專利名稱：一種測試金屬材料斷裂伸長率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測試金屬材料斷裂伸長率的方法。
背景技術：
成形性能是金屬材料，特別是金屬板材的重要性能之一，成形性能好，說明金屬材料在冷變形時不易斷裂，成形性能的好壞直接影響到設計人員的材料選擇、模具設計和成形虛擬分析。雖然可以按照“GB/T 24171. 2-2009金屬材料(薄板和薄帶)成形極限曲線的測定方法中的第2部分——實驗室成形極限曲線的測定”的方法繪制出金屬板材較完整的成形曲線，以全面地說明其性能，但是這種方法非常復雜，在設計階段并不實用。而按照 “GB/T228金屬材料溫室拉伸試驗方法”測得金屬材料的斷裂伸長率的方法在應用中比較廣泛，并可以直觀的表示出金屬板材的大致成形能力，但是，由于該方法對待測定的金屬的原始標距有限定，決定了它不能較全面的反應金屬材料，特別是金屬板材的成型能力。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在于克服現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種通過簡單的試驗就可以較全面的得到金屬材料特別是金屬板材的成形能力數(shù)據(jù)的方法，即提供一種測試金屬材料斷裂伸長率的方法。
本發(fā)明提供了一種測試金屬材料斷裂伸長率的方法，其中，該方法包括下述步驟
(I)沿拉伸方向將待測金屬材料標記為若干等份，并在沿拉伸方向的待測金屬材料的縱向中線上標記每個分隔點的位置，拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離記為a ；
(2)拉伸所述待測金屬材料直至斷裂，分別測量每部分斷裂的金屬材料的相鄰兩個分隔點之間的距離，記為al，根據(jù)相鄰兩個分隔點間的局部伸長率，并根據(jù)需要選定并分別標記所述局部伸長率大于預設值的點；
(3)將斷裂后的金屬材料沿斷裂部位進行拼接，并測量局部伸長率大于預設值的臨界點之間的距離，記為Lp，所述局部伸長率大于預設值的臨界點之間的原始距離，記為 L0 ;并根據(jù)公式Ap = ((Lp-L。)/!。)父則^計算斷裂伸長率八…
與采用“GB/T 228金屬材料溫室拉伸試驗方法”測定金屬材料的斷裂伸長率相比， 本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1、現(xiàn)有技術的方法測量的固定標距的平均伸長率，而采用本發(fā)明的方法并可根據(jù)需要選定變形區(qū)域的原始長度，并得到選定變形區(qū)域的伸長率；
2、采用本發(fā)明的方法可以區(qū)分具有相同斷裂伸長率的不同金屬材料的成型能力；
3、采用本發(fā)明的方法可以區(qū)分不同鋼廠同種金屬材料的成型能力；
4、可以更直觀地描述金屬材料，特別是金屬板材變形區(qū)域的變形能力，便于設計人員參考、選材和虛擬分析。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1為拉伸前的標記網(wǎng)格的待測金屬材料試樣；
圖2為根據(jù)拉伸斷裂后的金屬材料試樣局部伸長率的預設值大于50%的臨界點之間的距離Lp計算伸長率Ap。
具體實施方式
·
以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“縱向、橫向”是指沿待測量金屬材料的拉伸方向為縱向，與該拉伸方向垂直的方向為橫向。
按照本發(fā)明，所述測試金屬材料斷裂伸長率的方法包括
(I)沿拉伸方向將待測金屬材料標記為若干等份，并在沿拉伸方向的待測金屬材料的縱向中線上標記每個分隔點的位置，拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離記為a ；
(2)拉伸所述待測金屬材料直至斷裂，分別測量每部分斷裂的金屬材料的相鄰兩個分隔點之間的距離，記為al，根據(jù)相鄰兩個分隔點間的局部伸長率，并根據(jù)需要選定并分別標記所述局部伸長率大于預設值的點；
(3)將斷裂后的金屬材料沿斷裂部位進行拼接，并測量局部伸長率大于預設值的臨界點之間的距離，記為Lp，所述局部伸長率大于預設值的臨界點之間的原始距離，記為 L0 ;并根據(jù)公式Ap = ((Lp-L。)/!。)父則^計算斷裂伸長率八…
按照本發(fā)明，步驟(I)中，沿拉伸方向將待測金屬材料標記為若干等份，并在沿拉伸方向的待測金屬材料的縱向中線上標記每個分隔點的位置的方法只要能夠清楚地標記每等份的分隔點的位置即可，優(yōu)選情況下，將待測金屬材料標記為若干等份，并在沿拉伸方向的待測金屬材料的縱向中線上標記每個分隔點的位置的方法為在沿拉伸方向的待測金屬材料表面標記出縱向中線，并將該縱向中線分為若干等份，并標記出與所述縱向中線垂直的若干條橫向線，即，如圖1所示，標記成網(wǎng)格狀，y表示縱向中線，與其垂直的若干條線為橫向線，X表示橫向線，那么，所述縱向中線與若干條橫向線的交叉點即為每個分隔點的位置，因此，標記成網(wǎng)格狀，能夠更清楚的確定每個分隔點的位置。其中，所述標記的方法可以為在金屬材料表面輕劃出線條痕跡，或者用細墨線進行標記。
