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嘉峪檢測網(wǎng) 2020-04-02 17:29
鋼絲的反復(fù)彎曲次數(shù)是反映鋼絲韌性的重要指標(biāo)之一，其試驗方法是將鋼絲夾持在一定半徑的圓弧鉗口中，對鋼絲施加一定的張力，進(jìn)行180°的反復(fù)彎曲，試驗裝置如圖1所示。
圖1 反復(fù)彎曲試驗裝置圖
在試驗中，對鋼絲反復(fù)彎曲次數(shù)有著決定性影響的是試驗方法和試驗條件，如彎曲半徑、彎曲速率、夾持方法、張緊力、彎曲角度等都會不同程度地影響鋼絲的反復(fù)彎曲次數(shù)。在日常的鋼絲彎曲試驗過程中，某些鋼絲的反復(fù)彎曲次數(shù)極限值相差較大，個別鋼絲繩拆股后的反復(fù)彎曲次數(shù)遠(yuǎn)大于質(zhì)量證明書上的要求值，而有的鋼絲繩拆股后的反復(fù)彎曲次數(shù)遠(yuǎn)小于質(zhì)量證明書上的要求值。
試驗室現(xiàn)有反復(fù)彎曲裝置情況分析
某試驗室現(xiàn)有試驗設(shè)備為濟(jì)南盛良機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JWJ-10型機(jī)動式彎折試驗機(jī)，試驗時當(dāng)試樣彎曲斷裂后，電機(jī)自動停止。該試驗機(jī)符合GB/T 238－2013«金屬材料線材反復(fù)彎曲試驗方法»的要求。
GB/T 238－2013中對于試驗設(shè)備只提出了基本尺寸的要求，理論上該JWJ-10型試驗機(jī)及現(xiàn)有夾具的尺寸參數(shù)均滿足GB/T 238－2013的要求。但在鋼絲的反復(fù)彎曲過程中，當(dāng)鋼絲彎曲單側(cè)90°方向時，部分鋼絲(帶肋鋼絲、直徑處于規(guī)定范圍臨界點的鋼絲)可能會受到夾具邊緣的損傷導(dǎo)致鋼絲過早斷裂，影響試驗結(jié)果。
現(xiàn)有夾具共有10套，在使用過程中，根據(jù)不同鋼絲的規(guī)格，需要不斷更換夾具，操作不便，部分舊夾具如圖2所示。
圖2 部分舊夾具圖
對現(xiàn)有裝置的改進(jìn)
針對上述問題，將兩種相近規(guī)格的夾具集成設(shè)計在一起，試驗時只需將相近規(guī)格的鋼絲按照順序排好，更換夾具時無需多次挑選，只需要變換方向即可，增加了操作的便利性，改進(jìn)后的夾具如圖3所示。
圖3 改進(jìn)后的夾具圖
試驗結(jié)果對比
依據(jù)GB/T 238－2013，選取直徑分別為1.5，2.0mm的一般用途鋼絲進(jìn)行反復(fù)彎曲試驗，對相同直徑的鋼絲在新、舊夾具上施加相同的張緊力進(jìn)行試驗。
反復(fù)彎曲試驗結(jié)果
試驗結(jié)果如圖4和圖5所示，可見鋼絲在新夾具和舊夾具的夾持下，其反復(fù)彎曲試驗的結(jié)果并沒有較大偏離，使用新夾具的反復(fù)彎曲次數(shù)略高于使用舊夾具的。
圖4 ?1.5mm鋼絲反復(fù)彎曲試驗結(jié)果
圖5 ?2.0mm鋼絲反復(fù)彎曲試驗結(jié)果
在鋼絲的反復(fù)彎曲試驗過程中，影響試驗結(jié)果的因素是多方面的。在設(shè)備方面，裝置是否符合要求、試樣軸線是否與夾具軸線垂直等對試驗結(jié)果的影響較大；在操作過程中，試樣夾持不緊對試驗結(jié)果也有較大影響；在試驗過程中，試樣應(yīng)盡可能平直，可進(jìn)行人為矯正，矯正過程不能損壞鋼絲表面。一些試驗表明，直徑較小的鋼絲所選取的試驗彎曲半徑相對較小，使得反復(fù)彎曲有可能不在同一點上進(jìn)行，也易導(dǎo)致反復(fù)彎曲試驗結(jié)果的離散大，重復(fù)性較差。
斷口分析
圖6 舊夾具夾持下?2.0mm鋼絲反復(fù)彎曲試驗斷口微觀形貌
圖7 新夾具夾持下?2.0mm鋼絲反復(fù)彎曲試驗斷口微觀形貌
圖6為?2.0mm鋼絲在舊夾具夾持下進(jìn)行反復(fù)彎曲試驗后的斷口微觀形貌，圖7為?2.0mm鋼絲在新夾具夾持下進(jìn)行反復(fù)彎曲試驗后的斷口微觀形貌。可見在反復(fù)彎曲試驗后，無論是使用新夾具還是舊夾具進(jìn)行試驗的鋼絲斷口上都有多個位于相應(yīng)位置的裂紋源，新、舊夾具夾持下鋼絲的反復(fù)彎曲斷口均可見裂紋源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)，二者斷口形貌無明顯差別。
結(jié)論
新夾具夾持下的鋼絲反復(fù)彎曲試驗結(jié)果與舊夾具夾持下的鋼絲反復(fù)彎曲試驗結(jié)果一致。改進(jìn)后的新夾具解決了舊夾具在反復(fù)彎曲試驗過程中易對鋼絲表面產(chǎn)生損傷的問題，減少了夾具的總數(shù)量，提高了夾具的使用效率。
來源：劉錫貝/理化檢驗
