试验速率对钢材力学性能影响的探讨

和抗拉强度的影响值，其目的为大规模钢铁企业批量化生产力学性能检测找出合适的试验速率。通过实验研究 ：①试验速率每
增加 10mm/min 屈服强度就增加 2Mpa 左右，抗拉强度也增加 2Mpa 左右 ；②通过对实验数据的分析建议钢铁企业实验室采用
60mm/min 的试验速率进行力学性能试验。
关键词 ：试验速率 ；抗拉强度 ；屈服强度
对于一个年产 1000 万吨的钢铁企业来说，一年大约需要力 学性能检测 33.3 万支（1000 万吨 /60 吨 *2=33.3 万支）试样 : 如果 以 40mm/min 的试验速率进行拉伸试验，每一支样进行拉伸试 验大约需要 3min，但以 60mm/min 的试验速率进行拉伸试验，每 一支试样进行拉伸试验大约需要 2.3min 这样就节约了 42s，一年 下来就节约 1618.75 天（42s/ 支 *33.3 万支 /（3600*24））。本文的 另外一项研究意义，就是在满足实验室质量控制的前提下，提高 试验速率，缩短试验时间，减少人员劳动强度。
443.7
627.4
438.5
617.0
444.1
629.9
449.5
636.4
448.6
626.7
449.2
627.8
447.9
628.4
430.6
611.4
443.8
625.8
试验速率 50mm/min
屈服强度 抗拉强度 Rel(Mpa) Rm(2
453.5
批号
1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 平均值
批号
5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 5-9 5-10 平均值
试验速率 10mm/min
屈服强度 抗拉强度 Rel(Mpa) Rm(MPa)
441.1
627.6
444.9
625.7
值），从表 3 可以看出试验速率每增加 10mm/min，屈服强度和抗 拉强度就增加 2Mpa 左右。
2 实验设备 微机控制电液伺服万能试验机，型号 ：WAW-1000，试验机
精度等级 0.5，生产厂家 ：上海三思纵横机械制造有限公司。
3 试验方法 （1）取 HRB400E 钢 种 Φ20 规 格 试 样，在 同 一 规 格 和 同 一
M 管理及其他 anagement and other 试验速率对钢材力学性能影响的探讨
杨 凯，刘 静，王宏刚，姚宗良
（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司，陕西 勉县 724200）
摘 要 ：本文重点研究了 HRB400E 钢屈服强度在不同试验速率下的变化情况，定量给出试验速率对 HRB400E 钢种屈服强度
4-5
447.3
630.3
2-6
446.7
628.1
3-6
448.8
个批次上抽取 10 根 9 米定尺，在每根定尺上截取 20 根长度为 450mm 的样品，共 80 支。分为 10 组，每组 20 支。
（2）试验速率的采用应变速率控制，通过控制平行长度与应 变速率相乘得到横梁位移速率来实现，即 VC=LC*eLC，将每组样 品在 WAW-1000 型电液伺服万能试验机上进行拉伸试验采用分 别 以 10mm/min、20mm/min、30mm/min、40mm/min、50mm/ min、60mm/min、70mm/min、80mm/min、的试验速率进行拉伸
445.6
623.3
2-2
442.2
618.0
3-2
442.2
619.1
4-2
453.5
633.8
2-3
450.5
630.2
3-3
453.3
631.7
4-3
449.3
630.1
2-4
449.8
628.6
3-4
453.7
631.9
4-4
452.0
631.9
2-5
447.9
628.2
3-5
449.4
629.3
中图分类号 ：TU528 文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2020）08-0252-2
1 研究的背景及意义 随着钢铁企业的集团化发展，大型钢铁企业产量增加，如
何提高钢铁企业检化验准确性和及时性是关键。对于力学性能 检测来说，提高试验速率无疑是提高力学性能检测及时性的重 要环节，但试验速率的提高就会影响实验结果的准确性。为加 强实验室质量控制以及实验结果的准确性，定量给出试验速率 对 HRB400E 钢种屈服强度、抗拉强度的影响值。进一步为解决 因试验速率过高而影响实验结果的准确性和因试验速率过低而 影响实验结果的及时性的问题，本文主要参照国标 GB/T228.12010 中对试验速率规定的范围，给出适合钢铁企业力学性能实 验室检验的试验速率值。
批号 2-1
试验速率 20mm/min
屈服强度 抗拉强度 Rel(Mpa) Rm(MPa)
440.8
615.5
批号 3-1
试验速率 30mm/min
屈服强度 抗拉强度 Rel(Mpa) Rm(MPa)
442.6
620.2
批号 4-1
试验速率 40mm/min
屈服强度 抗拉强度 Rel(Mpa) Rm(MPa)
（a）屈服强度 ；
收稿日期 ：2020-04 作者简介 ：杨凯，男，生于 1990 年，汉族，陕西勉县人，本科，工程师，研究方向 ： 金属材料力学性能检测。
252
（b）抗拉强度 ； 图 1 Φ20HRB400E 钢种不同试验速率下力学性能变化图
M 管理及其他 anagement and other
634.5
454.0
633.9
452.2
630.7
452.6
631.8
447.7
630.6
448.1
631.3
451.3
631.5
449.2
631.6
450.8
631.37
试验速率 屈服强度 Rel(Mpa) 抗拉强度 Rm(MPa)
10mm/min 443.81 625.8
表 2 Φ20HRB400E 试验数据
试验。 （3）对在不同试验速率下进行的拉伸试验，记录屈服强度和
抗拉强度数据。
4 试样的化学成分
表 1 化学成分
C
Si
Mn
S
P
V
Ceq
0.21
0.49
1.35
0.031
0.027
0.025
0.45
5 试验数据 Φ20HRB400E 钢种不同试验速率下试验数据，如表 2 所示 ： 表 3 是对表 2 的实验数据进行了整理（每组试验结果的平均