力學(xué)性能是衡量雙相鋼熱軋工藝成功與否的一個(gè)重要指標(biāo)，因此在完成上述的雙相鋼強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)之后，本文按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)取樣并進(jìn)行了拉伸實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)以及馬氏體與鐵素體的顯微硬度測(cè)試，以到達(dá)檢驗(yàn)雙相鋼熱軋工藝參數(shù)能否達(dá)到預(yù)期晶標(biāo)和研究工藝參數(shù)對(duì)力學(xué)性能性能影響規(guī)律的目的。

 拉伸實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)金屬力學(xué)性能普遍采用的一種非常重要的手段。人們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，為了選用合適的金屬材料，引入了“強(qiáng)度”這一概念作為材料的選定依據(jù)。早期人們僅僅根據(jù)金屬材料在拉斷時(shí)，單位截面上所能承受的最大載荷來(lái)判斷其強(qiáng)度大小，如果金屬材料在拉斷時(shí)所承受的載荷很大，就可以認(rèn)為這種材料的強(qiáng)度較高。

 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，金屬的拉伸實(shí)驗(yàn)自然成為了金屬力學(xué)性能測(cè)試的最重要的實(shí)驗(yàn)方法之一。由拉伸實(shí)驗(yàn)所確定的金屬力學(xué)性能的四項(xiàng)指標(biāo)（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率）最具有代表性，并且實(shí)驗(yàn)的結(jié)果準(zhǔn)確可靠。因此上述的金屬材料四項(xiàng)性能指標(biāo)，是人們進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重要依據(jù)，也是人們按照驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鑒定材料的重要依據(jù)。在機(jī)械制造、建筑工程等許多領(lǐng)域，離開這四項(xiàng)性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)是無(wú)法進(jìn)行的。

一、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的拉伸曲線

  金屬材料在外力的作用下要產(chǎn)生變形，如果外力是簡(jiǎn)單的拉應(yīng)力，則金屬材料會(huì)沿著力的方向伸長(zhǎng)，為了表現(xiàn)不同金屬材料的變形在性質(zhì)和程度上的區(qū)別，可以引用不同形式的拉伸曲線。

  負(fù)荷—位移曲線全面地反映出了金屬材料在單向拉應(yīng)力的作用下從變形開始到斷裂整個(gè)過(guò)程中的各種性質(zhì)。在常溫下，對(duì)辦Ⅱ工好的試樣緩慢地施加軸向載荷。

  必須指出，溫度、應(yīng)力狀態(tài)和加載速度對(duì)上述的力學(xué)性能的四個(gè)指標(biāo)有著顯著的影響，因此，這三個(gè)條件必須保持恒定。此外，應(yīng)保證試樣的光滑以避免因缺口麗造成應(yīng)力的集中，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試樣夾持時(shí)應(yīng)當(dāng)保證試樣軸線方向與載荷方向一致，不能夠傾斜或產(chǎn)生偏心。

  圖中，橫坐標(biāo)為試驗(yàn)的伸長(zhǎng)量厶，，縱坐標(biāo)表示拉伸過(guò)程中對(duì)試樣旌加的載荷Ｐ，它是在試樣的拉伸過(guò)程中由拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)直接記錄得到的。由上圖可以看出，曲線是連續(xù)的，每一點(diǎn)都反映了載荷和在該載荷作用下的變形規(guī)律。對(duì)于不同的材料來(lái)說(shuō)，由于性質(zhì)的不同，其拉伸曲線也是不同的。圖中的拉伸曲線具有較強(qiáng)的代表性，它充分的說(shuō)明了這種材料在常溫下拉伸過(guò)程中的全部變形行為。它主要分為以下四個(gè)階段：

  1. 彈性變形階段，其中ｂ點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷為彈性極限載荷Ps，ａ點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷為比例極限載荷Ｐ，當(dāng)加載在試樣上的載荷不大于Ｐ時(shí)，載荷與伸長(zhǎng)量關(guān)系滿足虎克定律，外力去處之后，試樣會(huì)回復(fù)原來(lái)的形狀。當(dāng)載荷大于Ｐ，而不大于ＰE時(shí)，伸長(zhǎng)量與載荷的關(guān)系不再滿足虎克定律，但仍然處于彈性變形階段。

  2. 屈服區(qū)，即從ｂ點(diǎn)試樣便開始了望性變形，bcd段曲線成為屈服平臺(tái)，其鋸齒最低位置所對(duì)應(yīng)的載荷稱為物理屈服點(diǎn)載荷Ｐs。

  3. 均勻塑性變形階段，這段曲線的長(zhǎng)短標(biāo)志著金屬材料塑性變形抗力的大小和形變硬化的能力。Ｂ點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷，為極限強(qiáng)度載荷Ｐ。

  4. 試樣局部變形區(qū)，Ｂ點(diǎn)以后試樣出現(xiàn)了縮頸現(xiàn)象。在縮頸附近出現(xiàn)集中的塑性變形，使試樣的截面積減小。此時(shí)，總載荷不斷地降低（實(shí)際上應(yīng)力仍是不斷地增大），變形仍然繼續(xù)進(jìn)行，直至Ｋ點(diǎn)試樣發(fā)生斷裂。Ｋ點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷為斷裂強(qiáng)度載荷ＰK?？s頸出現(xiàn)和縮頸區(qū)的伸長(zhǎng)及收縮，是金屬材料真實(shí)塑性及大小的主要標(biāo)志。

  如果將圖中的縱坐標(biāo)載荷Ｐ除以試樣的原始橫截面積而，便可以得到相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，將橫坐標(biāo)除以試樣的原始標(biāo)距長(zhǎng)度如，便可以的到試樣的延伸率。在拉伸過(guò)程中隨著試樣的橫截面積和長(zhǎng)度是不斷變化的，因此用來(lái)代表應(yīng)力和應(yīng)變值是一種人為的規(guī)定，因此稱之為條件應(yīng)力和條件應(yīng)變。為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，重新繪制拉伸曲線，就得到了條件應(yīng)力一應(yīng)變曲線。由于而都是常數(shù)，因此所得曲線與圖所示的曲線形狀完全一致。這種方法以其實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、迅速的特點(diǎn)，得到了人們廣泛的應(yīng)用。值得注意的是，盡管二者的形狀一致，但是它們所代表的意義卻各不相同，因此在使用時(shí)我們不能夠?qū)⒍呋鞛橐徽?。由于受到?shí)際實(shí)驗(yàn)條件的限制，本文采用的拉伸曲線為負(fù)荷一位移曲線，然后通過(guò)一定的計(jì)算得出實(shí)驗(yàn)用鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率和屈強(qiáng)比等力學(xué)性能指標(biāo)。

二、拉伸實(shí)驗(yàn)方案的確定

  為了確定軋后各組鋼板的力學(xué)性能，對(duì)各組不同工藝所對(duì)應(yīng)的鋼板進(jìn)行了采樣，并按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)加工成標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試樣，并采用拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)檢測(cè)試樣的力學(xué)性能，確定其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率，從而達(dá)到檢驗(yàn)上述力學(xué)性能指標(biāo)是否能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的目的。

  沿?zé)彳埌宓念^、中、尾三處分別取縱向的板狀試樣，試樣尺寸標(biāo)準(zhǔn)如圖所示。試樣表面未做任何處理，保持原始軋制狀態(tài)。試樣按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在電子機(jī)械實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定出力學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為大氣室溫，夾頭移動(dòng)速率為5mm/分鐘。