加工对金属材料拉伸性能的影响研究

加工对金属材料拉伸性能的影响研究

杨琪慧

身份证号 :140522198501300021

摘要：在加工过程中，加工条件、拉伸速度、试样加工等因素都会对其拉伸特性产生影响。由于其自身的多种实用构造，使得它具有举足轻重的作用，而传统的加工方法只能在特定的用途上，通过对真实的结构进行直接的改变，从而实现对人体机械性能的直接影响。在使用过程中，还要对其进行适当的金属性能测试，以达到更好的使用效果。这就要求有关人士对金属材料的特性有足够的了解，并在实际操作中强化其加工。着重于对金属材料的延展作用的直接影响，逐步改进其加工工艺，切实有效地提高其抗拉性能。

关键词：加工；金属材料的拉伸特性；影响

引言

利用特殊的加工方法和复杂的工艺，将各种金属原料或半成品转化为符合目标产品要求的工艺，已被广泛地应用于我国的现代材料行业。在金属材料的加工或试样制备中，由于试件的位置、方向、尺寸等诸多因素的存在，往往会对材料的拉伸性能及品质产生直接的影响。本文重点介绍了不同的加工工艺对不同金属材料的拉延性能的直接影响，并采用合适的工艺制备方法，以保证加工过程的精确度和工艺的可行性。

1 金属材料的特殊特性

1.1 疲劳现象

在实际工作和使用过程中，很多金属材料都要经受很长时间的交变应力。在此应力状态下，该弹性材料的抗压强度极限要比交变介质受压时大得多，但在长期反复的交变应力加载下，仍有可能出现爆裂等问题。这是一种由金属材料产生的疲劳。这类断裂是最普遍、最危险的一种。

1.2 塑胶制品

在承受较大载荷和较大载荷下，金属材料的永久性塑性变形是非金属材料的永久性塑性变形。民间金属材料的永塑性强度在较大的荷载作用下，会产生永久性的塑性变形，从而使其在使用塑性变形时的塑性强度得到进一步的增强，从而增强了其安全性。

1.3 硬度

所谓硬度，就是指一种金属对硬金属的抗性，是一种很好的测试方法。金属材料的塑性硬度测试是由初始塑性变形与后续连续塑性变形的阻力共同作用而成。总体而言，对金属部件的整体结构硬度和耐磨性能有较高的要求。

2 加工对金属材料拉伸性能的影响分析

2.1 金属材料的取样作业会直接影响到拉伸性能

其主要影响因素有以下两点：

（1）采样方向的效应

一般情况下，样品采集的方向是45度、横向和纵向，纵向采样采用平行挤压和横向采样，横向采样采用与挤压方向垂直的方法进行，采用现代通用测试设备，在常温条件下进行拉伸性能测试，结果表明，样品的不同方向所得到的拉伸结果有很大的差别，屈服、拉应力和断后延伸率都有很大的差别，特别是纵向和横向方向的采样方向，结果相差很大。

（2）取样位置产生的影响

钢板金属材料取样期间需在横向宽、纵向高的 1/3 位置的部分进行拉伸的取样。在试验期间圆钢直径 1/4 的位置属于获得抗拉强度的位置中心部分，简而言之就是在金属材料加工的环节内部化学成分因素、加工变形因素都可能会出现不均匀分布的现象，尤其在对模型进行浇筑的环节，受到流速因素、位置因素、局部化学材料因素的影响，材料也会出现不均匀的现象，此期间可能会发生金相组织错位的问题，引发材料力学性能的变化。

2.2 加工流程所产生的影响

（1）处理时间和压力的影响。第一，随着处理时间的推移，横向抗拉强度也会随着处理时间的推移而发生变化，总体上是由高到低的，如果处理的时间太短，会导致材料中的金属颗粒不能流动，从而降低横向拉伸的数值，提高材料的脆性。其次，整体加工的环节压力也会导致材料的拉伸性能受到直接影响，主要呈现出先增加后降低的态势，当压力达到7 MPa时，横向拉伸的强度会随着压力的增大而增大，当压力达到7 MPa时，横向拉伸的强度会随着压力的增大而减小，从而在压力增大的时候会减小。