按照本發(fā)明，步驟⑴中，拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離a只要能夠保證能夠準確地測試所述金屬材料的局部斷裂伸長率即可，優(yōu)選情況下，所述拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離a為1-3毫米。
按照本發(fā)明，步驟(2)中，所述拉伸速度和拉伸力可以為本領域技術人員所公知的測試金屬材料斷裂伸長率時的常規(guī)的拉伸速度和拉伸力，例如，可以根據(jù)GB/T 228金屬材料溫室拉伸試驗方法確定，例如，所述拉伸速度可以為O. 001-500毫米/分鐘，所述拉伸力可以為100牛頓-300千牛。
按照本發(fā)明，步驟(2)中，拉伸所述待測金屬材料直至斷裂，分別測量每部分斷裂 的金屬材料的相鄰兩個分隔點之間的距離，記為al，并根據(jù)計算得到相鄰兩個分隔點之間 的局部伸長率，根據(jù)需要選取并分別標記所述局部伸長率大于預設值的點。例如，可以根據(jù) 不同金屬材料的性能選取適當?shù)木植可扉L率大于預設值的取值范圍。其中，所述相鄰兩個 分隔點之間的局部伸長率的計算方法為本領域技術人員所公知，即((al-a)/a)X100%，K 述預設值的取值范圍通?？梢詾榇笥?%，例如，大于或等于30%，或者，大于或等于50%， 或者，大于或等于100%，或者，大于或等于150%等。具體可以為，例如通常選擇局部伸長 率大于預設值O %的計入Lptl,局部伸長率大于或等于預設值50 %的計入Lp5tl,局部伸長率大 于或等于預設值30%的計入Lp3tlt5若根據(jù)(al/a) X 100%計算局部伸長率，則所述預設值的 取值范圍優(yōu)選為大于I %。
按照本發(fā)明，步驟(3)中，將斷裂后的金屬材料沿斷裂部位進行拼接，并測量伸長 率大于預設值的臨界點之間的距離，并根據(jù)所述局部伸長率大于預設值的臨界點之間的原 始距離計算金屬材料的斷裂伸長率。以局部伸長率大于或等于50%為例，測量斷裂部位兩 側伸長率剛好大于或等于50%的兩個臨界點之間的距離，記為Lp5tl,并根據(jù)所述伸長率大于 或等于50%的臨界點之間的原始距離Ltj5ci ;根據(jù)公式Ap= ((Lp50-Lo50)/Lo50) X 100%,計算斷 裂伸長率Ap。
其中，步驟(3)中，所述局部伸長率大于預設值的臨界點之間的原始距離L。的測 定方法為本領域技術人員所公知，例如，可以根據(jù)包括該臨界點的臨界點之間的分隔點的 數(shù)量減I后與拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離a的乘積，計算得到原始距離L。。
本發(fā)明對所測試的金屬材料沒有特別限定，可以為任意的金屬材料，如鋼或鋁，且 對金屬材料的形狀沒有特別限定。此外，在測試前，所述金屬材料的制樣方法也可以按照本 領域技術人員所公知的方法進行，例如，可以根據(jù)GB/T 228金屬材料溫室拉伸試驗方法進 行制樣。優(yōu)選情況下，本發(fā)明的方法特別適用于金屬板材的斷裂伸長率的測試。
本發(fā)明對測試的條件沒有特別限定，通常情況下，測試溫度可以為10_35°C，對于 對溫度有較嚴格要求的情況來說，所述測試溫度優(yōu)選為18_28°C。
以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實 施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
下面將通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。
實施例1
本實施例用于說明本發(fā)明提供的測試金屬材料斷裂伸長率的方法。
(I)根據(jù)GB/T 228第6章中金屬薄板試樣中規(guī)定方法進行制樣(如圖1所示，所 述啞鈴型鋼材試樣的總長度為150毫米，厚度為I毫米，拉伸區(qū)域的寬度為20毫米)。
(2)應用細劃線或細墨線在待測金屬薄板試樣上標記原始網(wǎng)格。如圖1所示，先沿所述金屬薄板試樣的拉伸方向劃出縱向中線y，再逐個標記橫向等間距線，全部橫向線(包 括橫向中線X)與縱向中線I的交叉點均為測量點，每個測量點之間的間距為I毫米。
