[doc] 扭转试验—一种评价高强度钢丝性能的方法

[doc] 扭转试验—一种 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 高强度钢丝性能的方法 扭转试验—一种评价高强度钢丝性能的方 法 金属制品南一钿?,扭转试 A-,扭转试验——一种评价高强度钢丝性能的方法. „陆emwV氏午手 (比利时)W.VanRaemdonck,I.kefevel?,U.D?Haene.? T(11)- 即使所有的重要工艺参数(诸如盘条,配除非另有说明,扭转试验是在沿轴向施加 模,淬火条件,润滑,冷却…)得到严格地控试样2%破断拉力的负荷下进行的. 制,较高强度冷拉钢丝的韧性尤其是扭转性能 均会降低.抗拉强度及扭转 扭转性能,特别是粗直径钢丝的扭转性扭转性能的降低不仅意昧着扭转次数的减 能.已仃多?耆进行了J泛的沦述:Godc~h少.而且表现在可以观察到扭转断口表面不光 洋细讣析r扭转沫骑与众多钢丝拉拔工艺参数滑,不平整. 有关的扭转不合格现象:_扭转断口表面可以归纳为从完全平整到极 本论文将论述贝卡尔特新一代锕丝(直径在不 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 3种类型f见圈 1). 0.20ram到I.00ram强度级高达4300N/mm) 兰矍羔二二三二了说明扭转试验在评价高强度钢丝性能的有益?——J一, 作用.. 本论文的部分试验是与比利时Ku牛文;台”二二一.二”: “料 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 研究帑及西班牙,SanSebastiai1 技术研究发展中心(CEIT)合作进行的,一些 基本的发现已以资料发表2c——3c 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 及试验方法平常扭转晰有裂纹的扣转断嚣裂纹 所有试验用钢丝均由低含量残留元素的高图1不同粪型扭转断口及其扭转试验室编码 纯普通碳素钢盘条制造. - 种典型锕的化学成分为c0.8%,1.0嘧, Mn0.4%,0.6晒,Si0.15%,0.30驹.P+S ?0.030%,以及残留铁和不可避免的杂质. 钢丝的直径范围为从0.20ram到1.0mm. 其中1.0mrrl钢丝是在硬脂酸钠基润滑剂下干 拉而成,而较细钢丝(0.20,0.25,0.30,0.35 和0.56mi?r1)址f_I淬火键游锕钢照经湿挖而 成的.. 为了尽可能精确地监测扭转试验,研制出 了一套微信息处理仪控制试验,并把它与带有 角度和轴向应力测量系统的扭转探测器装配在 一 起 „×1?l_l” 墙鹰r鹰 圈21.00mm干拉钢丝扭矩一角度曲线记录 (钢丝A:3016N/hart]钢丝B:3i77N/ram) 试验长度200mm ? f)?1993年第l9卷增刊 3种典型裂纹是由于分层所致=分层在塑 性扭转形变的初期表现为在钢丝表面有一轴向 裂纹,进一步扭转裂纹将沿长度方向延伸并呈 现典型的螺旋形状. 在扭矩一角度曲线记录图上,该裂纹表现 为扭矩不断下降.图2通过两根由相同的过共 析钢盘条经过不同的干拉总减面率值生产的 1.00mm钢丝扭矩一角度曲线说明了该现象. 扭矩记录及扭转断口形状(见图3和图4) 请楚说明的不仅仅是扭转次数的降低(表1) 现象. 图3局部有裂纹的1.0oini]l干拉钢丝扫描电镜图片 即表1和图2中的钢丝A 图4清楚显示有蝶旋形分层和不规别断口形状的 1.OOmm千拉钢丝扫描电镜恩片 (即表和图2中的钢丝BJ 作为参考.