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標(biāo)題: 鋼材料的實測彈性模量問題 [打印本頁]
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 10:14
標(biāo)題: 鋼材料的實測彈性模量問題
我查了很多資料，都說彈性模量只與材料的成分有關(guān)，與熱處理、形狀等因素?zé)o關(guān)或者關(guān)系很小，而且不同的不銹鋼材料彈性模量都差不多，為200GPa左右。( M" z8 X  o9 V% }7 N1 z, {$ u  ?
現(xiàn)在我做了一個不銹鋼材料（SUS420F）的拉伸試驗，熱處理前測得彈性模量為90GPa左右，熱處理后硬度達(dá)到HRC51左右，測得彈性模量為130GPa左右，與理論不符。) Y- Q2 B/ U" E6 l
請大牛幫忙解釋一下，還有一個問題是  如何提高不銹鋼材料的彈性模量？. d6 R$ s, z, x
作者: 召喚師170    時間: 2016-5-7 10:26
彈性模量本來就是固定值，或基本不變，我懷疑你的測量方法。公布一下測量過程吧。
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 10:53
召喚師170 發(fā)表于 2016-5-7 10:26
1 A2 x& B- r/ ?9 G, s# H$ x- x' Q1 E彈性模量本來就是固定值，或基本不變，我懷疑你的測量方法。公布一下測量過程吧。
2 u' `% o* {% S- C4 @$ C: z
實驗是用拉伸實驗機(jī)做的，是個比較大的設(shè)備，2m高的樣子，具體還沒去拍照片，試樣是直徑3X250mm的棒料，而且是多次測量得出的數(shù)據(jù)
作者: zerowing    時間: 2016-5-7 11:17
兩點(diǎn)需要大俠驗證的。8 l1 K) J/ C$ T0 s' k2 J
1。測量精度有多少，這個很重要，測量精度低會產(chǎn)生較大的誤差。
! M0 A, Y1 R$ t: m* O- e  p2。材料的各方向模量一致性如何？如果存在方向性，那么這個問題就相對要復(fù)雜一些
作者: bamboo    時間: 2016-5-7 12:00
你好，怎么確定多大的拉力是彈性變形，而非到了屈服值？測得區(qū)域越小誤差越大吧。另外采用什么熱處理方式？
作者: fwsc    時間: 2016-5-7 14:59
彈性模量與原子核的外層電子有關(guān)，除鑄鐵外，成分相近的金屬，彈性模量幾乎沒有差別。
5 n3 U+ C; U6 Q! g; F1 r0 E5 |
% V$ F: c$ w+ T1 c以前遇到過一個案例，測量精度對計算結(jié)果影響很大，你將你的測量方法和測量數(shù)據(jù)發(fā)上來
作者: 楠軒    時間: 2016-5-7 16:21
過程才重要
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 17:04
zerowing 發(fā)表于 2016-5-7 11:17. n" T* c. }5 A+ p1 J
兩點(diǎn)需要大俠驗證的。( k5 S( ]8 w- m% v' w$ D
1。測量精度有多少，這個很重要，測量精度低會產(chǎn)生較大的誤差。
1 ]7 n) T6 P& V  N2。材料的各方向模 ...
3 P" p; l' V4 \& c7 t
不知道大俠說的測量精度是指什么精度，材料是各向同性的，實驗過程是裝夾好試樣后開始機(jī)器拉伸，直到斷裂，電腦得到應(yīng)力應(yīng)變曲線，然后根據(jù)這個曲線得到彈性模量，機(jī)器精度2%
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 17:11
fwsc 發(fā)表于 2016-5-7 14:59
% }* [9 i8 y+ c- m, `+ D6 l彈性模量與原子核的外層電子有關(guān)，除鑄鐵外，成分相近的金屬，彈性模量幾乎沒有差別。
( r6 f0 p2 G5 P4 P8 X5 L
2 k% v- N9 ]* L: l以前遇到過一個案 ...
3 E8 U# }8 t( l3 z. l3 ]6 [$ }
這是設(shè)備和熱處理前后的曲線跟數(shù)據(jù)
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 17:17
這是測量機(jī)器和熱處理前后的數(shù)據(jù)和應(yīng)力應(yīng)變曲線，機(jī)器精度2%以內(nèi)，材料是各向同性的，熱處理前材料硬度是20HRC左右，熱處理后硬度是51HRC左右
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 17:18
召喚師170 發(fā)表于 2016-5-7 10:26
4 T0 ?0 f6 g1 @, q" o$ ^彈性模量本來就是固定值，或基本不變，我懷疑你的測量方法。公布一下測量過程吧。

