對不銹鋼板進(jìn)行機(jī)械測試以生成可用于設(shè)計(jì)目的的數(shù)據(jù)或作為材料連接程序或操作員接受程序的一部分。最重要的功能可能是提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),因?yàn)橹匾氖橇私獠讳P鋼板制品結(jié)構(gòu)可以承受的極限值而確保不會發(fā)生故障。
這種機(jī)械測試的還有一個作用就是拉伸測試,可用于確定用于設(shè)計(jì)計(jì)算的鋼的屈服強(qiáng)度,或確保不銹鋼板符合材料規(guī)格的強(qiáng)度要求。
機(jī)械測試可以分為定量或定性測試。定量測試是提供將用于設(shè)計(jì)目的的數(shù)據(jù)的定性測試,將結(jié)果用于比較的定性測試,例如硬度測試或彎曲測試。
拉伸測試用于提供設(shè)計(jì)計(jì)算中使用的信息,或者證明材料符合相應(yīng)規(guī)范的要求,因此可能是定量或定性測試。
試驗(yàn)是通過在拉伸試驗(yàn)機(jī)上抓住適當(dāng)準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)試樣的端部,然后施加不斷增加的單軸載荷直到發(fā)生故障。標(biāo)準(zhǔn)化測試件以便結(jié)果是可再現(xiàn)和可比較的。
試樣通常是成比例的,當(dāng)標(biāo)距長度,L 0,是關(guān)系到原來的橫截面面積,A 0,表示為L 0 =k√A 0。EN標(biāo)準(zhǔn)中常數(shù)k是5.65,ASME標(biāo)準(zhǔn)中是5。這些測量長度分別約為試樣直徑的5倍和試樣直徑的4倍,雖然這種差異在技術(shù)上可能并不重要,但在聲明符合規(guī)格時非常重要。
測量載荷(應(yīng)力)和試件延伸(應(yīng)變),并由此數(shù)據(jù)構(gòu)建工程應(yīng)力/應(yīng)變曲線。從該曲線可以確定以下幾個方面。
a)所述的拉伸強(qiáng)度,也被稱為極限拉伸強(qiáng)度,斷裂時由原始橫截面積除以負(fù)載在極限拉伸強(qiáng)度(UTS),σ 最大 = P 最大 / A 0,其中P 最大 =最大載荷,A 0 =原始橫截面積。在EN規(guī)范中,該參數(shù)也被標(biāo)識為“R m ”;
b)屈服點(diǎn)(YP),即從彈性變?yōu)樗苄宰冃蔚膽?yīng)力,即低于卸載試樣的屈服點(diǎn)意味著它恢復(fù)到原始長度,在屈服點(diǎn)以上發(fā)生永久塑性變形,YP或σ y = P yp / A 0其中,P yp =屈服點(diǎn)的載荷。在EN規(guī)范中,該參數(shù)也被標(biāo)識為“R e ”;
c)在重新裝配破試樣,我們還可以測量伸長率,埃爾%試驗(yàn)片已多少在失敗拉伸其中的El(%)=(L ˚F L - 0 / L ö)×100其中,L ˚F =斷裂時的標(biāo)距和L 0 =原始標(biāo)距長度。在EN規(guī)范中,該參數(shù)也被標(biāo)識為“A”。
(a)和(b)是材料強(qiáng)度的量度,(c)和(d)表示材料變形而不斷裂的延展性或能力。曲線的彈性部分的斜率,基本上是直線,將給出楊氏彈性模量,這是測量裝載時結(jié)構(gòu)將彈性變形的程度。低模量意味著結(jié)構(gòu)將是柔性的,高模量的結(jié)構(gòu)將是僵硬和不靈活的。
為了產(chǎn)生最精確的應(yīng)力/應(yīng)變曲線,應(yīng)在試樣上附加引伸計(jì)以測量標(biāo)距長度的伸長。不太準(zhǔn)確的方法是測量拉伸機(jī)十字頭的運(yùn)動。
上述的應(yīng)力應(yīng)變曲線顯示具有良好屈服點(diǎn)的材料,但是僅退火的碳鋼表現(xiàn)出這種行為。通過合金化,熱處理或冷加工強(qiáng)化的金屬不具有明顯的屈服,必須找到其他方法來確定“屈服點(diǎn)”。
這是通過測量屈服應(yīng)力(美國術(shù)語中的屈服強(qiáng)度)來測量的,即在試件中產(chǎn)生一定量的塑性變形所需的應(yīng)力。
通過在特定的應(yīng)變下畫一條平行于應(yīng)力/應(yīng)變曲線的彈性部分的直線來測量該應(yīng)力,該應(yīng)變是原始標(biāo)距長度的百分比,因此0.2%驗(yàn)證,1%驗(yàn)證。
例如,在標(biāo)距長度為100mm的試樣中,使用0.2mm的永久變形來測量0.2%的屈服強(qiáng)度。因此,證明強(qiáng)度不是一個固定的材料特性,如屈服點(diǎn),而是取決于規(guī)定了多少塑性變形。因此,在考慮證明力量時,必須始終引用百分比數(shù)字。大多數(shù)鋼材規(guī)格使用EN規(guī)格中的0.2%變形,R P0.2。
某些材料如退火銅,灰鑄鐵和塑料在應(yīng)力/應(yīng)變曲線上沒有直線彈性部分。在這種情況下,類似于確定驗(yàn)證強(qiáng)度的方法,通常的做法是將“屈服強(qiáng)度”定義為產(chǎn)生指定數(shù)量的永久變形的應(yīng)力。