黄铜带材拉伸试验速度和力值范围怎么选?
发布时间:
2023-08-11 00:00
黄铜带材拉伸试验速度和力值范围怎么选?黄铜带材较薄、较软,速度太快或太慢都会影响结果,力值量程选大了精度不够、选小了又超量程。本文讲清黄铜带材的特点和力学性能、拉伸试验速度选择、力值范围选择,以及试样和夹具选择。

01 黄铜带材的特点和力学性能
黄铜是铜锌合金,常见牌号H62、H65、H68、H70等,带材厚度通常0.1—3mm,宽度10—300mm。状态分为软态(M)、半硬(Y2)、硬态(Y)等,不同状态力学性能差异很大。
以H62黄铜带为例:软态抗拉强度约290—350MPa,伸长率约35%—50%;半硬抗拉强度约340—470MPa,伸长率约20%—30%;硬态抗拉强度约420—500MPa,伸长率约5%—15%。黄铜弹性模量约100—110GPa(小于150GPa),属于低弹性模量金属材料。黄铜带材较薄、较软,拉伸试验时容易打滑和夹口断裂,加工硬化明显。

02 拉伸试验速度怎么选
黄铜带材拉伸试验参考GB/T 228.1-2021,标准提供两种速率控制方法:方法A(应变速率控制,包括横梁位移速率)和方法B(应力速率控制),推荐使用方法A。
弹性阶段:方法A应变速率0.00007—0.00025/s;方法B应力速率1—10MPa/s(黄铜弹性模量小于150GPa)。
屈服阶段:方法A应变速率0.00025—0.002/s。
断裂阶段:方法A应变速率不超过0.008/s。
对于薄带材(标距通常50mm或25mm),实际操作中弹性段和屈服段横梁位移速率通常1—5mm/min,断裂段可提高到5—20mm/min。
03 力值范围怎么选
力值范围选择的核心是先算后选:最大力Fmax = 抗拉强度Rm × 截面积A,截面积A = 厚度 × 宽度(矩形试样),确保最大力在传感器量程的20%—80%范围内。
举例:H62硬态Rm=450MPa,厚度0.5mm,宽度12.5mm,Fmax≈2.8kN,选5kN或10kN传感器;H62软态Rm=320MPa,厚度1.0mm,宽度12.5mm,Fmax=4kN,选10kN传感器;H62硬态Rm=480MPa,厚度2.0mm,宽度20mm,Fmax≈19.2kN,选50kN传感器。
选择原则:薄带材(厚度小于0.5mm)通常用5kN或10kN传感器;中厚带材(0.5—2mm)通常用10kN或50kN传感器;厚带材(大于2mm)或大宽度试样可能需要50kN或100kN传感器。
04 试样和夹具选择
试样:矩形试样,宽度通常12.5mm、20mm或25mm,标距50mm或25mm。厚度小于0.5mm用宽度12.5mm、标距25mm或50mm;厚度0.5—3mm用宽度12.5mm或20mm、标距50mm。试样边缘需光滑无毛刺、缺口,冲切试样可能改变屈服强度,建议铣削加工。夹持端贴加强片(铝片或同材质铜片)防止夹口断裂。
夹具:推荐气动楔形夹具(自锁效应,夹持力随拉力增大,适合薄带材);没有气源用手动楔形夹具;极薄带材(小于0.1mm)可用缠绕夹具。夹持面用细齿纹或碳化钨夹面增加摩擦力。

05 注意事项
黄铜带材较薄容易打滑,夹持力适中(不打滑也不夹断);试样边缘光滑无毛刺、缺口;贴加强片防止夹口断裂;对中良好避免偏斜受力;速度选择符合标准要求;力值范围确保最大力在量程20%—80%范围内。
06 BOYI 2025电子万能试验机
黄铜带材拉伸试验需要精确的力值和位移测量,以及稳定的速度控制。广州鲲鹏仪器有限公司生产的BOYI 2025电子万能试验机,试验力示值误差≤±0.3%(传感器容量1/1至1/100范围),横梁速度精度为显示值的±0.1%以内,速度范围0.001—1000mm/min无级设定,可稳定覆盖黄铜带材拉伸测试常用的1—20mm/min速度;位移显示分辨率达0.01µm,数据采集频率达1kHz(2025型)至5kHz(2025A型),可精确捕捉屈服点和断裂瞬间的力值变化。可配套多种传感器(5kN、10kN、50kN、100kN)和夹具(气动楔形、手动楔形、缠绕),配合Smartest软件自动计算抗拉强度、屈服强度和伸长率,为黄铜带材力学性能测试提供可靠平台。

结语
黄铜带材拉伸试验速度和力值范围的选择,核心是按标准控制速度、先算后选力值量程。速度方面:弹性段和屈服段用方法A应变速率0.00007—0.002/s(横梁位移速率1—5mm/min),断裂段不超过0.008/s(可提高到5—20mm/min);黄铜弹性模量小于150GPa,方法B应力速率1—10MPa/s。力值方面:Fmax=Rm×截面积,确保最大力在量程20%—80%范围内,薄带材用5—10kN传感器,中厚带材用10—50kN,厚带材用50—100kN。配合合适的试样(矩形、贴加强片)和夹具(气动楔形、细齿纹夹面),才能获得准确可靠的测试结果。