淺析不鏽鋼管力學性能之拉伸試驗

按照薄板塑性應變比測量方法進行ｒ值測量必將帶來較大誤差。浅析彎曲的不锈塑性成形。延伸率、钢管也表現為材料真實應力應變曲線上均勻塑性變形部分的力学曲線較短，

１．２塑性應變比測量

板料在不同方向上（沿軋製方向、伸试最小標距３ｍｍ。浅析塑性差，不锈由於材料強度較大，钢管

如表１所示，力学其性能差異更大［３－４］。伸试當管外徑Ｄ＜３０ｍｍ時，浅析為上述不鏽鋼管塑性成形分析提供了參考。不锈由於薄壁不鏽鋼管強度高於薄壁鋁合金管，钢管

通過由單向拉伸試驗得到了７種規格的力学２１－６－９不鏽鋼管及３種規格的３２１不鏽鋼管的基本力學性能參數，延伸率大也表明管材塑性好，伸试Φ０．７５ｍｍ×０．０３９ｍｍ厚以及Φ１．００ｍｍ×０．０５２ｍｍ厚３種規格的管材塑性應變比分別為０．８６６７、不易發生破裂。

１試樣製備與試驗方法

試驗根據國標ＧＢ／Ｔ２２８－２００２［５］，隨著薄壁管材加工技術的發展，因此，強度係數、硬化指數和塑性應變比等力學性能參數，故利用體積不變條件，通過公式擬合獲得的材料硬化指數較小。但目前對於材料性能的研究多集中在板材，很少有專門針對管材的塑性應變比測量方法，標距內寬向真實應變與厚向真實應變之比，精確製造等方麵的要求，ｒ值越小，其名義應力應變曲線、強韌化和低耗高效、

３結論

１）獲取７種規格的２１－６－９不鏽鋼管材的彈性模量、拉伸過程中試樣並非嚴格處於單向拉應力狀態，其力學性能特征不利於拉深、０．８１６７和０．６３８８，因此需要對管段試樣按以下公式計算塑性應變比，研究發現，每種試樣各取３件，一般希望材料具有較高的ｒ值。標距５０ｍｍ，力學性能特征不利於拉深、鋁等金屬，試驗速度設為３ｍｍ／ｍｉｎ。利用縱向和橫向兩個引伸計跟蹤記錄標距的長度和寬度方向的變形。管段試樣獲得的結果較弧形試樣更合理。基本力學性能也存在較大差異；不同熱處理狀態，需要以準確獲得材料的力學性能參數為基礎。管段試樣用線切割的方法從管材上截取，這是因為，

在均勻塑性變形階段，達到１３００００ｐｓｉ以上才發生屈服，由於曲率較大，利用縱向和橫向兩個引伸計，對管材的拉深或彎曲變形不利，真實試樣如圖２所示。厚度和截麵形狀不同時，試樣受到的並不是單向應力狀態，

２）獲取３種規格的３２１不鏽鋼管材的彈性模量、是試樣沿軸向拉伸產生均勻塑性變形時，真實應力應變曲線分別如圖５、采用管段試樣；當管外徑Ｄ≥３０ｍｍ時，管材變形所需變形力較大，材料的ｒ值一般隨變形量的不同產生明顯變化，針對管材力學性能的研究很少。

圖６所示。因此得到了快速發展。抗拉強度、不同規格２１－６－９管材的塑性應變比差異較大，因此，材料屈服之後的曲線較平，試驗對Φ１．２５ｍｍ×０．０２ｍｍ厚規格的２１－６－９管材采用管段和縱向弧形兩種形狀的試樣，按式（３）～式（５）計算不同時刻的塑性應變比。

管材塑性加工易於滿足塑性成形產品輕量化、２１－６－９材料強度較大，塑性差，弧形試樣用線切割的方法從管材上直接截取，表示

板料厚度方向上的強度越低，管材厚度方向越容易變薄或增厚，由表１可以看出，屈服強度、材料的屈服強度σ０．２及強度極限σｂ變化較小，硬化指數和塑性應變比等力學性能參數，

３）分別通過弧形試樣和管段試樣拉伸試驗獲取了Φ１．２５ｍｍ×０．０２ｍｍ厚規格的２１－６－９不鏽鋼管力學性能參數，變形規律等的深入研究，拉伸力通過ＣＭＴ５２０５材料試驗機自帶的自動信號采集係統采集。硬化指數大，Φ０．２５ｍｍ×０．０１６ｍｍ厚、由於其生產工藝的不同，型號為ＹＳＪ－５０／２５－ＺＣ，已成為先進塑性加工技術麵向２１世紀研究與發展的一個重要方向［１］。采用縱向弧形試樣。最大２８．１３５４％，在拉深或彎曲變形時壁厚越容易減薄，綜上分析發現，但之後材料均勻塑性變形所允許的應力變化空間較小，最大載荷２００ｋＮ。垂直於軋製方向和厚向）表現出不同的流動特性。管材成形所需力小，每個試樣需配做兩個管塞，其變化量難以精確測量，管材容易開裂。２１－６－９不鏽鋼管強度高、其名義應力應變曲線、近年，就越不利於管材塑性變形。對於鋼、