/ F& m6 m$ m8 Y) r已公布測量過程
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 17:19
bamboo 發(fā)表于 2016-5-7 12:00
8 q3 T& C4 d. Z; I5 z你好，怎么確定多大的拉力是彈性變形，而非到了屈服值？測得區(qū)域越小誤差越大吧。另外采用什么熱處理方式？
4 y2 Y- I) W9 ?0 V8 h
這些都是電腦通過應(yīng)力應(yīng)變曲線自動計算的
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 17:20
zerowing 發(fā)表于 2016-5-7 11:17
8 B1 ^( l- [" x, ^; ~/ R兩點(diǎn)需要大俠驗證的。
  e; T' }, e! a: }3 Q2 q3 S! D1。測量精度有多少，這個很重要，測量精度低會產(chǎn)生較大的誤差。
9 Z, F( w; ?+ F" T, S- `+ }2。材料的各方向模 ...

! [' i3 M+ c- B8 \" b2 c) T. D, `已公布測量曲線和數(shù)據(jù)
作者: fwsc    時間: 2016-5-7 18:53
你所說的2%的精度是指測力精度還是指位移精度？
2 T" R4 i* o/ `- T/ {
+ Y! P7 j. s8 u取樣點(diǎn)要布置在初始直線段。
) H$ O& `$ M  V2 W: W4 g3 m4 _. c; t% e* S
根據(jù)你的圖片所示的曲線，其斜率得出的是彈性系數(shù)K，要計算剛度，還需要截面積。你的試樣的形狀和截面是怎樣的？
作者: 召喚師170    時間: 2016-5-7 21:47
應(yīng)力值實驗設(shè)備是怎么取得的呀？
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 23:14
fwsc 發(fā)表于 2016-5-7 18:53
1 [1 k, s! V# Y; a! [) m你所說的2%的精度是指測力精度還是指位移精度？4 A" s2 C& Z) J- t

# m; p0 i% E* g" x取樣點(diǎn)要布置在初始直線段。
* c/ x# _% q, s% f4 H

1 k$ s) I: ~* s  \! w9 q實驗人員說的精度是機(jī)器的測量精度，我也不知道具體是哪個，截面積是用卡尺量的
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 23:15
召喚師170 發(fā)表于 2016-5-7 21:47+ l4 }: d1 [$ N6 w# i6 E* Y1 Y
應(yīng)力值實驗設(shè)備是怎么取得的呀？

2 _+ n2 y1 R; c) f6 H( H5 [反正不是人工測的，應(yīng)該是機(jī)器上的傳感器測量的
作者: a270001226    時間: 2016-5-7 23:17
fwsc 發(fā)表于 2016-5-7 18:53+ D% [6 p. g2 W% s
你所說的2%的精度是指測力精度還是指位移精度？
# X! t5 P  i# l5 r8 L4 x$ B' y" E3 r% y* \8 C% S: O3 q2 I3 w3 V2 l
取樣點(diǎn)要布置在初始直線段。
$ l/ B2 c. H7 m  |- G4 B

5 Z* S% D1 z: A3 S! x# S試樣的長度是250mm，直徑是3.5mm，
作者: zerowing    時間: 2016-5-8 02:26
呵呵，說幾個問題。: ?( x1 \$ q; [1 Q6 w
1。類似線脹系數(shù)、彈性模量這類的數(shù)據(jù)，還是用光杠桿法要精確些。
4 l  m- W. f* P) J7 ?2�？创髠b的測量設(shè)備，想必也不是貼的應(yīng)變片，拉力是電子測力計，變形量估計是機(jī)器本身的位移計算。
3 p! t( J" ?  ?3。說方向性，就是要告訴你，先是用使用的材料絕大多數(shù)都是各向異性或者叫偽各向同性。楊模在單晶的不同方向上有很大差別，同樣，一旦類似冷拔鋼絲這類的帶有明顯方向性的情況出現(xiàn)，楊模的方向性也是不可忽略的。% m+ h. d7 V7 F5 |* x
4。像馬氏體不銹鋼這類，本身熱處理前后組織就有很大變化，出現(xiàn)楊模差合情合理。加讓塑性變形可能同時帶來超過20%的楊模變化，以及測試時溫度的影響，出現(xiàn)40%的差量可以理解。但是你這97，130的數(shù)據(jù)未免差得太多。所以，目測你是測試速度過快，拉伸過程中鋼絲局部出現(xiàn)高溫升，楊模自然就掉下來了。
作者: fwsc    時間: 2016-5-8 08:38
不清楚你的軟件計算彈性模量的取樣方式，取樣點(diǎn)應(yīng)分布在初始直線段，進(jìn)入弧線段之后，試驗會發(fā)生縮頸，截面尺寸會縮小，如果將這些區(qū)域也計算在內(nèi)，會導(dǎo)致結(jié)果偏差很大。; \8 U2 I; K9 B- i6 a7 g) E! [

