測試方法對測定金屬材料屈服強度的影響探析

王 帥，范語萱，侯 琳

（航空工業西安飛機工業（集團）有限責任公司，陜西 西安 710089）

隨著我國現代化企業的蓬勃發展，對于機械化，電子化，信息化技術都有著新的技術要求，尤其是工程建設的發展，更加需要技術的絕對保障，同時，除了技術的要求，對于相關建設的金屬材料也有著一定的要求，為了對材料的使用效果以及應用情況進行充分了解和分析，需要先對其性能進行測試，而屈服強度就是其研究測試最主要的方法，因此，屈服強度成為測定金屬材料必不可少的測定因素，本文就對于測定金屬材料屈服強度的測試方法進行一定的探討，以供參考。

1 金屬材料屈服強度的測定

在屈服階段內，出現的最高應力稱為上屈服強度：試樣通過屈服應力的作用，在進行首次下降前所能達到的最高應力。相反的，在屈服階段內，所出現的最低應力為下屈服強度，在屈服效用期間，從不計初始瞬時效應開始的最低應力，（初始瞬時效應也是一種慣性效應，是指從上屈服強度到下屈服強度進行過渡時所產生的瞬時性的效應，試樣的屈服特性以及肉柔度以及試驗的操作以及速率等因素都會影響對于瞬時效應的判定。）這也是對于上下屈服點所下的定義。上屈服強度的判定關鍵為屈服前的第一個盈利峰值，將其作為上屈服強度的判定依據，此時應忽略第一個盈利峰值后的盈利數據。同時對于屈服階段的谷值也要作為主要判定因素之一，如果此時的屈服階段的谷值并不唯一，出現兩個或多個數值情況，應及時將第一個谷值數據舍棄，不予記錄，在其他谷值中挑選最小的數據來最為其屈服強度測試的選擇位置。在屈服強度位置判定過程中一旦出現下降谷，并只有一種情況，將其作為下屈服強度的測定位置[1]。當然在其選擇測定過程中會出現沒有谷值的情況，也就是平谷現象，是在屈服階段內出現屈服平臺現象的定義，應將此時的屈服平臺作為下屈服強度來進行判定，如果出現多個屈服平臺，并且呈現后者高于前者的趨勢，這時應將屈服平臺的第一個平臺作為下屈服強度，其判斷依據為下屈服強度必須要低于上屈服強度。

2 金屬材料拉伸性能測量試驗

2.1 拉伸速率的有效選擇

對于金屬材料拉伸性能試驗要進行一定的技術以及材料準備，首先是對于要進行拉伸實驗的拉伸速率的選擇，拉伸速率對于金屬材料屈服強度的測定有著十分重要的作用，錙銖必較，因此，對于拉伸速率的選擇決不能草率為之，要嚴格依據國家相關的標準規定來進行精準合理的選擇與測量。例如：與測量試樣等價等量的屈服階段內的數據，其應變速率應要限制在每秒0.00025到0.0025之間，只有在這范圍內的數據，才能保證等價等量的應變速率能夠盡量保持其持久性、恒定性。通過這個實例可以看出，國家規定的相關標準，尤其是對于實驗中應變速率等的實驗應用速率的界定比較寬松廣泛，對于某些特定實驗，其中所需求的實驗條件以及試驗速率會超過國家標準規定的范圍，此時實驗所需的金屬材料會受到超過標準的實驗因素的影響而導致差異的累積與增大。

2.2 金屬材料屈服強度的控制

在進行下屈服強度的測試過程中，其具體控制操作方式的選擇，要與實際相結合，根據科學合理的情況實時分析并進行技術操作控制的選擇。

不同的屈服階段，會導致試驗所用的試樣呈現不同的表現情況，其主要原因是本身的塑形延伸由于屈服階段的不同而存在范圍內的差異，導致屈服應力也不穩定，在一定范圍內上下擺動。因此，應力速率的合理控制在此時格外重要，對于應力速率的改善，不僅體現在控制程度的加強，同時，應力速率控制的有效化也是一大重點優化對象。電子萬能試驗機時常會因為受到極端環境的影響而進入無法輕易消除的失控狀態。應力速率的有效控制會穩定電子萬能試驗機因為測量時由于速度的轉換而出現的波動，進而保障電子萬能試驗機所測量出的數據的精準性以及科學性。

3 影響測定實驗的速率分析

為了保證實驗正常無誤的進行，需在實驗前對在實驗中所應用到的試驗機進行精準全面的柔度測定。（柔度就是試驗機在受到力時的所產生的變形量。）測定應用金屬材料拉伸性能實驗中試驗機的系統柔度，對于實驗中試驗機的速率控制有著不可磨滅的作用。然而，傳統的試驗機系統柔度測定，由于受到一定實驗條件以及其他客觀因素的影響而導致相關試驗機的測定受到一定的局限。并且實際試驗操作有著不可重復性以及系統復雜性。無論是從能量運用還是從速率比較的角度上分析，試驗機的系統柔度計算測定都隨著現代科技的進步而得到一定的革新優化，新的試驗機系統柔度測定方法的應用，以及通過利用Origin科學計算軟件對與拉伸實驗所需的試驗數據進行科學、高效、系統、精準的處理，從而達到對于應用在金屬材料拉伸性能實驗中的相關試驗機系統柔度的測定。使數據結果更加精準和適用。

4 控制速率對于試驗結果的影響

在運用應變控制速率來進行金屬材料有關性能測試的實驗時，其最終的相關測量結果受屈服階段的屈服強度影響較大，導致其直接測試的測試結果有著一定的波動，而運用位移控制速率來直接進行試驗時，與應變控制速率應用相比，結果受影響較小，結果較穩定。這充分說明在兩種速率控制方式下所進行的測定實驗中屈服階段中瞬時效應下的曲線特點呈現不同，一定比較之下，位移速率控制下的較為精準。

5 結語

通過以上個人簡要的講解以及系統的分析，可以得知對于屈服點的選定與掌握不能完全依賴于機械統計總結的數據，也要結合相關操作情況，相同速率下的操作測定試驗才更加有對比性，只有在這樣的情況下，試驗所測定的屈服強度才會更加有實用性以及可靠性。保障屈服點選擇的嚴格謹慎與科學合理，對于金屬材料屈服強度的測定有著舉足輕重的意義，金屬材料精準的屈服強度測量對于工業生產制造有著不可代替的重要作用，由不得半分疏忽大意，只有這樣，工業生產的源泉-良好性能的金屬材料才能生生不息，為工業的生產制造提供優良的生產原料以及生產環境。

[1]劉剛.測試方法對測定金屬材料屈服強度的影響研究[J].工程技術研究,2017(08):101-102.