图5显示了一根1.00mm较低 强度钢丝扭转断口完全平整的外观. 表1过共析钢1.00mill干拉 钢缱的力学性能 图5抗拉强度2600N/mill的1.00ml_ 千拉钢丝扭转断口扫描电镜国片 将同样强度效果应用于湿拉钢帘线钢丝, 当超过迄今为止所应用的强度级别时.帘线制 造的加工性能将会恶化. 图60.20mm钢帘线钢丝典型的聚束 断口扫描电镜图片 在表面附近_一不”r变形史的左I!_!{育奄洞 金属制品 主要的断裂原因_烛由于夹杂和表面缺陷所 致.夹杂对通常所用的强度级,如低于3400 N/mm的0.20mm细钢丝的危害不大,但当 超过3700N/ram强度级时,其危害则大得多 c图6j. 当真正达到强度极限时,细丝的扭转韧性 可能降低到在聚束期间可观察到断口处有一典 型分层结构的程度f图7). 圈70.30m血细丝(STO0N/mm 在聚柬斯间断裂的扫描电镶图片 (呈谭l出一典型的分层螺旋形) 如果把断口表面平整及扭矩—一角度曲线 光滑作为理想扭转韧性的基准,那么当今工业 扭转韧性的情托可以用图8的直径与强度的关 系曲线来描述, 圈8直径与强度的扭转韧性关系曲线 L拉拔后】 虽然没有严格的分界线.仍该曲线涛楚地 说明依赖1:直径的扭转韧性——强度关系. 分层现象 分层在轴向剪切带集结早在扭转开始阶段 就已经出现了.这种大量的沿轴向的开始时几 乎与钢丝轴产生 内徽空隙直观说明圈 ,??????J囫川I三 ? 2?1993年第19卷增-fll 剪切带现象可以用以下几个例证来说明: 图11显示了一强度400~)N/mm2,直径 0.20mm细丝经Y=0.06的总剪切应变后的外 观情况,剪切带形变可通过抛光线平移断层看出. 图12显示的是另一强度4000N/mm钢丝终较 大剪切应变(v一0.2)后的外观情况,形变结 构也可以从扭转钢丝横截面上金相图片观察到: 图13通过一扭转不合格的1.(1n1n_钢丝说明了 这一现象. 圈11强度4000N/mm.直径0-20mm试样经 0.06的总剪切应变后的外观 图12强度4000Nmm0直径0.209111 试样经0.2的总剪切应变后的外观 剪切带也在聚束细丝上观察到了. 图14和图1j通过取自2X0.30典型钢帘线 的直径0.mm,强度分别为3000和3600N/mm2 的细丝扫描电镜图片显示了该现象. l『驰j-产,甜Jll『l用F列断 图,3扭转不台格的1.00mm钢丝 (即表l和图2,3的钢丝A 浮楚地显永了剪切形变线) 图14取自2X0.30钢帘线的0.somm细壁 (3000N/mmJ表面扫描电镜图片 f显示了剪切带形变) 图15取自2X0.30结构钢帘线的0.30mm 细丝3600N/mm?表面扫描电镜图片 (显示了剪切带形变, 叠属制品 裂力学模型描述:扩展条件f缺陷尺寸一应力) 将决定微观结构破坏是否增加甚至足昝致摄 终断裂. 在扭矩一角度龃线上的弹性变形阶段,扭 矩和驱动力促使裂纹迅速增加.然而对于一理 想钢丝在这一阶段就不会有缺陷产生.在弹性 一 帮性区间.高密剪切带开始产生缺陷,有效 应力使结构交界面增加 然而较高强度钢丝意味着扭矩_--度曲 线任钶阶段(图l均承受较高应力,因此达 到极限应力强度田子的机会也较大. 图16强度分别为28003200.360ofn4000N/ram 直径0.20铀m细丝的平均剪切应力与塑性剪 切应蛮曲线 (试样长度10ilmm,轴向负荷9.81N) 上述这些现象,连同特高强度钢丝固有 的低韧性极限现象使得人们更加怀疑其早期 分层. 