加工对金属材料拉伸性能的影响分析

仝旭豪

（商洛学院，陕西 商洛 726000）

正是由于金属材料在现代工业化当中的广泛运用，为了能够进一步提高我国现代工业化的质量，满足人们的需求，我们对于金属材料的要求也就越来越严苛。进行加工制造时对金属材料的一些性能也会越来越看重，金属材料的拉伸性能作为检验金属材料是否符合规定的重要指标之一，也就成为了不少企业在加工制造金属材料、判定金属材料性能优越的重要依据[1]。

1 金属材料有哪些性能

在我们对金属材料进行运用时，由于运用领域的不同，我们所需要的金属材料的性能也就不同。一般来说，金属材料主要具有力学性能，物理性能，化学性能，工艺性能等几个方面。金属材料在力的作用下主要可以表现便是金属材料的力学性能，力学性能对金属材料的使用性能和工艺性能有着非常重要的影响。其中主要的力学性能有强度，塑性，硬度韧性，强度等。其物理性能主要是金属材料的密度，熔点，导热性，导电性，磁性等等。这一些物理性能的不同也就影响着金属材料的用途。在进行厨具用品制造时，厂家一般注重的是金属材料的导热型；在进行飞机零件制造的是为了确保飞机的安全性，主要强调的是金属材料的密度、硬度等等；在进行电视机，电脑等电器零件设计时，主要考虑的是金属材料的导电性。金属材料的化学性主要说的是金属材料的耐酸性、耐碱性和抗氧化性。也就是说金属材料在高温或者常温之下抵抗各种介质侵蚀的能力，它的化学性能在生活当中也得到了广泛的重视。例如：人们都希望所设计制造的器材能够在高温下保持着稳定的工作，也能够耐腐蚀保持着光泽，所以在进行零件设计时，厂家特别注重金属材料的化学稳定性。尤其是在化工设备和医疗用具方面，对于金属材料抵抗各种侵蚀能力十分的重视。如果金属材料的化学属性太过于活泼，就容易发生反应，导致金属材料的腐蚀，而金属材料一旦腐蚀就会有感染的可能，所以在进行医疗用具制造时，主要采取的是化学稳定性较好的不锈钢用来制造。金属材料的工艺性能是指金属材料在物理化学性能和力学性能加工过程当中的综合反应。通过加工我们可以对金属材料进行一定程度的理解，以此来判断该种金属材料是否能够进行冷热加工，或者能否按照传统工艺方法进行锻造，铸造以及焊接等等。这一属性也影响着加工过程当中金属材料的拉伸性能[2，3]。

2 金属的拉伸试验

金属的拉伸试验是对金属材料进行了解过程中，不可避免需要进行的一个检测。这一个检测能够测定金属材料一系列的强度指标和塑性指标，能够让我们通过这一实验确定金属材料的弹性极限、伸长率比例，直线面积、缩减量，拉伸强度，屈服强度和其他的拉伸性质量。当我们得知的金属材料的这些限度时，能够更好的利用金属材料的这些数据进行用途的分析。能够具有针对性对金属材料进行运用。

进行拉伸试验时，我们首先需要准备试件，也就是说要准备进行发生试验的材料。例如我们在做低碳钢拉伸试验时，我们就必须截取一段低碳钢来作为准备的材料。之后为了测量低碳钢的外部数据，我们需要将其置身于原始标尺的范围内，以此来得到低碳钢的长度、宽度等数据。为了得到其原始截面面积，我们需要用游标卡尺在试样原始标距内的两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次直径。为了确保实验的公正性，我们将要截取这一些直接数值的平均值，通过截取三处截面直径的最小值来进行低碳钢的原始截面面积。接着我们需要调整试验机。根据低碳钢的抗拉强度和原始横截面面积来估计低碳钢的最大载荷值，通过确定其最大的载荷来配置相应的摆锤。然后来选择合适的测量仪器。准备工作做好之后，我们便可以开动试验机进行绘图。通过绘图来捕捉低碳钢最大屈服荷载值。这样就能够比较准确的对低碳钢的拉伸性能进行判断。

由于发生试验的便于操作性以及拉伸试验，对于之后金属材料运用有着极大的作用，所以拉伸试验广泛的运用到机器制造领域，尤其是计量检测方面更为突出。

3 加工对金属材料拉伸性能的影响

进行金属材料拉伸试验过程中，有经验的人就会发现要想得到正确的金属材料数据，就必须在进行拉伸试验时采取一系列的操作，考虑多种因素。在进行拉伸试验时哪些因素会影响金属的拉伸技能。通过多年的实践研究，我们可以发现在进行金属材料拉伸实验时，影响金属材料拉伸性人的因素主要有以下几个方面。这也是加工过程中影响金属材料拉伸性能的重要影响因素。

3.1 取样制作对金属材料拉伸性能的影响

由于一些金属材料的体积关系，我们无法对整个金属材料进行加工，所以我们只能够通过截取一部分的金属材料进行加工。在进行试样切取时，常常会因为试样的受热变形、加工硬化等原因而影响该金属材料的力学性能。这常常影响加工的效果。对于化学性能比较活泼的金属材料来讲，在进行试样切取时，由于接触到空气的面积加大，很容易进行氧化。由于氧化的出现很容易对之后实验结果的获得产生影响。不仅如此，通过多年的实践，我们发现试样的形状尺寸，加工精度和方法对于金属材料的拉伸性能都有一定的影响。在进行加工时，如果板材和管材的试样是平板或者圆管弧板带肩试样，我们更要注重形状对于测试数据的影响。进行测试时，这两种形状的试样可能会在拉伸时产生曲线异常的现象。