/ J+ V0 B! ~! U4 j+ G* c; J8 m+ t做彈性模量檢測，最好是用懸臂粱的方式進(jìn)行，它只需要直接測量力和位移，沒有中間轉(zhuǎn)換，干擾因素少，誤差小。
作者: a270001226    時間: 2016-5-8 14:12
我自己對這個設(shè)備不是很懂，我下次把你的建議給實驗人員說一下，大俠你對不銹鋼有研究嗎，有沒有剛度很大的材料推薦
作者: a270001226    時間: 2016-5-8 14:13
fwsc 發(fā)表于 2016-5-8 08:38
9 l9 P5 O7 [( V) ]# Q1 C% l不清楚你的軟件計算彈性模量的取樣方式，取樣點(diǎn)應(yīng)分布在初始直線段，進(jìn)入弧線段之后，試驗會發(fā)生縮頸，截面 ...
* r- S8 f$ E% @( T7 \% F1 Q
我自己對這個設(shè)備不是很懂，我下次把你的建議給實驗人員說一下，大俠你對不銹鋼有研究嗎，有沒有剛度很大的材料推薦
作者: a270001226    時間: 2016-5-8 14:14
zerowing 發(fā)表于 2016-5-8 02:26
7 d( G3 a+ t: y# C! X0 z2 K呵呵，說幾個問題。
2 x, {: I$ m4 q% o: S+ ?' A1。類似線脹系數(shù)、彈性模量這類的數(shù)據(jù)，還是用光杠桿法要精確些。( R5 x, {0 c* @& ^4 c
2�？创髠b的測量設(shè) ...
& |, r1 H; k& T; F
我自己對這個設(shè)備不是很懂，我下次把你的建議給實驗人員說一下，大俠你對不銹鋼有研究嗎，有沒有剛度很大的材料推薦
作者: fwsc    時間: 2016-5-8 18:58
a270001226 發(fā)表于 2016-5-8 14:13
3 s% ?; p! B2 R  }7 i: l8 v# R我自己對這個設(shè)備不是很懂，我下次把你的建議給實驗人員說一下，大俠你對不銹鋼有研究嗎，有沒有剛度很大 ...
6 r9 S0 k+ v# D
我對不銹鋼沒什么研究, x6 q- F$ u& N+ j7 v; b
7 @% p8 w; [8 A! s
不銹鋼的彈性模量大致在200GPa。3 _' b4 ?0 I8 m" r! @

; P' H7 }/ V+ Q) U/ ~比它更高的有：7 \( q3 O2 b+ @( C* W5 A: p# j) T
鎢 400GPa$ z# n/ U/ A# e5 T
碳化硅 450GPa
% e- T& q+ f. Z- @碳化鎢 450~650GPa' N) U/ \. S1 o0 y' n
鉆石 1000~1200GPa
9 n$ Q5 o8 [! {$ n( w" X# I碳纖維 230~430GPa
: e; R) Q4 X) l  h( C& Q8 U
作者: a270001226    時間: 2016-5-10 16:32
fwsc 發(fā)表于 2016-5-8 18:586 W' ~4 G6 F2 f
我對不銹鋼沒什么研究/ Q/ ~7 b4 W+ m' K

" z. e+ m8 _% ]1 J7 Y6 e不銹鋼的彈性模量大致在200GPa。3 p( U) A3 C! }+ o

5 z: ^9 ]- \, H% }, K謝謝大俠# P5 }1 J+ ^5 L4 n9 T




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