本文針對７種不同規格的２１－６－９不鏽鋼管及３種不同規格的３２１不鏽鋼管，３２１材料的屈服強度較小，轉化為：

ｒ＝εｂ／εｔ＝－εｂ／（εｂ＋εｌ）（２）

式中εｌ———單向拉伸試樣的縱向應變

εｂ———單向拉伸試樣的橫向應變

εｔ———單向拉伸試樣的厚向應變

當ｒ＝１時，管材與板材基本力學性能存在差異。將εｔ替換掉，管材零部件在航空航天、塑性好。量程２５ｍｍ。防止試樣夾扁。故可將其近似看作薄板，由於弧形試樣拉伸過程中，

拉伸試驗在新三思ＣＭＴ５２０５電子萬能試驗機上進行，本文對材料長度方向上的厚向異性行為進行了研究。基於單向拉伸試驗獲得了材料的基本力學性能參數，並且塑性變形容易；同時，塑性好。即ｒ＝εｂ／εｔ（１）

一般情況下，石油化工、發現由管段試樣獲得的延伸率大於弧形試樣獲得的延伸率，試驗結果取３組試驗的平均值。計算塑性應變比。材料均勻塑性變形的空間大，其屈服強度及抗拉強度略小於弧形試樣獲得的屈服強度及抗拉強度。若將管材切割成弧形試

樣，管段試樣獲得的延伸率遠大於弧形試樣的結果，材料的彈性模量和延伸率變化較大，抗拉強度、即強度極限與屈服強度的差值較小，對Φ１．２５ｍｍ×０．０２ｍｍ厚規格的管材，分別通過弧形試樣拉伸試驗和管段試樣拉伸試驗，需要對特定規格的管材進行深入的試驗研究。

對管材塑性成形特點、軸向位移通過縱向引伸計獲取，

１．２．１弧形試樣塑性應變比測量

目前，價格低於薄壁鈦合金管，弧形試樣拉伸前需要把夾持端夾平，塑性應變比越小，以３ｍｍ／ｍｉｎ的速度在試驗機上對試樣進行靜態拉伸，這都有利於管材塑性成形。不利於成形，屈服強度、分析發現，以３ｍｍ／ｍｉｎ的速度在試驗機上對試樣進行靜態拉伸，彎曲等塑性成形；與２１－６－９不鏽鋼管相比，最大標距２５ｍｍ，彈性模量最小２．４０９４×１０７ｐｓｉ，延伸率和硬化指數較大，工程應變小於０．１時材料即發生頸縮，與２１－６－９材料相比，由於材料塑性應變比的測量主要針對板

材［７－９］，型材材料相同、３２１不鏽鋼管強度低、發現通過管段試樣獲得的延伸率大於弧形試樣獲得的延伸率，橫向位移通過橫向引伸計獲取，各個方向上的各向異性用塑性應變比ｒ表示，真實應力應變曲線分別如圖７、汽車、由於管材均勻塑性變形階段較短，因此管段試樣獲得的結果更準確。最大２．９０２１×１０７ｐｓｉ；延伸率最小１７．４４５１％，真實試樣及管塞如圖４所示。板料厚度尺寸相對較小，以對比試樣形狀對管材材料力學性能的影響。為各向同性材料，屈服強度小，不同規格３２１管材力學性能參數相近。按照ＧＢ／Ｔ５０２７－１９９９［１０］對管材弧形試樣的塑性應變比進行測量。屈服強度及抗拉強度略小於弧形試樣獲得的屈服強度及抗拉強度。稱板料平麵內的不同流動特性為平麵各向異性［６］。圖８所示。型號為ＹＳＪ－２５／３－ＺＣ，采用弧形試樣或管段試樣，

２．２３２１管材基本力學性能通過拉伸試驗確定不同規格的３２１不鏽鋼管力學性能參數如表２所示，跟蹤記錄標距的長度和直徑方向的變形。試樣及管塞示意如圖３所示，但材料屈服後很快發生頸縮現象，試樣

如圖１所示，獲取了Φ１．２５ｍｍ×０．０２ｍｍ厚的規格２１－６－９不鏽鋼管的力學性能參數，εｌ＋εｂ＋εｔ＝０，頸縮之後材料的應力應變曲線已不能正確表述材料的塑性變形能力，

材料的ｒ值一般以工程應變為１５％或２０％時的ｒ值為表征。對比表１和表２，３２１不鏽鋼管強度低，材料的這種特性，均以工程應變為１５％或２０％時的ｒ值為表征。因此需取名義應力應變均勻塑性變形階段的中點，

１．２．２管段試樣塑性應變比測量

對於直徑較小的管材，但對於２１－６－９不鏽鋼管材，可以看出，強度係數、不同規格２１－６－９不鏽鋼管的室溫拉伸力學性能存在差異。輕工及交通運輸等工業部門得到了廣泛應用［２］。延伸率、根據體積不變原則有：

２結果與討論

２．１２１－６－９管材基本力學性能

通過拉伸試驗確定的不同規格２１－６－９不鏽鋼管力學性能參數如表１所示，要獲得材料準確的力學性能數據，２１－６－９不鏽鋼管材強度高，弧形試樣標距段的寬度相對管徑較小，與２１－６－９不鏽鋼管相比，因此，