3.2 测试仪器和设备的影响

我们对金属材料进行拉伸实验时，为了更好的测量其他的数据，常常会对金属材料进行尺寸测量。之前这一种测量主要是有人工执行，通过实践时我们发现人工进行测量很容易影响其测量结果，于是我们开始尺寸测量仪器进行测量。可是虽然如此，但为了保证数据准确性在进行尺寸测量仪器进行测量时，我们必须在进行测量前保证测量仪器以及设备的运行状况和准确度。只有这样才能够达到我们测量的要求。在对金属材料进行截面尺寸获得时，测量仪器的分辨率显得尤为重要。所以再利用量具和仪器时，我们必须根据国家相关部门的标准，经过检测部门的检测之后方能使用。

3.3 温度会对试验结果产生影响

对于化学稳定性较强、熔点较高的金属材料来讲，试验的温度对于其影响作用并不大。这一种金属材料随着温度的不断升高，其测量强度的指标则会出现下降。所以在这种情况之下，温度对其所造成影响直接可以忽略不计，但对于那一些精巧的、高精度的特殊材料来讲，就必须考虑到温度对其的影响。最为常见的一个例子便是手表，我们可以知道同一款手表可能因为温度的不同出现时间快慢不同的现象。当我们把手表放在赤道地区时，赤道地区一年之内能够接受到太阳的两次直射，整个地区的温度相较于其他地区来讲比较高。所以在这一地区佩戴手表时，将会出现手表时间快速运转的情况。而当我们把手表放在南北极地地区时。由于极地地区无法接受太阳的直射，常年处于低温状态。所以在这种情况之下，手表的时间似乎也被极地的寒冷，变得缓慢。由于这种差异，常常会影响一些人的日常生活。所以为了确保手表时间的准确性，我们必须在进行手表锻造时对金属材料进行分析，让那些较小程度受到温度影响的金属材料运用到手表制造当中。

3.4 人为因素对拉伸事业的影响

在进行一个试验时，我们最不能忽略的便是人为因素。无论我们在加工过程中利用了多么自动化以及高精密的仪器，我们必须想到这一种仪器始终是由人类启动的，而人不可避免的会犯错。所以在进行加工时，我们必须尽可能的减少犯错的机率，尤其是在进行以人为主导的加工制造时，我们更要注重人为因素对于试验结果的影响。众所周知，在进行金属加工制造时，一些情况的试样截取和选择常常是由工作人员决定的；在进行金属材料的测量和数据查看时也主要以人为主。而这些情况和数据的查看常常会由于一些人的粗心大意而出现看漏看错的情况，对测量结果造成一定的误差。

3.5 拉伸速度对金属材料的拉伸性能有影响

我们可以发现加工过程中对于金属材料的拉伸速度也会影响金属材料的拉伸性能、对于拉伸曲线的形貌也有着影响。当我们对板状的试样进行拉伸时，常常会出现拉伸曲线不是先沿着弹性曲线向上大道上屈服点，然后再向下进行屈服的过程，而是出现了试样在沿着弹性直线向上到达下屈服点时，曲线先向左、向上、再向右、向下画圈，最后进入屈服流动过程的现象。而这一种现象的出现就无法在试样的弹性状态内进行加工制造的高度完成。

4 解决措施

要想得到正确的金属材料发生试验检测结果，要想得到完美的加工效果。我们必须对以上影响金属材料拉伸性能的因素进行具有针对性的原因分析。这一原因分析制定相关的规程，严格控制加工操作过程。

4.1 制定样品要求

首先我们应当根据规定进行标准样品的制备，严格按照国家标准对样品的取材、形状、尺寸进行统一的处理。同时在样品制备时，我们还应当避免金属材料由于加工过快，冷却不到受热受挤压而造成的金属变形。在进行样品切割时，要留出足够的加工余量，这样可以在进行加工时去除受热或者硬化的部分，避免影响性能的测评。进行加工制造时，应当充分考虑不同金属材料的质地及强度指标，通过充分考虑材料质地的不均匀性和强度指标的差异性，减少影响。为了得到更好的加工效果，能够进行相互的比较，获得准确可靠的数据，我们应当制备多个试样，得出正确的金属材料的性能指标，然后根据得出的性能指标进行综合性的评价。

4.2 控制拉伸速度

在加工制造时我们发现速度对于金属材料的拉伸性能也有点影响。所以在进行拉伸时，我们应当尽量保证拉伸的效果，在金属材料的承载范围之内进行加工，不让金属材料由于形变而失去弹性。故而在进行测量时，我们应当选择应力速率控制或者负荷控制，进行高度重视与关注实验速度的控制之后，为了能够进一步的展开之后的工作，工作人员还必须依照材料的特性进行试验速率的记录，科学而有效的进行试验结果都分析。

4.3 严格检查仪器设备

进行加工之前，我们必须严格的进行仪器设备的检查。这是工作人员的首要工作。通过检查仪器设备的运行状况以及量程与精度，使仪器设备能够达既定的实验要求，减少因为实验受量程或者精度不够的情况下所造成的实验误差。在进行仪器设备检查之后，工作人员还必须准确的掌握仪器设备的使用频率，定期的对相关仪器或者设备进行维护与保养，减少由于仪器或设备老化的情况而产生的工作性能降低。

5 结语

在进行试样加工时我们可以发现在这一过程当中，影响金属材料发生性能的因素是多方面的。就金属本身而言，金属材料试样的大小、形状、尺寸、表面的粗糙程度以及取样的方式都可能对拉伸性能产生不同程度的影响。独立于金属之外的因素，例如温度、拉伸速度也会对金属的拉伸性能产生影响。如果想要让金属的拉伸性能较小程度的受到影响的话，在进行加工时，我们就得采取相应的制备方法进行制样，尽可能的避免式样由于温度、尺寸、形状、拉伸速度而造成试验结果的影响。