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隨著機(jī)械制造工藝技術(shù)及裝備的發(fā)展，越來(lái)越多的單位采用線切割加工方式制備拉伸試樣，切割后的拉伸試樣直接進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其拉伸試驗(yàn)結(jié)果與銑削加工試樣的拉伸試驗(yàn)結(jié)果有較大偏差。GB/T 228.1—2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》中對(duì)此類試樣的制備沒(méi)有明確的要求，只是要求“應(yīng)避免產(chǎn)生表面加工硬化及熱影響改變材料的力學(xué)性能”。來(lái)自上海梅山鋼鐵股份有限公司 制造管理部的朱紅丹和張斌兩位研究人員通過(guò)比較不同加工方式得到的拉伸試樣的拉伸試驗(yàn)結(jié)果，分析了線切割加工方式對(duì)材料拉伸試驗(yàn)結(jié)果的影響，并提出了一些建議來(lái)消除這些影響。

     由表1可知，兩個(gè)試驗(yàn)室的結(jié)果誤差很小，基本可認(rèn)為兩個(gè)試驗(yàn)室的檢測(cè)能力一致。不同加工方式加工的SAPH440酸洗板試樣的拉伸試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

      由表2可知，銑削加工的拉伸試樣的強(qiáng)度比線切割加工的拉伸試樣的強(qiáng)度略高。為進(jìn)一步驗(yàn)證線切割加工方式對(duì)拉伸試樣強(qiáng)度的影響，設(shè)計(jì)如下試驗(yàn)方案，在SPHC酸洗板中部連續(xù)切取樣板3塊，銑削加工成平行長(zhǎng)度部分寬度為25mm的樣板，中間一塊再用線切割方式加工成平行長(zhǎng)度部分寬度為20mm的試樣，在同一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明線切割加工后拉伸試樣的抗拉強(qiáng)度下降了17 MPa。說(shuō)明線切割加工方式對(duì)不同性能的材料的影響可能不同，但都會(huì)對(duì)材料的性能測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，這與線切割加工方式的原理有關(guān)，不論線切割的設(shè)備如何，其原理都是通過(guò)高溫熔化金屬使金屬分離。

     為研究線切割的影響程度，增加了高強(qiáng)度鋼板的比對(duì)試驗(yàn)，試驗(yàn)選取抗拉強(qiáng)度為600MPa以上的S550MC酸洗板，采用和上述加工方法相同的加工方法對(duì)試樣進(jìn)行加工，拉伸試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

     將上述3次比對(duì)的3組強(qiáng)度級(jí)別的試樣的強(qiáng)度變化進(jìn)行相關(guān)分析，其散點(diǎn)圖如圖1所示。試驗(yàn)選取的3種強(qiáng)度級(jí)別鋼板經(jīng)線切割方式加工拉伸試樣后，其強(qiáng)度都明顯降低，雖然因數(shù)據(jù)量較少，不能得出明顯規(guī)律，但從趨勢(shì)上表明了線切割加工方式對(duì)材料拉伸強(qiáng)度有不利影響。而影響程度應(yīng)該還與線切割的溫度以及冷卻等參數(shù)相關(guān)，該次試驗(yàn)不涉及此。

     為進(jìn)一步了解線切割加工方式對(duì)材料的熱影響區(qū)范圍，將線切割試樣和銑削加工試樣用精密切割機(jī)切割后檢測(cè)樣板橫截面的硬度，并在顯微鏡下觀察其形貌。硬度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4，形貌如圖2~圖5所示。

     由圖2可知，線切割試樣邊部壓痕呈現(xiàn)一邊大一邊小的情況，說(shuō)明該試驗(yàn)材料各位置的硬度不同，且邊部硬度比試樣中部硬度明顯偏高。線切割試樣中部硬度壓痕比較均勻，如圖4所示。線切割割線附近硬度波動(dòng)較大，從硬度測(cè)試結(jié)果來(lái)看，線切割試樣硬度從邊部到中部是降低的。

     而銑削加工試樣邊部和中心部位的硬度無(wú)明顯的波動(dòng)和變化，其微觀形貌也較為相似，如圖3和圖5所示。

圖3 銑削試樣邊部微觀形貌

圖5 銑削試樣中部微觀形貌

     線切割加工對(duì)金屬材料拉伸試樣的性能測(cè)試結(jié)果有一定的影響，會(huì)使強(qiáng)度降低。為避免對(duì)實(shí)際強(qiáng)度的誤判，如果用線切割方式加工拉伸試樣，應(yīng)去除線切割的熱影響區(qū)。

     建議在GB/T 228.1—2010中明確給出線切割加工拉伸試樣的加工余量。