的不均一結(jié)晶構(gòu)造。由于細(xì)微結(jié)晶顆粒發(fā)揮了高強(qiáng)度，而粗大結(jié)晶顆粒則確保了延展性，從而讓成型的金屬材料兼?zhèn)淞烁邚?qiáng)度和高韌度。

研究人員成功利用鈦、鋁、鐵、銅等大多數(shù)金屬材料進(jìn)行了試驗(yàn)。利用純鈦制造的新型金屬材料牽拉強(qiáng)度是傳統(tǒng)方法的1.5倍，韌度則是2.2倍。

肯納推出性能卓越的鋁材料加工刀具

美國肯納金屬公司生產(chǎn)的HPS新型整體硬質(zhì)合金鉆采用最新的Beyond細(xì)晶粒硬質(zhì)合金材質(zhì)，以及獨(dú)特的鉆尖槽型設(shè)計(jì)方案，可以實(shí)現(xiàn)極高的金屬切削率，具有超長(zhǎng)的使用壽命，這款產(chǎn)品在對(duì)鋁材料鉆孔加工應(yīng)用中展現(xiàn)出卓越的性能。

肯納金屬公司生產(chǎn)的Beyond KN15硬質(zhì)合金材質(zhì)產(chǎn)品是專門為鋁材料加工而設(shè)計(jì)的，表面光潔度極高，可以減少排屑槽、刃帶、以及切削刃部位遭到的摩擦力,以確保產(chǎn)品有出色的切屑排出性能。這款產(chǎn)品采用獨(dú)特的135°高性能鉆尖設(shè)計(jì)方案，具有極佳的定中心性能，可以提高進(jìn)給率，鋒利的切削刃可以降低切削力，延長(zhǎng)刀具使用壽命。

Research on Elongation after Fracture for Aluminum Alloy Room Tensile

WU Hai-xu， WANG Zhou-bing，QIN Li， YANG Li， WANG Jin-gang，WEI Feng-lin
(Liaoning Zhongwang Group Co.，Ltd， Liaoyang 111000，China)

Room temperature tensile test was conducted for 6005A-T6 aluminum alloy profile using proportional samples and nonproportional samples with 50mm of guage length. And elongation after fracture was researched for the two kinds of samples.

aluminum alloy; proportional samples; non-proportional samples; elongation after fracture

TG115.5+2，TG146.21

A

1005-4898(2014)02-0060-03

10.3969/j.issn.1005-4898.2014.02.14

吳海旭（1986- ），男，漢族，助理工程師，大學(xué)本科。

2013-07-02