Page 18 - 理化检验-物理分册2023年第四期

岑 风, 等: 小试样拉伸试验方法

片试样, 使厚度均匀, 表面粗糙度小于0.8 μ m , 满足 样中间区域测试5个点, 每个点的间隔为1mm , 试

GB / T 228.1 — 2021 《 金属材料 拉伸试验 第 1 部 验结果如表2所示。试样的硬度为114~409HV ,

分: 室温试验方法》 的要求; ③ 用线切割方法将小圆 依次增大, 与所选材料的抗拉强度逐渐升高具有较
饼试 样 切 割 成 中 间 宽 度 为 2mm , 平 行 长 度 为 好的对应关系。

8mm , 过渡圆弧半径为2mm 的工字型试样; ④ 用 表1 不同强度级别试样的抗拉强度测试结果 MPa

磨样装置将试样表面和侧面进一步打磨, 表面粗糙 试样编号
项目

度小于 0.8 μ m 。将模具钢加工成小尺寸工字型试
1 # 2 # 3 # 4 # 5 # 6 # 7 # 8 #

样夹具, 其外观如图2所示。 均值 375 415 534 600 717 818 1020 1279
表2 8组试样的维氏硬度测试结果 HV
试样编号
项目
# # # # # # # #
1 2 3 4 5 6 7 8
均值 114 130 171 189 220 260 321 409
2.3 抗拉强度与维氏硬度的关系
根据式( 1 ), 比较1 ~8 试样的抗拉强度和维
#
#
图1 工字型小试样结构示意 氏硬度的对应关系, 结果如表3所示。
R m
r= ( 1 )
H V
为维氏
式中: r 为相关系数; R m 为抗拉强度; H V
硬度。
#
#
表3 1 ~8 试样的抗拉强度与维氏硬度的对应关系
试样编号 维氏硬度 / HV 抗拉强度 / MPa 相关系数

#
1 114 375 3.2895

#
2 130 415 3.1923
图2 工字型试样夹具外观
#
3 171 534 3.1228
1.2 试验方法 #
4 189 600 3.1746

检测依据 GB / T228.1 — 2021标准。电子拉伸
5 # 220 717 3.2591
试验机通过计量检定, 精度为0.5级, 试验机额定载
6 # 260 818 3.1462

荷为±5kN , 应变速率为1×10 s 。硬度测试选
-1
-3
7 # 321 1020 3.1776
用 T2500型全自动维氏硬度计。 #
8 409 1279 3.1271
2 试验结果与讨论
可见, 试样的硬度与抗拉强度呈正比, 随着抗拉
2.1 小试样拉伸试验结果 强度的升高, 硬度也随之升高, 实测抗拉强度与维氏

选择8种不同强度级别的试样进行热模拟压缩 硬度的相关系数为3.1228~3.2895 。
2.4 验证试验
试验, 将其加工成8组小尺寸拉伸试样, 每组测试5
个试样, 取平均值, 表1为不同强度级别试样的抗拉 因热模拟试样尺寸较小, 无法将其加工成标准

强度测试结果, 可见强度为 375~1279MPa , 试样 拉伸试样, 所以采用其他碳钢的标准拉伸试样和小
断裂位置均在平行段, 说明试样的形状设计、 加工合 试样进行对比试验, 来验证小试样测试结果的准
理, 工字型夹具与试验机匹配, 同轴度较好。 确性。
2.2 硬度测试结果 2.4.1 方案1
在8组热模拟压缩圆饼试样余料上切取硬度试 试样材料为 Q355钢, 厚度为16mm , 经过正火

样, 经磨样机磨抛后, 在全自动维氏硬度计上进行硬 处理, 890℃保温, 40min空冷, 分别加工成规格为

度测试, 设定载荷为49N , 保载时间为12s , 每个试 2mm×1 mm ( 宽 度 × 厚 度), 中 间 平 行 长 度 为
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