Page 30 - 理化检验-物理分册2025年第四期

顾英杰，等：试样类型和夹持方式对钨铜合金拉伸试验结果的影响

发现纵向圆棒试样的屈服强度、屈强比明显低于纵 台阶2×M10-6h圆形头部带螺纹的试样，3种试样的
向板状试样。张建民等 对45#钢的室温拉伸性能 尺寸结构如图1所示。
[7]
进行研究，结果表明板状试样的抗拉强度与其试样 根据设计的试样类型，选取同一厂家、相同炉
尺寸关系不大，而不同试样类型测试出的屈服强度 号、同一批次号,且拥有质量证明文件的W-7Cu合
略有不同。曾赞喜等 对SS400钢的不同类型试样 金制作拉伸试样，共加工18根拉伸试样，每种类型
[8]
进行力学性能测试，发现试样带头或不带头对其力 试样各6根。使用等离子光谱仪分析试样的化学成
[9]
学性能影响不大。王勇等 对Q355钢板进行力学 分，验证本次拉伸试验所选择材料的化学成分符合
性能测试，结果表明试样的宽度对钢板的屈服强度 标准GJB 2299A—2005的要求。
与断后伸长率影响较大，而钢板的抗拉强度基本不 1.2 试验方法
受试样宽度的影响。刘宏伟等 [10] 研究了试样类型对 使用AG-I 100KN型拉力机，其精度为0.5%，设
TC4丝材力学性能的影响，提到试样的类型对其断 备合格且在校验期内，选用的夹具为楔形夹具和螺
后伸长率影响较大。当采用全截面试样时，试样在 纹夹具，依据标准GB/T 228.1—2021对试样进行拉
拉伸过程中容易被夹断。此外，材料的蠕变性能也 伸试验，试验过程不施加预紧力，应变速率恒定设置
与试样类型有关。庄法坤等 [11] 研究表明，不同试样 为0.002 s −1 。
类型对材料的蠕变性能影响较大。 2 试验结果
在拉伸试验过程中，试样类型决定试样的夹
2.1 试验过程试样受力分析
持方式，试样的夹持方式决定试验用的夹具。由
单轴拉伸试验过程中，试样的受力情况与其夹
GB/T 16865—2023 《变形铝、镁及其合金加工制品
持方式有关。夹具分为楔形夹具、平推夹具、台肩夹
拉伸试验用试样及方法》可知，拉伸试验用夹具可选
具、套环夹具、螺纹夹具、销钉夹具等。根据夹具种
用楔形夹具、平推夹具、台肩夹具、套环夹具、螺纹
类，可进一步将试样受力方式分为两种，一种为仅受
夹具、销钉夹具等。
拉力，一种为受拉力与压力。其中，楔形夹具与平推
金属材料拉伸试样的类型、尺寸、形状等对其力
夹具拉伸试验过程中，试样受拉力与压力的共同作
学性能均会产生影响。此外，试样类型的不同决定
用；台肩夹具、环套夹具、螺纹夹具、销钉夹具仅受
了其夹持方式的不同，最终可能会影响其在拉伸过
拉力作用。本试验选择螺纹夹具与楔形夹具进行分
程中断裂的位置是否符合标准要求。但目前极少有
人研究不同试样类型和夹持方式对钨铜合金力学性 析，两种夹具结构及试样拉伸过程的受力情况如图2
所示。
能的影响。笔者利用现有条件，针对不同夹持方式，
由图2可知：楔形夹具拉伸过程中，试样会受到
设计了3种不同类型的钨铜合金试样，根据 GB/T
拉力与压力的共同作用；使用螺纹夹具，试样仅受拉
228.1—2021 《金属材料 拉伸试样 第1部分： 室温试
力作用，试样拉伸过程的受力不同，可能会导致拉伸
验方法》，研究了钨铜合金试样类型与其断裂位置、
试样断裂的位置不同；试样A适用于楔形夹具， 拉伸
力学性能之间的关系，探究出用于测试钨铜合金室
温力学性能的最佳试样类型，研究结果可提高试验 过程中试样受到压力与拉力的共同作用；试样B、C
适用于螺纹夹具，拉伸过程中试样仅受拉力作用。
的准确率。
2.2 试样类型与断裂位置的关系
1 试样制备与试验方法 采用楔形夹具对试样A进行试验。试验结果表
1.1 试样制备 明，其在拉伸过程中全部断裂在头部。通过仔细观
某公司使用的钨铜合金入厂复验技术要求为 察试验过程发现，试样A断裂在头部的原因可能是
GJB 2299A—2005 《喉衬用钨渗铜制品规范》，其中 其在拉伸过程中存在打滑现象。由于试样A使用楔
要求对钨铜合金复验时，室温抗拉强度必须不小于 形夹具进行夹持，而楔形夹具的夹持面为锯齿面。
300 MPa。 依据标准GB/T 228.1—2021和GJB 2299A— 当试样出现打滑后，拉力机便会在液压作用下，通过
2005，设计了A、B、C三种类型试样，试样A为单台 楔形夹具进一步增大横向压力，以保证试样能持续
阶直径为10 mm的圆形棒状试样，试样B为单台阶 拉伸。由于楔形夹具的夹持面为锯齿状，而钨铜合
2×M10-6h (两端均有外螺纹，螺纹直径为10 mm, 金为脆性金属，在横向压力急剧变化的过程中，试样
公差等级为6 h)圆形头部带螺纹的试样， 试样C为双 头部可能会产生微裂纹，随着拉伸过程的持续进行，

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