疲劳试验机:金属加工性能试验分享

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  疲劳试验机:金属弯曲试验是用规定尺寸弯心将试样弯曲至规定程度,检验金属承受弯曲塑性变形的能力并显示其缺陷的试验.

  金属弯曲试验可在室温 (冷弯试验)或热状态(热弯试验)下进行.试样的尺寸和形状应按照金属材料种类根据相关标准确定.弯曲试验可在压力机、特殊试验机、万能试验机或圆口老虎钳等设备上进行.如无适当设备,经双方协议许可用手锤、机械锤或弯钩机进行弯曲.金属弯曲试验时,在作用力下弯曲程度可分为下列三种类型:

  ① 达到某规定角度α的弯曲;

  ② 绕着弯心弯到两面平行的弯曲;

  ③ 弯到两面接触的重合弯曲.

  金属杯突试验

  金属杯突试验是用球形冲头将夹紧的金属板或带状试样压入规定尺寸的冲模中直至出现穿透裂纹而测量杯突深度值的试验.

  金属杯突试验应在10~35℃下进行,严格要求时试验温度应为23℃±5℃,适用于厚度为0.2~2mm,宽度等于或大于90mm的金属板和带.试样边宽或直径为90~95mm.金属杯试验在装备有压模、垫模和冲头的试验机上进行(见图1).金属杯突试验时,试样两面及冲头应轻微地涂以石墨润滑脂,调零后将试样放在压模和垫模之间夹紧,恒定的夹紧力约为10kN.在无冲击的情况下进行杯突试验,冲头冲压试样的速度为5~20mm·min-1.试验结束时,将速度降低到接近下限,以便正确地确定裂纹出现的瞬间.

  图1 金属杯突试验示意图

  1-试验厚度,用a表示;2-试样的宽度或直径;

  3-压模孔径;4-垫模孔径;5-压模外径;6-垫模外径;

  7-压模孔内侧圆角半径;8-压模外侧圆角半径;

  9-垫模外侧圆角半径;10-压模孔深度;11-压模厚度;

  12-垫模厚度;13-冲头球形部分直径,用d表示;14-杯突深度

  金属杯突试验后,应以达0.1mm的精确度测量出现穿透裂纹时杯空深度,以IE表示,称为杯空值.

  金属反复弯曲试验

  金属反复弯曲试验是将试样一端夹紧,在规定半径的圆柱形表面上进行90的重复反向弯曲,检验金属及其覆盖层耐反复弯曲能力并显示其缺陷的试验.

  金属反复弯曲试验仅在室温下进行,它适用于截面积小于或等于120mm2的型截面线材(及条材)和厚度小于或等于5mm的带材和板材.金属反复弯曲试验时,将试样垂直地夹紧于试验机夹口中,以确保试验过程中试样不产生位移.在与试验机夹口相互接触线呈直角的平面内沿左右方向作90°反复弯曲(如图2所示),向左弯曲90°再返回向右弯曲90°作为一次反复弯曲.弯曲速度不得超过每分钟60次,直到达到有关标准中规定的反复弯曲次数或试样断裂为止.

  图2 反复弯曲示意图

  反复弯曲试验在达到规定反复次数后检查试样及其覆盖层的弯曲部位,在有关标准或技术协议未作具体规定的情况下,一般如无裂纹、裂口、裂断、起层或起皮,即认为试样合格.

  金属线材缠绕松懈试验

  金属线材缠绕松懈试验是将试样沿螺旋方向以紧密的螺旋圈缠绕在规定直径的芯杆上,检验有镀层和无镀层金属线材承受缠绕和松懈变形的能力并显示其缺陷及镀层结合牢固性的试验.

  金属线材缠绕松懈在室温下进行,适用于直径等于或小于10mm的圆形有镀层和无镀层金属线材.试样长度应符合试验机的要求.

  金属线材缠绕松懈时,先将试样放在木垫上用软质锤轻轻打直(有镀层线材应以木锤或橡皮锤轻轻打直)或以平稳的压力压直.然后将试样一端固定在试验机的直径为D的芯杆上(见图3),用手或以机械方法拉另一端b,转动芯杆进行缠绕,缠绕的螺旋圈应贴紧芯杆排列,不得重叠.按照规定可以每分钟15圈、20圈或60圈的速度缠绕至规定圈数,然后以均匀速度进行懈圈,懈圈的末端至少保留一个缠圈.如作一倍缠绕试验,则将试样弯成U字形,然后将一端绕着另一端缠绕成紧密排列的螺旋圈(见图4).

  图3 金属线材缠绕松懈示意图

  图4 一倍缠绕试验示意图

  金属线材缠绕松懈试验后,检查试样表面,在有关标准或技术协议未作具体规定时,如无裂缝、镀层开裂、胀落等,即认为试验合格.

