Page 62 - 理化检验-物理分册2024年第十二期

王东柱，等：拉伸试样类型的选择对中厚钢板拉伸性能的影响

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样，分别编号为2 ，4 ，6 ，8 ，10 ，12 。由同一人员 矩形试样断后伸长率的相对标准偏差明显大于圆形
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集中完成试样加工。 试样，其原因是厚板矩形试样的断口位置存在不同
1.2 试验方法 程度的复杂变形，增大了断后标距的检测波动。
影响室温抗拉强度测量结果的因素主要有载 2.2 显微组织
荷、横截面积和拉伸速率等，故对比试验由同一试
钢板厚度方向不同位置处的显微组织形貌如
验员在同一时间、同一试验机上依据GB/T 228.1—
图 1 所示，其中图 1a）为表面位置，图1b）为 1/4 厚
2021标准完成， 测量试样横截面尺寸时，使用分辨率
度位置，图1c）为1/2厚度位置， T为钢板厚度。由
为0.01 mm的同一测量工具；测试矩形试样和圆形
图1可知： 钢板厚度方向不同位置的显微组织有显著
试样的强度时，采用相同的拉伸速率。
差异。从铁素体晶粒尺寸看，图1中的铁素体晶粒尺
2 试验结果与讨论
寸有差异，对应照片的平均晶粒度从11级向10级逐
2.1 力学性能 渐转变。
不同试样的室温拉伸试验结果如表1所示，矩 2.3 讨论
形试样的上屈服强度、抗拉强度、断后伸长率的相对
在钢板控轧控冷阶段的层流水冷却时，一开始
标准偏差分别为1.047%，0.280%，9.518%,圆形试
钢板表面温度急剧下降，中心温度下降得比较缓慢，
样的上屈服强度、抗拉强度、断后伸长率的相对标准
随着冷却时间的延长，表面和内部温差越来越大；停
偏差分别为0.729%，0.664%，3.167%。由表1可知：
止水冷后（空冷阶段），心部温度缓慢下降，表面温度
从平均值上看，与矩形拉伸试样相比，圆形拉伸试样
逐渐回升；随着时间的延长，表面和内部温度逐渐趋
的上屈服强度测量值低于22.2 MPa，相对低4.7%，
圆形拉伸试样的抗拉强度测量值低于23.2 MPa，相 于一致 [9-11] 。钢板厚度方向不同位置冷却速率不同，
对低 3.9%，而断后伸长率平均值变化不大；使用 导致显微组织存在一些差异，进而影响了宏观拉伸
Minitab软件对矩形试样和圆形试样检测值进行双样 性能。数据统计显示，圆形拉伸试样抗拉强度测量
本T分析，上屈服强度、抗拉强度均存在明显差异； 值普遍低于矩形拉伸试样。

表1 不同试样的室温拉伸试验结果
项目 上屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 断后伸长率/% 项目 上屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 断后伸长率/%
1 试样实测值 461 598 24.5 2 试样实测值 447 578 28.5
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3 试样实测值 472 598 31.0 4 试样实测值 448 577 27.0
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5 试样实测值 475 601 30.0 6 试样实测值 452 579 28.5
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7 试样实测值 472 596 27.0 8 试样实测值 446 569 28.5
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9 试样实测值 473 597 25.5 10 试样实测值 453 573 26.5
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11 试样实测值 471 598 26.0 12 试样实测值 445 573 27.5
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平均值 470.7 598 27.3 平均值 448.5 574.8 27.8

图 1 钢板厚度方向不同位置处的显微组织形貌
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