斷面收縮率

伸長率和斷面收縮率表示鋼材斷裂前經(jīng)受塑性變形的能力。伸長率越大或斷面收縮率越高，說明鋼材塑性越大。鋼材塑性大，不僅便于進(jìn)行各種加工，而且能保證鋼材在建筑上的安全使用。因?yàn)殇摬牡乃苄宰冃文苷{(diào)整局部高峰應(yīng)力，使之趨于平緩，以免引起建筑結(jié)構(gòu)的局部破壞及其所導(dǎo)致的整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞；鋼材在塑性破壞前，有很明顯的變形和較長的變形持續(xù)時(shí)間，便于人們發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救 。

碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%左右的高碳鋼盤條具有很高的強(qiáng)度，由于該盤條要直接經(jīng)過多道次連續(xù)冷拔深加工，盤條的斷面收縮率是非常重要的指標(biāo)。在生產(chǎn)和用戶檢驗(yàn)的過程中，出現(xiàn)當(dāng)天生產(chǎn)的盤條，檢驗(yàn)斷面收縮率較低，擱置數(shù)天后斷面收縮率會(huì)有大幅度的提高。即產(chǎn)生盤條斷面收縮率的時(shí)效現(xiàn)象。

1.高碳鋼大規(guī)格盤條的斷面收縮率時(shí)效現(xiàn)象是盤條中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化導(dǎo)致拉伸或拉拔過程中形成氫富集進(jìn)而造成解理斷裂面和二次裂紋所致。氫的逃逸速度直接影響時(shí)效過程中盤條的斷面收縮率提高。

2.其他可以產(chǎn)生近程擴(kuò)散的原子濃度（C，N，O）不是斷面收縮率時(shí)效現(xiàn)象的直接原因。

3.振動(dòng)時(shí)效不能提高斷面收縮率。殘余應(yīng)力對斷面收縮率的影響可以忽略 。

斷面收縮率（Section shrinkage）是指材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。是材料的塑性指標(biāo)之一。材料受拉力斷裂時(shí)斷面縮小，斷面縮小的面積與原面積之比值叫斷面收縮率， 老標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6396-1992 中用ψ表示，新標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6396-2006 中用Z表示，單位為% 。

斷面收縮率計(jì)算如下：

式中 A0——試件原始截面積；

A1——試件拉斷后頸縮處的截面積。

楔橫軋是一種軸類零件成形新工藝，與傳統(tǒng)的切削和鍛造工藝相比，具有生產(chǎn)效率高、節(jié)約材料、勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的組成部分。

楔橫軋成形工藝中，斷面收縮率功是軸類零件的一個(gè)重要參數(shù)。在一般情況下認(rèn)為，斷面收縮率功在45%-65%時(shí)，軋件成形效果最好。過去關(guān)于楔橫軋的研究工作有很多，大多都集中在這類軸類零件上。對于大斷面收縮率軸類零件，近年來也有人做過專門研究。然而，在實(shí)際應(yīng)用的階梯軸類零件中也經(jīng)常會(huì)存在一些小臺(tái)階的情況，某些零件甚至大部分截面都屬于較小的斷面收縮率，而對于楔橫軋成形較小斷面收縮率軸類零件技術(shù)的系統(tǒng)研究還相對較少，尚有一些關(guān)鍵問題函待分析和解決，例如小斷面收縮率與常規(guī)斷面收縮率的分界點(diǎn)問題，即斷面收縮率功為多少可以算作是小斷面收縮率，一直沒有給出較明確的劃分；此外，對于小斷面收縮率軋件的金屬變形特點(diǎn)也還未弄清楚.這些問題的存在一定程度上制約了小斷面收縮率楔橫軋軸類產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。在此背景下，開展對小斷面收縮率軸類零件的楔橫軋成形技術(shù)研究顯得很有必要。

1.以斷面收縮率35%為界限，斷面收縮率較小的軋件與常規(guī)斷面收縮率軋件在變形特點(diǎn)上有了較為顯著的差別。將成形軋件以斷面收縮率為依據(jù)來進(jìn)行統(tǒng)一劃分，建議以35%作為較合理的分界點(diǎn)。

2.小斷面收縮率軋件的主要變形發(fā)生在軋件外層附近，常規(guī)斷面收縮率軋件的主要變形是在軋件內(nèi)部。

3.小斷面收縮率軋件比常規(guī)斷面收縮率軋件存在更大的軸向拉伸不均勻變形，易導(dǎo)致軋件在橫截面上呈現(xiàn)出橢圓化 。

針對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迫切需要對大斷面收縮率軸類零件實(shí)行高效凈近成形制造，但相關(guān)基礎(chǔ)理論研究滯后，阻礙先進(jìn)的楔橫軋技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀。采用理論分析，數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的研究方法對大斷面收縮率軸類零件楔橫軋精確成形中存在的重要科學(xué)問題開展基礎(chǔ)研究。分析大斷面收縮率軸類零件楔橫軋精確成形過程中應(yīng)力應(yīng)變場及位移場的分布和變化規(guī)律，揭示大斷面收縮率軋制時(shí)內(nèi)部缺陷產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)防措施。確立單次超常限斷面收縮率穩(wěn)定軋制條件，闡明多次楔入軋制時(shí)各階段斷面收縮率的最佳分配比例。建立描述大斷面收縮率工件精確成形的幾何模型和數(shù)學(xué)模型，給出提高成形精度的理論方法和最佳工藝條件。完成上述基礎(chǔ)研究，為開發(fā)大斷面收縮率軸類零件楔橫軋成形技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。對完善楔橫軋成形技術(shù)理論體系，指導(dǎo)大斷面收縮率軸類零件研制，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足大批量工業(yè)化凈近制造大斷面收縮率軸類零件的市場需求具有重要意義。

斷面收縮率 ψ (%)：不大于10