  金属线材扭转试验

  金属线材扭转试验是将试样两端夹紧,一端夹头围绕试样轴线旋转,检验金属线材在单向或交变方向扭转时承受塑性变形的能力并显示材料的均匀性、表面和内部缺陷的试验.

  金属线材扭转试验在室温下进行,一般适用于直径0.3~10.0mm的冷拉及热轧线材.试验机两夹头间的标距长度应符合表1规定.

  表1 两夹头间标距长度/mm

  金属线材扭转试验时,夹紧在试验机上的试样一端不得活动,其纵轴须与夹头之轴线重合,并施加一拉紧力.扭转速度见表2

  表2 有关材质的线材直径选用相应的扭转速度

  扭转分为固定方向扭转、交变方向扭转及二重扭转.固定方向扭转是以试样旋转的一端转动一整圈(360°)作为扭转一次,交变方向扭转是以试样旋转的一端向任一方向转动一整圈(360°)作为扭转一次,对于不同方向的扭转次数应分别记录;两个并排在一起的试样向同一方向扭转的二重扭转,是以旋转夹头转动一整圈(360°)作为扭转一次.试验过程中如试样发生严重劈裂,则最后一次扭转数无效.

  扭转后用肉眼检查试样 (有特殊规定时也可用放大镜)全长的扭转均匀度、裂层、断口形状和缺陷以及锤击试样破坏时裂纹的表现,并根据有关标准及技术协议予以判定.

  金属薄板双层咬合弯曲试验

  金属薄板双层咬合弯曲试验是将金属薄板及其覆层按规定尺寸及形状咬合并弯曲,检验其塑性变形能力并显示其缺陷的试验.

  金属薄板双层咬合弯曲试验在室温下进行,它适用于厚度小于0.8mm的薄板.试样尺寸约为100mm×150mm,但咬合线应不小于150mm.金属薄板双层咬合弯曲试验时,将两块薄板试样按照图5所示顺序进行双层紧密咬合,然后绕垂直于咬合缝的方向弯曲到α角近似为45°.打平(包括打平次数)或不打平应根据有关标准规定.弯曲和打平是在木质垫板上用木锤进行.弯曲时平整的一面作为弯曲外面.试验时不允许反向弯曲.

  图5 双层紧密咬合顺序

  试验后检验试样金属及其覆盖层弯曲面,在有关标准未作具体规定的情况下,一般如无裂缝、裂断或起皮,即认为试样合格.

  金属不淬硬性弯曲试验

  金属不淬硬性弯曲试验是检验金属经接近于淬火温度骤冷后承受规定弯曲程度的弯曲塑性变形的能力并显示其缺陷的试验.

  金属不淬硬性弯曲试验在室温下进行.试样的尺寸和形状应按照金属材料种类根据相关标准确定.弯曲试验可在压力机、专用试验机、万能试验机或圆口老虎钳等设备上进行.如无适当设备,经双方协议许可用手锤、机械锤或弯钩机进行弯曲.

  金属不淬硬性弯曲试验时,在作用力下弯曲程度可分为下列三种类型:

  ① 达到规定角度α的弯曲;

  ② 绕着弯心弯到两面平行的弯曲;

  ③ 弯到两面接触的重合弯曲.

  弯曲试验后检查试样弯曲处的外面及侧面,在相关标准或技术协议未作具体规定的情况下,一般如无裂纹、裂断或起层,即认为试样合格.

  金属锻平试验

  金属锻平试验是将试样在室温或热状态下锻击至规定尺寸,检验金属承受规定程度锻平变形的能力并显示其缺陷的试验.

  金属锻平试验可在室温或热状态下进行.试样可从金属条材、带材、板材及铆钉上切取.试样的尺寸和形状应按材料种类根据相关标准确定.金属锻平试验可在压力机、机械锤或锻锤上进行,也可使用手锤或大锤.当进行金属的锻平试验时,对于从条材或铆钉料上切取的试样,锻平应进行到头部直径为腿径的1.5~1.6倍,高度为腿径的0.4~0.5倍,试验前从模孔露出以承受锻平部分的高度规定为腿径的1.2倍;对于带材及板材试样,应锻击试样使其宽度增至有关标准中的规定值,而长度一般应等于该值的2倍;试验铆钉头时,锻平应进行到锻后铆钉直径和腿部直径的一定比值时为止,此时腿部的长度等于模孔深度.锻平试验后检查试样变形部分表面,在有关标准或技术协议未作具体规定的情况下,一般如无裂缝或裂口,即认为试样合格.http://www.quanlitest.com