Page 59 - 理化检验-物理分册2022年第十期

乐 玮, 等: 金属薄板塑性应变比测量方法评价

测量结果受锯齿屈服现象的影响不大, 但采用一个 寸 均 满 足 ISO 6892-1 : 2019 Metallic Materials-

或几个横向应变代表整个试样平行长度的横向应变 TensileTestin g Part1 : Methodo f TestatRoom
时, 受锯齿屈服现象的影响会很大。针对这一问题, Tem p erature 的要求, 另外 3 组( 30 根) 平行试样的

ISO 10113 : 2020 Metallic Materials-Sheet and 尺寸均满足 ASTM E8 / E8M — 2021StandardTest

Stri p -Determinationo f PlasticStrainRatio 增加 Methods f orTensionTestin g o fMetallicMaterials

了横向应变多线测量的建议。横向引伸计应在轴向 的要求。采用千分尺测量及满足标准对应的应变速
长度上至少测量 3 个位置宽度的变化, 然后将这 3 率控制试验方法, r 值应变取值点为 10% 。分别利
个位置平均为一个横向应变值, 以计算r 值。为了 用横向引伸计的接触式单线、 非接触式单线和非接
解不同横向引伸计所产生的测试效果, 笔者用 3 种 触式多线横向测量 3 种不同方式进行测量。
不同的横向引伸计来测量均匀塑性应变和不均匀塑 第二 次 测 量 时 选 取 国 内 钢 标 委 组 织 提 供 的

性应变材料的r 值。 BUSD-A 钢板、 BUSD-B 钢板和 6082T6 态铝合金
试样。这些试样均不存在明显的锯齿屈服现象, 每
1 试样制备和试验方法
种材料各 6 根试样。采用千分尺进行测量时, 横梁
试验设备为Instron68TM-30 型电子材料万能 位移速率由 2 mm / min 换到 5 mm / min , 也使用单

试验机( 见图 1 ), 该设备配备了 BluehillUniversal 点r 值的计算结果。利用横向引伸计的非接触式单
软件和手动楔形夹具, 所有测试过程均使用对应的 线和非接触式多线测量两种模式。
标准测试方法测试。为了消除操作人员对测量结果
的影响, 分别采用了 AutoXbiax 型全自动接触式横 2 试验结果和讨论
向引伸计和 AVE2 型非接触式双轴视频引伸计。其 利用 BluehillUniversal软件实 时 计 算 每 个 数

中, AVE2 型 非 接 触 式 双 轴 视 频 引 伸 计 的 据点的r 值, 整个测试过程中的r 值与应变的关系
AverEd g e32 横向测量技术( 见图 2 ) 可提供在轴向 如图 3~8 所示。测试材料是 5000 系列铝合金( 含
标距之间均匀间隔 32 个横向测量点的平均值, 且不 镁), 由于该材料不均匀, 因此锯齿屈服现象明显。
需要对试样进行横向标记。 在轴向应变为 10% 时, 去除弹性应变, 采用单点计
算产生r 值, 由于数据太多, 仅显示最终的统计结果
( 见表 1 )。图 3 和图 6 为采用全自动接触式的单线
横向测量方式的测量结果, 横向测量点在轴向标距
中间。 ISO 试样和 ASTM 试样曲线上清晰地显示
出锯齿屈服效应造成的影响, 曲线有非常明显的波
峰和波谷, 任一试样的r 值受波峰与波谷的时间差
影响均较大, 所以当某些试验结果正好在波峰或者
波谷附近时, 测量结果会明显偏高或偏低, 从而导致
试验失败。图 4 和图 7 同样采用单线测量的方式,

图 1 Instron68TM-30 型电子材料万能试验机外观
只是测量宽度的方式是基于标记点, 并不是实际试
样宽度的变化, 同样锯齿屈服效应造成的影响非常
明显, 测量结果误差较大, 变异系数也较大。相比之
) 结果
表 1 5000 系铝合金全自动法测量r 值( r 10
试样 横向测量 变异 标准
平均值 极差
类型 方式 系数 方差
ISO AutoXbiax 0.76 0.09 4.44 0.03
ISO 标记点 0.74 0.18 6.62 0.05
ISO AverEd g e32 0.76 0.02 0.70 0.01
图 2 AverEd g e32 横向测量技术示意 ASTM AutoXbiax 0.78 0.17 6.27 0.05
标记点
ASTM 0.71 0.10 4.07 0.03
在同一规格冷轧薄板的同一部位连续切取6组,
ASTM AverEd g e32 0.73 0.03 1.66 0.01
共计60根平行试样, 其中 3 组( 30 根) 平行试样的尺
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