無縫鋼管，精密鋼管，焊接鋼管，其它鋼管，等等鋼管 在生產(chǎn)完交貨前 為了檢驗鋼管的性能能否符合客戶的要求，都要進(jìn)行拉伸試驗。今天我們就來聊聊鋼管的拉伸試驗。

鋼管拉伸試驗機(jī)根據(jù)GBT228.1-2010金屬材料拉伸試驗機(jī)、GBT 7314-2005 金屬材料 室溫壓縮試驗機(jī)、GBT 232-2010 金屬材料 彎曲試驗機(jī)，適用于無縫鋼管、銅管、鋁管、不銹鋼管、棒材、板材等靜態(tài)物理力學(xué)性能測試分析研究，也可根據(jù)GB、ISO、JIS、ASTM、DIN、JG、JT、YB、QB、YD、YY、QC、SY、SL、BB、HG等國際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗和提供數(shù)據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品選配不同附具后可進(jìn)行拉伸試驗。

在說明鋼管拉伸試驗前，各位常州精密鋼管博客的朋友們，我想先給大家聊聊拉伸試驗的注意點：

【1】金屬拉伸試樣幾何因素對拉伸性能的影響

眾所周知，試樣的幾何因素是個重要因素。但各企業(yè)對拉伸試驗的幾何尺寸，形狀等的規(guī)定卻存在差別，因此有必要對此進(jìn)行探討，便于各生產(chǎn)單位和使用單位之間的相互了解。本文對試樣的形狀變化、寬度變化、不同平行長度對拉伸試驗性能的影響進(jìn)行了討論；同時用光彈方法研究了板狀樣過渡圓弧半徑及試樣夾持部位等因素對拉伸試驗結(jié)果的影響。 
一、試驗材料及實驗條件 
　　試驗材料分別為薄板08Al、08F；中厚板X60、A3鋼。均經(jīng)化學(xué)成分檢驗，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，加工試樣精度符合GB 6397-86 金屬拉伸試驗試樣標(biāo)準(zhǔn)， 要求拉伸試驗在萬能材料試驗機(jī)上進(jìn)行。十字頭速度恒定為10mm/min；引伸計符合ASTM E83C級要求；標(biāo)距劃線機(jī)線間長度誤差小于0.1mm；光彈試驗在光彈議上進(jìn)行。 
二、試驗結(jié)果和討論 
　1.試樣對拉伸性能的影響 
　　按照GB/T228-2010 金屬拉伸試驗標(biāo)準(zhǔn)要求，中厚板既可取保留原表面的板狀試樣，也可制成棒狀試樣測試?yán)煨阅堋楸砻鞫呤欠翊嬖诓町悾覀儗60(8mm厚)和A3(10mm厚)鋼板分別制成帶頭板狀樣和直徑為5mm的棒狀試樣進(jìn)行實驗。采用短比例試樣。 
　　結(jié)果表明：兩種形狀的試驗結(jié)果是有差異的。棒狀試樣的應(yīng)力σ5較板狀試樣高得多。我們認(rèn)為原因在于；棒狀試樣經(jīng)加工，表面光滑，缺陷少；而板狀試樣兩表面均為直接軋制面，表面缺陷相對多一些。另外，兩種試樣在拉伸時的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)也有差異。棒狀試樣的派生應(yīng)力σ2=σ3，ε2=ε3，四周縮變均勻，而板狀試樣σ2≠σ3，ε2≠ε3，也造成的試驗的結(jié)果不同。 
　2.試樣寬度對拉伸結(jié)果的影響 
　　板狀拉伸試樣的寬度，在其他因素相同的情況下，寬度保準(zhǔn)也大不相同。為明確試樣寬度對拉伸機(jī)械性能的影響。我們分別取08Al冷軋板和08F熱軋板進(jìn)行比較研究。 
　　試樣基本尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求，固定其他尺寸，變化試樣寬度。 
