金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應(yīng)用的合理性。金屬材料的性能主要分為四個(gè)方面,即:機(jī)械性能、化學(xué)性能、物理性能、工藝性能。下圖為整管封接強(qiáng)度測(cè)試圖金屬材料的機(jī)械性能是指金屬在一定溫度條件下承受外力(載荷)作用時(shí),抵抗變形和斷裂的能力,也稱為力學(xué)性能。

拉伸試驗(yàn)是最常規(guī)的金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)方法,由試驗(yàn)得出的性能指標(biāo)可以反映材料最基本的力學(xué)面貌,用于檢驗(yàn)金屬材料的制造質(zhì)量,而且對(duì)于研究和改善材料的性能、探討金屬塑性變形的機(jī)制也是十分重要的。

試驗(yàn)儀器為凱德機(jī)械研發(fā)生產(chǎn)的HY-932C電腦式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)：這款拉力試驗(yàn)機(jī)可廣泛摘用于各類橡塑膠、鞋類、皮革、服裝、紡織、絕緣體、端子...等各類材料，測(cè)試其拉伸，撕裂，剝離，彎曲等材料研發(fā)，檢驗(yàn)測(cè)試，功能其全，用途廣泛。

最常見(jiàn)的金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)包括無(wú)氧銅和瓷封合金4J33的常溫拉伸試驗(yàn),根據(jù)GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》,做成啞鈴型圓試樣,標(biāo)距為35mm,直徑為5mm。測(cè)試速度為1mm/min。

1、 瓷封合金-4J33性能測(cè)試

瓷封合金4J33常溫拉伸試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表6。圖7為瓷封合金4J33常溫拉伸曲線圖,從測(cè)試結(jié)果可以看出,瓷封合金4J33具有中等強(qiáng)度,較好的延伸率和切削性能,易加工成構(gòu)件。其拉伸曲線圖,可以大概分四個(gè)階段,oa為彈性階段,變形是彈性的,應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系;ab段仍為彈性變形,但應(yīng)力與應(yīng)變不再是線性的,之后材料一般會(huì)出現(xiàn)屈服現(xiàn)象,但瓷封合金4J33的上、下屈服點(diǎn)不明顯,屈服現(xiàn)象也不明顯,產(chǎn)生0.2%塑性應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力值為材料的“條件屈服極限”,即σ0.2;bc段為強(qiáng)化階段,應(yīng)力達(dá)到高限,稱為強(qiáng)度極限,也就是材料的抗拉強(qiáng)度σb;cd段為局部變形階段,試樣發(fā)生局部變形,在某一局部范圍內(nèi),橫截面的尺寸急劇縮小,出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象。由于截面的局部收縮,使試樣繼續(xù)變形所需的拉力相應(yīng)減小,用橫截面初始面積算得的名義應(yīng)力隨之下降,至d點(diǎn)時(shí)試樣被拉斷。

2、無(wú)氧銅性能測(cè)試

無(wú)氧銅常溫拉伸試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表7。圖8為無(wú)氧銅常溫拉伸曲線圖,從測(cè)試結(jié)果可以看出,無(wú)氧銅強(qiáng)度比較低,具有較好的加工性能。其拉伸曲線圖明顯不同于瓷封合金4J33,可以大概分三個(gè)階段,oa為彈性階段,變形是彈性的,應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系;ab段為強(qiáng)化階段,應(yīng)力達(dá)到高限,也就是材料的抗拉強(qiáng)度σb;bc段為局部變形階段,試樣發(fā)生局部變形,出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象。至c點(diǎn)時(shí)試樣被拉斷。無(wú)氧銅沒(méi)有屈服階段,不存在屈服現(xiàn)象,所以只有一個(gè)應(yīng)力特征值σb,不存在屈服應(yīng)力。

3、結(jié)論

(1)氣動(dòng)波紋型夾具的使用很好地避免了夾持管狀試件時(shí)夾頭應(yīng)力集中和測(cè)試過(guò)程中試件脫落現(xiàn)象,不會(huì)使試件拉伸過(guò)程中在夾頭處斷裂。測(cè)試數(shù)據(jù)更加真實(shí)、準(zhǔn)確。

(2)四點(diǎn)抗折試驗(yàn)反映了試樣更大表面的缺陷,更能體現(xiàn)其真實(shí)機(jī)械性能,可以同三點(diǎn)抗折試驗(yàn)同步比較測(cè)試。

(3)標(biāo)準(zhǔn)瓷件法夾具的改進(jìn)以及整管封接強(qiáng)度測(cè)試工作的開(kāi)展,使我們對(duì)氧化鋁陶瓷-金屬封接強(qiáng)度的測(cè)試更加全面,同時(shí)也提高了測(cè)試效率和測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

(4)金屬材料應(yīng)用十分廣泛,而金屬材料力學(xué)性能測(cè)試是一個(gè)很復(fù)雜的領(lǐng)域,目前只做了無(wú)氧銅和瓷封合金4J33的常溫拉伸試驗(yàn),從測(cè)試數(shù)據(jù)可以分析材料的基本機(jī)械性能,以后應(yīng)逐步開(kāi)展各種金屬材料的拉伸、壓縮和彎曲測(cè)試,使材料測(cè)試更加全面、可靠。