剪l』J带足以产生分屡裂纹核,但应请楚其 它”外部”缺陷诸如夹杂拉痕及其它表面损 伤也能导致独于剪切带内缺陷成核现象的分 层裂纹或导故过早地扭转断裂. 这已通过人为地在暾束性能良好的钢丝表 面制造缺m的实验中得副了证变= 在扭转试验时,纤维交界面向压应力集中 的分层裂缝扭曲.结果导致了宏观上固定的扭 转乱 1f也.fIl仍然川苣J砚荆1”„I1ifff 转仉拽-J隧.扭转仇不格片足IIr批转韧 性决定的.是由第一个宏观钟裂缝决定的 拉拔参数的影响 仅次于成分组织结构.强度级和直径, 拉拔条件事实上影响成品钢丝的力学性能.尤 其是高强度钢丝,诸如温度模几何尺寸,润 滑和拉拔工艺等参数是至关重要的. 一 次压缩率过大和模角度对钢丝扭转性能 也有不利的影响.图l7就通过O.20m_11强度 3,900N/IllIll0细丝说明这种情况:注意对从较 轻拉一较小角嘘过渡到较拉-啊较凡伯瞍的扣 矩一角度曲线的评价 , ? Z 角度fRads nJ000o30150D500舯D0即D帅l】 m睦(Rad? 珀度{Rads1 图17在不同条件下温拉的0.20mnl强度 3900mm缅缒之扭矩角度曲线 -试样长度100mill轴向负荷g.81N ? j?1993年第lg卷增刊 图180.35mm两个强度级细丝之拉拔模角度对扭转 不台格,弹性极限和弹性剪切模量的影晌 图l8通过以相同配模工艺,但不同模角度 拉拔的直径0.35min而强度不同的两根钢丝, 类似说明了拉拔参数的影响: 即使是强度级略高,较小模角度拉拔的钢 丝也具有较好的扭转性能.该结论已在其它研 究中得到证实 时效是另一影响冷拉珠光体组织钢丝扭转 性能的重要参数.这一现象通过比较0.56mm 钢丝的冷拉扭矩,角度曲线和人工时效(150.C 下傈温l小时)扭矩一角度曲线得到了说明 图19). 固190.56mm冷拉状态和人工时效杖毒 钢丝扭矩一角度曲线圈 (砖拉状态锕堂强度328~)N/n1m人工时效状态 钢丝lL1C下保持I小时,强度34ljN/mm,试 样长度200x) 时效后随着钢丝韧性的损失,其履服强度 和常规弹性极限的明显增高(见表2)是造成 临界扭转特性(3C型断口)和在扭靠的配模,模状态,润滑和冷却的严 格控制. 钢丝拉拔条件,特别是最后拉拔道次的条 件将对宏观残余应力状况有很大的影响,它不 仅影响0.20ram,3600N/mm0细丝的常规扭转 试验结果r囝20),而且还影响这些细丝在扭转 期间伸长/缩短性能(图21). 尽管没有出现典型的分层现象,但情形B 清楚地体觋了其不稳定(局部)的扭转性能 即使在帘线制造过程中没有产生缺m,它仍町 能导致早期断裂. 试验参数的影响 我们应从有荧小段钢丝扭转试验的聚柬过 金属制品 二 E Z , 骚 最 图2O直径0.20mm强度3600N/ram细丝在不 同宏观残余应力状态下的扭矩一角度曲线 (试验长度520mm,轴向载荷981N) 程,以及轴向负荷,弯曲变形,较大长度和较 高转速等实验室结果推断出其真实性. tlz :o? : !tl 盔 „ 越 出2 , 4 5 _口51015 . ×??i 扭转角度(雎1 图21直径0.20mm强度3600N/mm0细丝在不 同宏观应力状态下的长度增量一角度曲线 r试验长度520mm,轴向载荷9.81N) 虽然判断帘线生产能力的最好试验是其捻 制操作本身,但人们更多的努力都花在更真实 表3扭转试验条件对不同强度和尺寸细丝剪切应变的影响 直径抗拉强度轴向负拉强度i试验数量原始长度『v『Y fmm)(N/mm)(%)1….?.