　　結(jié)果表明：在固定標(biāo)距的情況下，隨試樣寬度增加，σ0.2或(σs)和σb有下降趨勢。我們認(rèn)為：其原因在于隨著試樣寬度的增加，派生應(yīng)力σ2增加，試樣由單向拉伸逐漸轉(zhuǎn)向平面應(yīng)力狀態(tài)，從而使參加流變的材料逐漸增多之故。 
　3.平行長度對板狀試樣拉伸性能的影響 
　　一般都認(rèn)為：平行試樣長度越長，材料變形越均勻，伸長率就越大。但在實際工作中得出的結(jié)論卻并非完全如此。同時平行長度的增大引起試樣重量的增加，對材料也是一種浪費，因而需要明確一個范圍，在不同國家的標(biāo)準(zhǔn)中，我們同樣發(fā)現(xiàn)平行長度有差異，如有l(wèi)0+b/2, l0+b, l0+2b, (b為試樣的寬度)。為進(jìn)一步明確平行長度對拉伸試樣機(jī)械性能的影響，我們用08Al冷軋板研究了這一問題。 
　　試樣尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求，固定其他尺寸，變化試樣平行長度。 
　　結(jié)果表明：平行長度的變化對σ0.2和σb無顯著影響，但卻明顯影響伸長率。我們認(rèn)為：這主要是強(qiáng)度指標(biāo)僅取決于試樣上最小截面上所承受的應(yīng)力，對厚度相同的材料來說，在標(biāo)距內(nèi)寬度一樣時，強(qiáng)度指標(biāo)也應(yīng)相同，但伸長率則不同。在本試驗中，平行長度達(dá)到一定值后，伸長率值則趨于穩(wěn)定且略有下降。我們認(rèn)為：其原因主要在于平行長度增加到一定值后，試驗夾具和過渡圓弧不在影響標(biāo)距部分的變形，失穩(wěn)點既可出現(xiàn)在標(biāo)內(nèi)，也可出現(xiàn)在標(biāo)外。平行長度越長試樣斷在中部的幾率也越小，伸長率值也就越分散。這一點從平行長度為110mm時測值分散度明顯增大可以證明，也就是說平行長度應(yīng)有一最佳范圍。 
　4.光測彈性力學(xué)試驗及結(jié)果分析 
　　為了直觀定性地研究板狀試樣過渡圓弧半徑及試樣夾持部位對拉伸試驗機(jī)械性能的影響，尋找合理的平行長度范圍，我們進(jìn)行了光彈試驗，試樣經(jīng)手工加工，試樣尺寸符合要求。為了消除加工應(yīng)力，對試樣進(jìn)行了退火處理。試驗結(jié)果可以看出平行長度的確定與過渡圓弧半徑R的大小有著密切的關(guān)系，過渡圓弧半徑R對板狀試樣的應(yīng)力分布有明顯影響，為保證平行區(qū)變形均勻，R值應(yīng)大于或等于30mm。當(dāng)取R≥30mm時，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T228-2002要求，平行試樣長度取l0+b0/2是適宜的。在拉伸試驗中，在保證試樣不滑落的情況下，試樣的夾持部位應(yīng)該盡可能的遠(yuǎn)離過渡圓弧。 
三、結(jié)論 
　綜合上述試驗結(jié)果和分析，可以得出以下結(jié)論： 
　　1.中厚板取板狀試樣所測的試驗值有差異，鑒于不少標(biāo)準(zhǔn)對此未做明確的規(guī)定，此問題應(yīng)該引起重視。 
　　2.試樣寬度對拉伸性能有影響，檢驗分析時應(yīng)注意。 
　　3.平行長度的變化對應(yīng)力值影響不大，但顯著影響伸長率。當(dāng)試樣長度變化時，伸長率會有一最大值。 
　　4.過渡圓弧半徑R對板狀試樣的應(yīng)力分布有明顯影響，為保證平行區(qū)變形均勻，R值應(yīng)大于或等于30mm。 
　　5.當(dāng)取R≥30mm時，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T228-2002要求，平行試樣長度取l0+b0/2是適宜的。 
　　6.在拉伸試驗中，在保證試樣不滑落的情況下，試樣的夾持部位應(yīng)該盡可能的遠(yuǎn)離過渡圓弧。 
　　 

