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薄板測試

薄板與箔是板材生產環節的最後一環。薄板厚度在 0.35 到 3.0 mm 之間,箔的厚度一般而言小於 60 μm。極薄板厚度是介於薄板與箔之間。 這類薄板狀產品有極為廣泛的應用,且遍布於所有產業中;因為如此,就出現了各式各樣的薄板測試方法。

拉伸測試 硬度測試 變形測試 高速拉伸試驗 自動化 金屬產業型錄

用 r 值和 n 值測定薄金屬板的拉伸測試

薄板經常需要具備很好的延展性,而又需要有高強度。 為了在拉伸測試中對材料的特性進行分析,最常被使用的是國際標準ISO 6892-1 和美國的 ASTM E8標準。

拉伸測試中測定r值與n值來表徵材料的成型特徵。n值描述了在塑性形變直至均勻伸長期間的加工硬化,也就是應力增加;r值則描述了垂直方向的各向異性。n 值由拉伸應力和應變決定,而測定 r 值則需要測量試樣在拉伸過程中的橫向應變。 r-值試根據國際標準ISO 10113 及美國標準ASTM E517量測出來;n-值則是根據ISO 10275ASTM E646得到。

拉伸試片取自於鋼帶與鋼板,取樣方向與熱軋方向成規定的角度,因為r值與熱軋方向相關。 試片平行長度部分是透過銑削或沖壓之後精加工製成。 有些箔試片是從鋼帶上切割製成,而有些試片則透過沖壓製備。 試片的形狀與上述測試方法有關。

薄板拉伸試驗解決方案

ZwickRoell試樣製備提供各種機器、設備,可用於生產不同金屬板厚度的樣品。 為了測定拉伸測試的特徵值,ZwickRoell 提供了範圍廣泛的靜態材料試驗機。 齊全的軸向及橫向應變延伸計確保了在任何測試條件下都能有最佳的應變測試組合,例如使用laserXtens延伸計測量特定形狀的薄板應變。

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薄金屬片的硬度測試

在金屬薄板及有塗布層之金屬薄板上進行硬度測試,以便量測出金屬和塗布層的表面硬度。 硬度測試主要用於軋製和塗層過程中的品質控制。由於這些塗層通常在幾微米到幾十微米的範圍內,因此這裡主要使用具有小殘餘壓痕深度的硬度測試方法。

使用經典的維氏硬度測試方法 (DIN EN ISO 6507-1)、洛氏硬度 (DIN EN ISO 6508-1),特別是洛氏表面尺規,以及布氏硬度(DIN EN ISO 6506-1)。 Martens 硬度測試法愈來愈常被用於薄塗層。 由於其精確測量力-壓痕深度曲線,也被稱為儀器壓痕試驗;在國際上,它被稱為 IIT。 殘留壓痕的深度不應超過可用板材或塗層厚度的10%;如果超過,則支撐或基材的影響不再可以忽略不計。 儀器化壓痕測試的優勢在於,即使是很小的壓痕或壓痕深度也可以更準確地測量,因此可以可靠且可重複地測定硬度值。

薄板通常被切割為客戶規定的特定尺寸,並與其他金屬板(拼接板)焊接在一起,例如,根據滾縫焊接工藝(DIN EN ISO 4063)。焊縫的質量也使用硬度測試方法進行測試。典型的維氏和努氏顯微硬度測試方法,以及馬氏硬度(DIN EN ISO 6507-1、DIN EN ISO 4545-1、DIN EN ISO 14577-1)用於橫截面或焊縫表面和它周圍的區域。使用根據這些方法進行測試的儀器,可以絕對精確地定義單個或多個測試的位置。

金屬的 Brinell 硬度測試
ISO 6506、ASTM E10
到 金屬的 Brinell 硬度測試
Rockwell 金屬洛氏硬度測試
ISO 6508、ASTM E18
到 Rockwell 金屬洛氏硬度測試
金屬維氏硬度測試
ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
到 金屬維氏硬度測試
金屬的維氏及努氏硬度
ASTM E92
到 金屬的維氏及努氏硬度

用於金屬薄板硬度測試的產品

在薄板上的形變量測試

薄板需要具有良好的延展性。 典型的成型工藝如深拉伸拉伸成型,需要標準的延展性測試方法。 ZwickRoell的BUP系列金屬薄板成形試驗機可以在高達 1,000 kN 應力下測得所需參數。

一項非常重要且複雜的試驗為成型極限曲線的測定,設計人員可根據該曲線來推導出成型過程中應變的上限。 ZwickRoell與合格的合作伙伴深入合作,開發出可以用於記錄深拉過程中試片應變的光學測量技術。

金屬薄板變形測試總覽

Erichsen / Olsen的金屬杯突測試
ISO 20482、ASTM E643-84
金屬薄板拉伸能力
到 Erichsen / Olsen的金屬杯突測試
金屬成型極限曲線(FLC)
ISO 12004
測定金屬薄板的失效極限
到 金屬成型極限曲線(FLC)
金屬油壓膨脹測試
ISO 16808
油壓杯突測試
到 金屬油壓膨脹測試
金屬的VW測試
PV 1054
金屬薄板波紋度測試
到 金屬的VW測試
金屬/鋁的凸耳測試
ISO 11531、DIN EN 1669
測定凸耳成型
到 金屬/鋁的凸耳測試
金屬到福井的突耳測試
JIS Z 2249
到 金屬到福井的突耳測試
金屬的方杯測試
到 金屬的方杯測試
金屬極限拉延比測試(LDR)
凸耳測試
Swift深拉杯突測試
到 金屬極限拉延比測試(LDR)
金屬極限拱頂高度(LDH)測試
凸耳測試
到 金屬極限拱頂高度(LDH)測試
金屬深拉和撕裂測試
根據Engelhardt
到 金屬深拉和撕裂測試
金屬邊緣裂縫靈敏度的測定
ISO 16630
以錐形沖頭進行擴孔測試
到 金屬邊緣裂縫靈敏度的測定
金屬的KWI測試
以平頭引伸模進行擴孔測試
到 金屬的KWI測試

根據 VDA 230/201 對金屬薄板進行拉延筋測試

這個測試是設計用來量測金屬板材和深引機之間的摩擦係數,以便找出最適合這個成型製程的潤滑劑,避免出現裂紋和摺痕,並確保深引的製程達到最佳化。拉延筋測試裝置能夠輕易地安裝到一台標準電子萬能材料試驗機上。

測試中,一根典型尺寸的長條金屬板(300 mm x 30 mm x 2 mm)被軸向夾持在上試樣夾具中,拉延裝置處於閉合狀態。然後長條狀試樣被穿過拉延裝置中進行拉伸。該過程可以自動重複進行,重複次數可自行定義。拉延裝置的夾持力可透過數位化的控制,從而確保準確及可再現的測試結果。可快速更換工具夾頭以滿足不同測試規格的需求。

用於金屬薄板變形測試的產品

薄金屬片的高速拉伸測試

材料在承受高應變率時的特徵對汽車產業非常重要。在汽車產業的設計作業中,將意外發生時會出現的高材料形變速度考慮進去是非常重要的工作。ZwickRoell 會使用 HTM 系列的高速試驗機來進行高速拉伸測試,以便得到各項必要的材料特性。這些油壓伺服試驗機 可在高達 160 kN 的力下對試樣實現高達 20 m/s 的速度。

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