分析金属材料力学性能试验

分析金属材料力学性能试验

田建张胤鹏李鹏勃

（河钢承钢检验检测中心河北承德067002）

摘要：现如今，我国的科技在快速的发展，社会在不断的进步，现阶段，金属材料的使用频率越来越高，其和人们的生活连接也更加的紧密起来，成为了人们生活中不可缺少的一部分。本文主要就金属材料的力学性能试验进行分析，通过试验的论证，来总结出金属材料的使用方式，推动我国金属材料行业的发展。

关键词：金属材料；力学性能；试验研究

引言

在实际工程中，对于金属材料的选择，需要人员对材料的力学性能和储放条件有一定的认识，在不同材料中进行选择，工作人员主要依据的选择原则就是材料的力学性能。材料的力学性能是材料内部结构的主要表现，是表征材料在给定外界条件下的行为参量和使用状态下表现出来的行为。在材料的正常使用过程中，这种性能是金属材料最常见和利用的部分。探究金属材料的力学性能对于工作人员选择合适的金属材料有重要的参考价值。

1开发金属材料力学性能实验室管理系统的重要性分析

按照我国当前金属材料在社会发展领域中的应用现状来看，其实是并不乐观的，因为我国无论是在金属材料的应用方面还是在对金属材料性能测试方面，与其他发达国家还是存在较大差距的，而且由于发达国家的技术垄断，我国的金属材料性能测试工作一直都在摸索着前行，虽然无数次碰壁，但是毅然前行。进入21世纪以来，我国的社会发展速度越来越快，而且发展进程对金属材料的应用要求也变得越来越高，很多金属材料的力学性能测试的现有结果已经不能够再满足社会发展的需求了。因此，在当前的形势下，开发更加科学合理的金属材料力学性能实验室管理系统也是亟待解决的事情。金属材料的力学性能是考验金属材料真正在现实中应用的重要参考，而且也是工程建设以及其他行业发展考量的重要材料数据，在金属行业之中，材料的组织结构以及内部成分是直接影响着金属材料的具体应用范围的。而且金属材料的力学性能也会随着其应用的环境、承载方式、温度、等等不同接触情况的不同而发生变化，因此，金属材料力学性能测试是我国目前测试新材料、扩大金属材料应用领域以及未来建设发展的重要依靠。由于金属材料力学性能测试的基本任务是如何正确的选择检测的设备以及科学的判断金属材料的性能，并准确的计算出此种金属材料的具体应用范围，而且一般金属材料的使用范围较为广泛且环境较为恶劣，所以科学的管理方法以及可靠的测试结果就成为了其发展的重要目标，金属材料力学性能实验室的科学管理以及准确测量对于我国金属材料应用研究领域的发展具有非常重要的意义。

2金属材料力学性能试验方式的研究

2.1GB/T228.1-2010

在GB/T228.1-2010方法的实验，相关的实验人员不能直接的采用在GB/T228.1-2010的方法对其试验进行处理，需要在一定程度上对该试验的相关设备以及技术的实验背景等进行了解，在了解过后，还要对相关的研究人员进行专业知识技能的培训，之后在进行试验的开展，对金属材料的应变速度进行管理和控制，这始终是我国研究金属材料力学性能试验的难点，对此，相关试验机械设备的生产厂家也在搜索相关的而解决办法，尽可能的给我国研发人员提供有力的帮助，解决金属材料的连续以及不连续性的屈服性，并对其方案进行统一，国外的一家试验制造商甚至退出一款新型的电力测量设备，以此来加强其和控制系统之间的连接程度，传感器技术能有效的处理好控制系统中的各项问题。

2.2GB/T2039-2012

GB/T2039-2012高温度且持久的进行蠕变的试验，需要在一些方面加大其重视程度，首先要对其实验室的内部环境的温度进行适当的管理和调控；其次，还要根据该试验的温度变化程度以及所能承受的范围进行考量，选择一个匹配程度比较高的热点偶；最后，要对持久蠕变试验机的同轴度进行管理和调控。该项试验所使用的材料是高温合金，这种合金的使用对我国经济的发展来说具有很大的帮助作用，对此，我国大部分的科研机构都会对该材料进行其性能的研究，为了保证其研究的效果，相关的实验室会引进大量的机械设备，持久蠕变试验机的使用是必不可少的。

2.3硬度测试

硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，硬度试验方法有十几种，基本上可分为压入法、回跳法和刻划法三大类。对于材料的硬度进行测试时，实验人员需要通过给实验材料施加受力的方式，完成相关检测研究工作，根据布氏硬度的方式来进行测量，将试验材料放置在具有一定压力的环境中，通过布氏硬度进行测算，使用该测试方法能够较为准确的对材料的硬度进行确定，该试验方法一般应用在实验中，但无法对成品进行检测，因为测试过程中可能会对产品造成不可逆的破坏，布氏硬度测试的对象主要是铸钢和锻钢，将该测试方式应用到有色金属的硬度测试时，其测试结果与实际测定会有较大的出入；微氏硬度可以用于成品的测量，所以是目前最为常见的一种测量手段，微氏硬度的测定原理与布氏硬度相同，也是根据单位压痕面积上承受的试验力，即应力值作为硬度值的计量指标，其测试数值为试验力与表面积S的比值，在进行微氏硬度测试时，对角线的长度会控制在0.02－1.4mm的范围内，用于该测试方法对于测试对象的表面光滑具有较高的要求。

2.4仪器化压痕试验

这种实验方式相对来说比较新，在实验过程中，这种方法具有一定的优势，可以利用这种实验方式对考量金属材料自身的强度大小，并对其相关的参数进行准确的测量。这种实验方式有一个显著的特征，就是其能把金属材料的压痕深度等详细的记载下来，之后，在利用测试的曲线等对其统计数据信息的机械特性进行考量，计算出该金属材料的使用性能。现阶段，全球有很多科研机构会采用这种研究方式去探索金属材料的力学性能，其已经成为目前最主要的一种试验方式。这种试验方式的精准程度相对来说比较高，即使是对一些比较微小的数据也能进行测量和记录，有效的展示出其力学的特性。GB/T21838.4-2008标准中的纳米压入技术是最近几年采逐渐发展出现的一种微纳米力学测试技术，这一技术可以通过连续测控作用在压头上的荷载以及位移，同时可以对测量得到的荷载——位移数据进行分析从而得到被测量材料的杨氏模量以及硬度等等力学特性参数。这种试验方法具有极高的测试精度，可以做到在微米量级的情况下对材料、薄膜或是涂层材料进行力学特性的展示。同时也可以在纳米压入试验中对材料微区的杨氏模量、硬度、蠕变速率等敏感指数等力学性能进行试验。

结语

对于金属材料力学性能的测试，有助于工作人员在进行实践过程时，针对不同的材料的特点，选择最适合工作的材料和实验设备，通过对力学性能材料的不断探究，有助于发现金属材料力学性能的构成规律和影响因素，在提高金属力学性能的行业中，具有相当重要的指导意义。要提高金属材料力学性能，首先就要对其内部机理进行研究和确定，只有深入具体的了解到影响金属力学性能内在因子才能够有效提高金属的力学性能，使其更加符合工作要求，提高使用该金属材料的使用寿命和质量。

参考文献：

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［3］于瑶.怎样更好地上好《金属材料与热处理》这门课［J］.科技视界，2014（01）.