广西 南宁 530000
摘要：在淬火过程中，板材的表面层和中心层存在温度梯度，因此会产生较大的内部残余应力，在机械加工时，容易引起加工变形。规定时间内通过拉伸的方法，可使板材纵向永久塑性变形，最大限度地消除淬火残余应力，建立新的内部应力平衡系统，增强尺寸稳定性，改善加工性能。
关键词：拉伸率、屈服强度、残余应力
下面我们经过几组拉伸试验结果，分析研究铝合金板材实际拉伸率及残余应力的关系。
一 试验方法
本试验通过拉伸前在来料铝合金板材上画1米线，拉伸后测出1米线的实际长度来记录板材的实际拉伸长度，从而得出板材的实际拉伸率分布情况。图1及图2为板材测量实际拉伸率的划线分布图：
设定拉伸率：3%。由图4结果可知，厚度为10.3 mm的7075-T651铝合金板材在拉伸率设定为3 %时，板材拉伸率的测量结果表明：沿板材宽度方向上，头部区域与尾部区域的拉伸率测量值基本一致，呈抛物线形式分布，但低于设定的理论值。其原因与图3情况相似，都是由于实际屈服强度低于理论值有关。
三 结论
由上述结果可知，目前拉伸机的的实际拉伸率在屈服强度设置合理的情况下，尚能保证其正常偏差±0.2%内。实际拉伸率的会因为板形的原因呈抛物线分布，铝合金板材在拉伸时有凸度的情况下会更加明显。这些原因除了来料本身的原因外，设备上的原因可归为钳口夹持原因。拉伸机设备的夹持装置，都是由同一个气缸所控制的，每个钳口模块施加的夹持力都是均衡的。夹持力均衡是建立在板材的横向不平度为0的情况下，但是我们生产过程中的板材由于轧制、热处理过后、因应力收缩，铝合金板材存在一定程度的变形，无论是横向及纵向不平度，都是客观存在的。由于钳块夹持系统是由感应夹持力来判定夹持力的大小，当所有钳块中夹持力有一个达到目标值，即判定为夹紧状态。这样的结果导致了在拉伸过程中存在部分夹持钳口存在咬痕不均的情况，而咬痕不均匀会导致拉伸过程中各个钳口拉伸的板材位置施加的等面积受力不一，从而导致拉伸板材的拉伸率不一样。
根据资料显示，铝合金板材淬火残余应力由压应力转变为拉应力的原因是：板材淬火时由于板材表面冷却快而收缩，处于受拉应力状态；板材中部处于受压缩状态，这是因为板材芯部温度高，变形抗力低，塑形较高，在压缩应力作用下易于变形，使芯部实际尺寸缩短。当板材进一步冷却时，芯部收缩受到硬化表层的约束，因此芯部残余应力呈拉应力，表层残余应力呈压应力。由于表层冷却速度块，晶粒细小，屈服强度高，在拉伸时，同一单位厚度截面受到的力是均衡的，因而，屈服强度底的芯部首先发生塑性变形，从而板材表面的压应力逐步转化为拉伸应力，芯部即转化为拉伸残余应力。板材拉伸率不一致，说明板材内部去应力不均匀，板材后续处理中有可能会出现变形的情况，从而影响板材的质量，严重时会因为板材不平度超而产出不合格品，影响公司的形象。
目前，有关热作用消除残余应力的理论认为：材料的屈服应力是随时效处理的温度增加而下降的。因此在材料加热时，一定温度下的残余应力一旦超过此时的屈服应力，就会发生塑形变形，即残余应力会因为这种塑性变形而有所缓和。但这种应力去除是有限的，被缓和的应力不会降到屈服应力以下。
综上所述，铝合金板材拉伸客观上会存在残余拉应力，通过一定的热处理方式，板材残余应力应能够缓和，但不能完全消除。
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论文作者:陆明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/7
标签：应力论文; 板材论文; 残余论文; 铝合金论文; 钳口论文; 厚板论文; 平度论文; 《防护工程》2018年第22期论文;