塑料拉伸强度测试看起来简单——试样往万能试验机上一夹,拉断就行。但有个细节很多人不太在意:试样断裂在哪个位置,对结果影响很大。今天专门说说这个问题。
标准试样有严格的设计,目的是让试样在标距的中间部分断裂。哑铃形试样的中间细的部分是平行段,两端过渡到夹持端。按理说应力集中在平行段,应该在中间断。但实际情况经常有试样在靠近夹头的过渡区甚至直接在夹口处断裂。
先说为什么断裂位置重要。断裂位置直接影响伸长率的计算。伸长率的计算基准是标距内的变形量。如果断口在标距中间,两边均匀变形,伸长率公平反映材料的塑性。但如果断口靠近标距端部甚至标距以外,变形集中在断口附近,另一端的变形没充分发展,测出来的伸长率会偏小。偏差能有多大?有时候可以偏小30%~50%,对材料塑性的评价严重失实。
什么原因导致断裂位置不对?最常见的是试样加工质量。模具刃口磨损,冲出来的哑铃形试样边上有微裂纹或者毛刺,一拉就从缺陷处断了。注塑试样的浇口位置设计不合理,会导致内应力集中在浇口附近。还有试样表面有划痕、缩水、气泡,这些缺陷部位就是断裂的诱发点。
另一个原因是夹持问题。夹头压力不均匀,试样在夹口处产生额外的应力集中,容易在夹口附近断裂。气压夹头如果两边气压不一致,或者平推夹头平行度不好,都会造成偏断。还有试样在夹具里没放正,歪着夹上去,一拉就偏着断。
GB/T 1040.1标准对此有明确规定:如果断裂发生在标距以外,或者断口在夹具处,试验结果无效,需要重新测试。但在实际操作中,断口刚好在标距边界上算不算有效,这个判断就考验经验了。
怎么避免断裂位置问题?首先保证试样质量,模具定期检查,有毛刺就修整。注塑工艺参数要稳定,减少内应力。夹持的时候把试样放正对中,夹持力适中,太大会损伤试样,太小会打滑。可以用记号笔在标距线上做个标记,拉完之后核对断裂位置。
如果你经常遇到拉伸试验断裂位置不对的情况,一批试样拉下来有效数据没几个,或者想知道现有的模具和工艺是否需要改进,点在线咨询,把你的试样照片和断裂位置情况发过来,帮你分析原因是模具还是工艺的问题。
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