【mmJfsq)j平均值( 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 偏差) 0.2043t}07『L0 100 f0 0.002 lfo. . o42 . (0.椰9)1iO0.0020.1U(0.】08) n.25335025450lll0olo?8j9?o0[9 5010.047I1.052c0.045) 37011{450l0.O05Iu.35g(IL05150,0,047L.068(0.06S)38505 450IOo005Il_274,(0?103) 5010.047l0.974(0.047j ..l3o伽ll.; }.?}i{0,03l) I1lI?i ? 56?t993年第l9卷增币 的评估扭转试验条件.这主要是通过改变试样 长度和轴向负荷条件来评价. 一 些较重要的数据在表3归纳列出. 最明显的观测结果是试验长度(对剪切应 变)的影响,试样试验长度越大,剪切应变不 合格越低.该现象对于特高强度级(4300N/mm 和3850N/ram对应细丝直径分别为0.20ram 和0.25mm)表现得特别明显.这意味直径和 强度级的可能影响仅次于概率效果(试验长度 越大,发现最弱点的机会就越大)这些必然的 发现说明较长的试验长度对于可能导致的错误 结论比较短的试验长度肯定更具鉴别力. 较大的轴向负荷必然导致很低的总的剪切 形变,该现象似乎与强度没有关系. 在很大程度上应变速度不影响扭转性能, 至少不在研究的范围内.较低的扭转速率似乎 使试验略为苛刻些.虽然试验结果的范围不可 忽略,但是扭转不合格之平均值却超出了制造 帘线的要求值. 如果对于通常所用的强度级偶尔出现较高 裂纹级,则应对钢丝较长长度上的韧性不均匀 性进行检查. 结论 (L)冷拉钢丝的扭转性能随强度级升高而 降低. 【2)在早期扭转阶段剪切带产生时分层正 在成核,并伴随着微间隙的形成;如果扩展条 件有利将最终导致分层裂纹;再加上其较低的 韧性极限,所有这些现象使得对很高强度钢丝 的早期分层危害更加值得怀疑. (3)不仅扭转不合格数值.而且尤其是扭 转断口形状和扭矩一角度曲线为扭转韧性的本 质提供了决定性信息.适当地控制锕鲍瞌拨幕要 工艺参数将使钢丝具有良好的稳定的扭转性能: c4)当钢丝处于微高强度级时.实验证明 较长的试验长度对钢丝韧性比较强的试验长度 更肆攀别力.仅次于概率效果(表面越大,发 现最弱点的机会就越大,这可能是由于不均匀 性或缺乏淬硬潜力. 能够克服这一缺点的生产工艺状态的进一 步优化程度是未来的主要研究课题之一. (5)显而易见,扭转试验仍将是(钢丝扭 转性能)有效评价方法. 张平萍译 周良校 (上接第48页) 镀层的典型金相组织为外层是纯锌层 (n相),中间是不规则的Fe—zn台金层(}相), 里层是网状Fe—zn台金层(61P相).未见普通 的61K相和Y相(见照片2). 镀层的附着力随含硅量的增加而降低,这 主要是因为台金层厚度增加的缘故. 硫酸铜龌蚀次数随着镀层厚度及告硅量的 增加而增加,这主要是因为硫酸铜溶液对Fe -- Zn合金层的腐蚀性不如对纯Zn层的大. 结论 a.厚热镀锌钢丝的工业化试验结果已成功 地应用于生产实际.并能定量地给出各工艺变 量参数之问的关系. b.含硅量,锌温,钢丝浸润锌液的长度和 收线速度对镀层质量影响很大. c.所绘图表有助于制定热镀锌工业化生产 的工艺. d.Fe—Zn台全层的增加使总的锌层加厚. 但锌层附着力降低,同时硫酸铜浸蚀试验次数 增加. 曹伟中译 阁艮校