Page 37 - 理化检验-物理分册2025年第二期

张宏岭，等：试样尺寸对冷轧板拉伸曲线的影响

图 10 不同尺寸的试样 5 应力 - 应变曲线及对应 n 15-20 值曲线
表6 试样5的n 15-20 值及屈服点延伸率的标准差 （1）

n 15-20 屈服点延伸率 屈服点延伸率
尺寸编号 n 15-20 均值 式中：R 为屈服强度；a 为厚度；b 为平行段宽度；
标准差 均值 标准差 eL 0 0
B为夹持段宽度； R 为抗拉强度。
1 0.237 0.024 0 7.82 2.42 m
将尺寸1和尺寸2的数据代入式 （1）中，发现当
2 0.240 0.020 0 8.86 2.33
屈服强度与抗拉强度比值小于0.83时，就会发生曲
3 0.209 0.009 2 4.90 0.65
线异常波动现象。绝大多数冷轧产品的屈服强度与
4 0.235 0.007 6 4.59 0.52
抗拉强度比值都在这个范围。在此基础上进一步收
5 0.220 0.004 8 3.89 0.38
集冷轧镀锡板、硅钢板、普板、镀锌板等试样的数据，
6 0.226 0.004 5 4.23 0.42
经试验发现，在满足上述条件时，材料也存在曲线异
7 0.224 0.008 7 4.25 0.59
常波动现象。将夹持段宽度与平行段宽度的比值设
段曲线出现异常波动的原因，且容易造成屈服点延 置为满足拉伸曲线在塑性变形阶段不发生异常波动
伸率和n值波动。 条件的下限，以统一的试样加工宽度，可以得到准确

3 综合分析 的拉伸试验结果。

拉伸试验过程中，材料从受力到断裂是闭环的 4 结论及建议
动态过程，材料从相对薄弱、横截面积最小的部位开 对于有明显屈服现象的冷轧材料，拉伸试样夹
始变形。尺寸6未开肩，试样横截面积不发生波动， 持宽度与平行宽度比值为1.2时，在拉伸试验均匀塑
变形过程无明显差异，因此曲线无异常波动。加工 性变形阶段曲线易发生异常波动现象；均匀塑性变
过的试样从横截面积小的平行段开始发生变形，随 形阶段曲线异常波动会造成屈服点延伸率、 n值等
着施加力的增大，材料平行段先经过屈服阶段，然后 指标产生不同程度的波动，进而影响试验结果的准
进入均匀塑性变形阶段，平行段与夹持段的圆弧过 确性。
渡段以及夹持段外露材料逐步发生明显屈服现象； 建议拉伸试验机厂家在测试软件界面增加金属
但平行段还未达到材料的抗拉强度，曲线上反应出 瞬时拉伸应变硬化指数曲线。对于有明显屈服现象
在均匀变形阶段（即强化阶段）发生力的波动，同时 的金属材料，应对拉伸曲线均匀塑性变形阶段进行
纵向引伸计无法跟踪到标距外的屈服伸长变化，导 辨识，如曲线出现异常波动，可采用增大加持段与平
致其跟踪曲线上下波动。如平行段到达抗拉强度， 行段宽度比值的取样方式，也可以增大夹具夹持面
过渡段及夹持外露段未达到屈服，则不会出现曲线 积，以避免试样夹持段外露。
异常波动现象。
可总结出拉伸曲线在塑性变形阶段波动的条件 参考文献：
为：材料有明显下屈服；拉伸试样夹持段及过渡弧外
[1] 王必磊，李永灿，宋长江．关于低碳钢屈服延伸现象的
露，拉伸试样夹持宽度与平行段宽度比值小于材料屈 研究现状[J]．材料导报，2018，32(15)：2659-2665．
服强度对应的某个阈值；根据GB/T 228.1—2021，可 [2] 方健，李和田，张建伟．金属材料瞬时拉伸应变硬化性
推导出发生曲线异常波动的条件如式（1） 所示。 能的标准化[J]．理化检验（物理分册），2024，60(10):5-8.

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