拉力试验机检测金属材料的力学性能方法

金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面,即:机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。下图为整管封接强度测试图金属材料的机械性能是指金属在一定温度条件下承受外力(载荷)作用时,抵抗变形和断裂的能力,也称为力学性能。

拉伸试验是最常规的金属材料力学性能试验方法,由试验得出的性能指标可以反映材料最基本的力学面貌,用于检验金属材料的制造质量,而且对于研究和改善材料的性能、探讨金属塑性变形的机制也是十分重要的。

试验仪器为凯德机械研发生产的HY-932C电脑式万能材料试验机：这款拉力试验机可广泛摘用于各类橡塑胶、鞋类、皮革、服装、纺织、绝缘体、端子...等各类材料，测试其拉伸，撕裂，剥离，弯曲等材料研发，检验测试，功能其全，用途广泛。

最常见的金属材料力学性能试验包括无氧铜和瓷封合金4J33的常温拉伸试验,根据GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》,做成哑铃型圆试样,标距为35mm,直径为5mm。测试速度为1mm/min。

1、 瓷封合金-4J33性能测试

瓷封合金4J33常温拉伸试验测试结果见表6。图7为瓷封合金4J33常温拉伸曲线图,从测试结果可以看出,瓷封合金4J33具有中等强度,较好的延伸率和切削性能,易加工成构件。其拉伸曲线图,可以大概分四个阶段,oa为弹性阶段,变形是弹性的,应力与应变呈线性关系;ab段仍为弹性变形,但应力与应变不再是线性的,之后材料一般会出现屈服现象,但瓷封合金4J33的上、下屈服点不明显,屈服现象也不明显,产生0.2%塑性应变时的应力值为材料的“条件屈服极限”,即σ0.2;bc段为强化阶段,应力达到高限,称为强度极限,也就是材料的抗拉强度σb;cd段为局部变形阶段,试样发生局部变形,在某一局部范围内,横截面的尺寸急剧缩小,出现“颈缩”现象。由于截面的局部收缩,使试样继续变形所需的拉力相应减小,用横截面初始面积算得的名义应力随之下降,至d点时试样被拉断。

2、无氧铜性能测试

无氧铜常温拉伸试验测试结果见表7。图8为无氧铜常温拉伸曲线图,从测试结果可以看出,无氧铜强度比较低,具有较好的加工性能。其拉伸曲线图明显不同于瓷封合金4J33,可以大概分三个阶段,oa为弹性阶段,变形是弹性的,应力与应变呈线性关系;ab段为强化阶段,应力达到高限,也就是材料的抗拉强度σb;bc段为局部变形阶段,试样发生局部变形,出现“颈缩”现象。至c点时试样被拉断。无氧铜没有屈服阶段,不存在屈服现象,所以只有一个应力特征值σb,不存在屈服应力。

3、结论

(1)气动波纹型夹具的使用很好地避免了夹持管状试件时夹头应力集中和测试过程中试件脱落现象,不会使试件拉伸过程中在夹头处断裂。测试数据更加真实、准确。

(2)四点抗折试验反映了试样更大表面的缺陷,更能体现其真实机械性能,可以同三点抗折试验同步比较测试。

(3)标准瓷件法夹具的改进以及整管封接强度测试工作的开展,使我们对氧化铝陶瓷-金属封接强度的测试更加全面,同时也提高了测试效率和测试数据准确性。

(4)金属材料应用十分广泛,而金属材料力学性能测试是一个很复杂的领域,目前只做了无氧铜和瓷封合金4J33的常温拉伸试验,从测试数据可以分析材料的基本机械性能,以后应逐步开展各种金属材料的拉伸、压缩和弯曲测试,使材料测试更加全面、可靠。