【2】如何精確測量ASTM標(biāo)準(zhǔn)圓形拉伸試樣錐度？

對于中小口徑的鋼管 拉伸機(jī)可以夾的，一搬采用整管拉伸，對于口徑大的鋼管 我們一搬采用切片的方法進(jìn)行拉伸試驗，切片如下圖：

拉伸試驗的方法一定是按照產(chǎn)品類型而決定，在有效長度內(nèi)，小直徑鋼管、薄壁鋼管試樣末端被壓扁，然后進(jìn)行拉伸；大直徑鋼管在夾持部分塞入塞頭，以免鋼管在測試過程中被壓扁，采用大型鋼管的標(biāo)準(zhǔn)化試樣，直接從鋼管壁上制取，試樣(縱向取樣)可能顯示的測試結(jié)果包含鋼管半徑曲線的影響是可能的，對于可靠性、在失效之前 - 這中帶弧形試樣的測試應(yīng)采用合適的補(bǔ)償方式，可以將夾持部分壓平等。試驗力從500 N至2500 kN的材料試驗機(jī)，及合適的夾具工裝。

不銹鋼管的拉伸試驗：

對于不銹鋼成品分析和拉伸試驗的同一批不銹鋼管應(yīng)由任意同一爐鋼制造的具有相同尺寸和壁厚的不銹鋼鋼管組成，每一規(guī)格尺寸小于DN150的不銹鋼管，每批次不大于400根及其余數(shù)為一批；每一個規(guī)格尺寸大于等于DN150的不銹鋼管，每批次不大于200根及其余數(shù)為一批。對于彎曲試驗，由一批不銹鋼管應(yīng)由任一批同一爐鋼制造的具有相同尺寸和壁厚的不銹鋼管組成，每一規(guī)格尺寸的不銹鋼管，每批次不大于400根及其余數(shù)為一批。對于壓扁試驗，一批不銹鋼鋼管應(yīng)由同一爐制造的具有相同尺寸和壁厚的不銹鋼管組成；沒一個規(guī)格尺寸大于DN50但小于DN150的不銹鋼管，每批次不大于400根及其余數(shù)為一批；每一規(guī)格尺寸大于等于DN150的不銹鋼管，每批次不大于200根激情余數(shù)為一批。

  在不銹鋼管生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的拉伸試驗要求，應(yīng)從每一批不銹鋼鋼管抽取一根做試驗確定，對于小于等于DN50的不銹鋼管，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的彎曲試驗應(yīng)從每一批不銹鋼管抽取一根做試驗確定。用于標(biāo)準(zhǔn)要求的彎曲試驗應(yīng)從每批不銹鋼管中抽取5%在一端上做出。當(dāng)一批不銹鋼管的數(shù)量較少時，至少應(yīng)對每一根鋼管進(jìn)行試驗，若任一試驗有機(jī)加工缺陷或產(chǎn)生裂紋，則應(yīng)予以報廢，且以另一根試樣作替換。

  若任一拉伸試樣的伸長率小于表中規(guī)定值，且其拉斷后的斷口距50mm的標(biāo)距間的中點大于19mm，即試驗前在試樣表面的標(biāo)距范圍內(nèi)劃有劃線，則應(yīng)允許復(fù)式，若試樣由于內(nèi)表面或外表面的裂紋擴(kuò)展而斷裂時，則應(yīng)允許復(fù)式。對大于或等于DN200的鋼管拉伸試樣，可沿縱向也可沿橫向切制；對于小于DN200的不銹鋼管應(yīng)只用縱向試驗。當(dāng)圓形拉伸試樣被用于壁厚大于25.4mm的不銹鋼管時，如此做試驗用的試樣的縱向上的長度中距應(yīng)位于不銹鋼管的內(nèi)、外表面的中間位置。應(yīng)從不銹鋼鋼管中切下幾截作為第11節(jié)規(guī)定的彎曲試驗試樣，以及壓扁試驗試樣。壓扁試驗試樣除用料頭制取者外，兩端應(yīng)平整且無毛刺。

鋼管拉伸試驗首要有以下步調(diào)：

（一）用刻線機(jī)在原始標(biāo)距規(guī)模內(nèi)刻劃圓周線，將標(biāo)距內(nèi)分為等長的10格。用游標(biāo)卡尺在試件原始標(biāo)距內(nèi)的兩頭及中心處兩個彼此垂直的標(biāo)的目的上各測一次直徑，取其算術(shù)平均值作為該處截面的直徑，然后選用三處截面直徑的最小值來計較試件的原始截面面積；

（二）按照管的拉伸強(qiáng)度和原始標(biāo)本截面積估量的最高負(fù)荷，設(shè)置裝備擺設(shè)響應(yīng)的擺錘，選擇合適的測力度盤；

（三）起頭試機(jī)，使表上升約10mm，為了消弭重量板凳系統(tǒng)的影響。倡議旨在調(diào)整指針為零，自動驅(qū)動的指針和指針挨近，調(diào)整主動畫圖設(shè)備；

（四）先將鋼管樣品裝夾在上夾頭內(nèi)，再將下夾頭移動到合適的夾持位置，最后夾緊試件下端；

（五）開動試驗機(jī)，預(yù)加少量載荷（載荷對應(yīng)的應(yīng)力不克不及跨越鋼管材料的比例極限），然后卸載到零，以查抄試驗機(jī)工作是否正常；

（六）啟動試驗機(jī)，加載遲緩而平均地扭轉(zhuǎn)細(xì)心不雅察指針和籌謀力測量畫圖設(shè)備的圖形。注重捕捉的屈就載荷值，計較其屈就點應(yīng)力的記實。在屈就階段，加載速度可以更快。將達(dá)到最高，遵守“縮頸”的現(xiàn)象。試樣斷裂當(dāng)即遏制，記實的最大負(fù)荷值；

（七）取下鋼管拉伸標(biāo)本、記實紙；

（八）用游標(biāo)卡尺測量斷后標(biāo)距及縮頸處最小直徑。

鋼管拉伸完效果如下圖：

此圖為實心圓鋼拉伸效果，鋼管的拉伸效果類似。

以上文字根據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容改寫，語言組織上面有點紊亂，但是大體能說明意思，希望讀者不要太在意。謝謝您的理解。

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