(3)在SANS CMT5305微機控制電子萬能試驗機上，用6千牛的拉伸力，以O. 15毫 米/分鐘的拉伸速度沿著縱向線的方向拉伸所述金屬薄板試樣，直至所述金屬試樣斷裂為 兩部分，試樣斷裂后，分別測量斷裂口附近的相鄰的兩個測量點之間的距離(即al)，并根 據(jù)拉伸前相鄰兩個測量點之間的距離(a = I毫米)，根據(jù)公式((al-a)/a)X100%，分別 計算得到相鄰兩個測量點之間的局部伸長率，將局部伸長率的預設值大于50% (包括等 于50 %的點)的點均記入Lp5tl (如圖2所示)(斷裂口左側為3個點，右側為3個點)，并將 斷裂后試樣沿斷裂口拼接，并測量Lp5tl的長度(Lp5tl = 7. 8)，根據(jù)Lp5tl區(qū)域的測量點間距數(shù) 量(根據(jù)包括該臨界點的臨界點之間的分隔點的數(shù)量減I后與拉伸前相鄰兩個分隔點之 間的距尚a的乘積)，得出該區(qū)域原始長度Ltj5tl (Lo50 = 5mm)，根據(jù)公式Ap5tl = ((Lp5Q-Lo50) / Ltj5tl) X 100%計算局部伸長率大于或等于50%的區(qū)域的金屬材料的斷裂后局部伸長率Ap5tl, 計算得到Ap5(l = 56%。
Ap50 可以具體表示為=Ap5tl · Lo50/a ；
即，厚度為I毫米的金屬板材，在拉伸試驗中原始長度為5毫米的區(qū)域內局部伸長 率大于或等于50%的變形區(qū)域(試樣有5毫米可以被拉長50%以上)，斷后所述金屬材料 的局部斷裂伸長率為56% (5暈米的斷裂伸長率)。
權利要求
1.一種測試金屬材料斷裂伸長率的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 (1)沿拉伸方向將待測金屬材料標記為若干等份，并在沿拉伸方向的待測金屬材料的縱向中線上標記每個分隔點的位置，拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離記為a ； (2)拉伸所述待測金屬材料直至斷裂，分別測量每部分斷裂的金屬材料的相鄰兩個分隔點之間的距離，記為al，根據(jù)相鄰兩個分隔點間的局部伸長率，并根據(jù)需要選定并分別標記所述局部伸長率大于預設值的點； (3)將斷裂后的金屬材料沿斷裂部位進行拼接，并測量局部伸長率大于預設值的臨界點之間的距離，記為Lp，所述局部伸長率大于預設值的臨界點之間的原始距離，記為L。；并根據(jù)公式\ = ((Lp-L。)/!。)X100%，計算斷裂伸長率Ap。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(I)中，將待測金屬材料標記為若干等份，并在沿拉伸方向的待測金屬材料的縱向中線上標記每個分隔點的位置的方法為在沿拉伸方向的待測金屬材料表面標記出縱向中線，并將該縱向中線分為若干等份，并標記出與所述縱向中線垂直的若干條橫向線，根據(jù)縱向中線與若干條橫向線的交叉點標記每個分隔點的位置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，步驟(I)中，拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離a為1-3毫米。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(2)中，拉伸速度為0.001-500毫米/分鐘，拉伸力為100牛頓-300千牛。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(2)中，根據(jù)公式((al_a)/a)X100%計算局部伸長率，所述預設值的取值范圍為大于0%。
6.根據(jù)權利要求1、2、4和5中任意一項所述的方法，其中，測試溫度為10-35°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測試金屬材料斷裂伸長率的方法，其中，該方法包括下述步驟沿拉伸方向將待測金屬材料標記為若干等份，并在沿拉伸方向的待測金屬材料的縱向中線上標記每個分隔點的位置，拉伸前相鄰兩個分隔點之間的距離記為a；分別測量每部分斷裂的金屬材料的相鄰兩個分隔點之間的距離，記為a1，根據(jù)相鄰兩個分隔點間的局部伸長率，并根據(jù)需要選定并分別標記所述局部伸長率大于預設值的點；測量局部伸長率大于預設值的臨界點之間的距離，記為Lp，所述臨界點之間的原始距離，記為Lo；并根據(jù)公式Ap＝((Lp-Lo)/Lo)×100％，計算斷裂伸長率Ap。采用本發(fā)明的方法可以區(qū)分具有相同斷裂伸長率的不同金屬材料的成型能力，且方法更簡單。
文檔編號G01B21/02GK102998175SQ201110273920
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年9月15日
發(fā)明者趙晨, 陸子平, 宋慶源, 崔玉敬, 任鵬, 馬會君, 王洪杰, 李愛蘭 申請人:北汽福田汽車股份有限公司