（2）加工温度的影响。通常情况下，在金属材料加工成型的过程中会严格控制温度、时间与压力，而在此期间各类条件都可能会使得材料拉伸性能受到直接影响，其实横向拉伸的强度受到影响非常显著，例如：在环境温度不断提升的情况下，金属材料的内部分子运动能量有所提高，熔体自由体积增加，锻链活动能力提升，使分子之间相互的作用力减少，离子相互之间的黏合度不断降低。因此，在高温情况下可以保证材料的横向拉伸强度，但是相关的强度并非是在温度增加的情况下不断提升，如果温度过高就容易出现金属内部大分子链断裂的问题，使得拉伸性能受到不利影响，在实际加工期间应该严格控制温度指标，以免出现金属材料的拉伸性能问题。

2.3 样品处理对金属材料拉伸性能的影响

试样材料毛坯的切割、加工试样的试件的制作、加工试件的试样试件的试样方向，位置，方法，试件的形状、尺寸和试样的试件其具体的检验效果主要表现在以下几方面：第一，通过对机械滚动表面、方位等部件的取样和分析，可以有效地改善机械抗拉强度、机械抗压能力，改善其力学抗拉性能。第二，样品在45度方向进行，并在与碳钢的轧制曲线垂直的特定位置采样。在侧向拉伸时，材料的动态特性是最低的。第三，不同成分的结构不均匀性、化学成分等会导致材料的性能差异。第四，试样的制作有冷战团法、四轮切割法、机械加工法、火焰切割法等。比如，在工作过程中要防止加热不均衡，要保证金属材料的工作强度和变形，从而改善其抗拉强度。

2.4 加工条件对金属材料拉伸性能的影响

在不同的加工工艺条件下，不同的加工温度、不同的工艺时间、不同的模具压力，对金属材料的强度、韧性有很大的影响。通常，当模具的工作温度持续升高时，金属中的金属分子的运动能、熔体的自由运动量、材料链的侧向运动和加速度都会持续增大，从而极大地降低了材料与熔体间的交互作用，并增大了采用金属材料的熔体的横向拉伸能力和强度。不过，这并不代表材料在经过处理后，加热的温度会更高。在成形过程中，温度过高会对各种金属材料的加工性能产生直接的影响。其次，在金属材料的加压作用下，一定程度上，金属材料的横向压强可能首先增大，随后变得平稳。最后，当加工压力继续增大时，金属材料的强度趋向于先提高，再降低。

3 结语

综上所述，金属材料的拉伸性能属于其非常主要的力学性能之一，涉及到延伸率特征参数、断面收缩率和屈服强度的特征参数、抗拉强度的特征参数等，金属材料加工制造的过程中拉伸性能和加工生产质量存在直接联系，只有确保拉伸性能良好，才能预防出现材料质量问题。但是，目前在金属材料生产制造的过程中，不同加工环节会对拉伸性能产生直接的影响。如果不能合理管理控制，将会出现拉伸性能的问题。

参考文献：

[1]张玉锋.加工对金属材料拉伸性能的影响研究[J]. 内燃机与配件,2020(23):122-123.DOI:10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2020.23.057.

[2]尚灿.加工对金属材料拉伸性能的影响初探[J]. 中小企业管理与科技(中旬刊),2019(09):149+151.

[3]李国民.分析试样加工对金属材料拉伸性能的影响[J]. 冶金管理,2019(01):27.

[4]林磊.加工对金属材料拉伸性能的影响研究[J]. 内燃机与配件,2018(09):123-125.DOI:10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2018.09.066.

[5]申志敏,高静.浅析加工对金属材料拉伸性能的影响[J]. 山东工业技术,2017(13):12.DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.011.