一种复合钢板性能的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种复合钢板性能的测试方法，包括测试用试样的制备及性能检测方法。试样包括：复材、复材夹持端、复材平行段、基材、基材夹持端、基材平行段、结合界面和弧形槽；基材与复材均由各自夹持端、各自平行段组成，呈工字型。性能检测方法包括：利用拉伸试验机进行试验，其夹具为平型，与复材夹持端和基材夹持端无间隙夹紧，将试样放入拉伸试验设备进行测试，通过测试抗拉力F与结合界面的面积S，计算出粘结强度P。利用本发明专利技术所述的试样及测试方法，可确保试样断裂位置为结合界面处。本发明专利技术试样制备简单、测试方法易操作、数据准确，有效解决了现有粘结试验中试样及装置制备复杂困难、试验结果精度低、不稳定等问题。不稳定等问题。不稳定等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复合钢板性能的测试方法


[0001]本专利技术属于复合钢板
，特别是涉及一种复合钢板性能的测试方法。

技术介绍

[0002]复合钢板在性能上兼顾了基层和复材材料的优点，在价格上也具有同种钢板无法比拟的优势，广泛应用于核电、桥梁、汽车、建筑等领域。从降低成本、节约能源和可持续发展的角度出发，大力开发和推广高品质复合钢板是钢铁材料发展的一个重要方向。复合钢板界面的结合强度是检测复合板性能优劣的重要指标之一。目前，检测复合钢板界面结合强度的主要方法为粘结试验，国家标准(GB/T6396-2008复合板力学及工艺性能试验方法标准)对粘结试样、装置及其试验进行了规范。
[0003]粘结试验是指采用静压力通过相应的粘结试验装置，使垂直于作用力方向的基材和复材在结合面上受法向压力，直至断裂，以测定其粘结强度。国家标准的粘结试样是试样基材加工成外部直径为36mm，内部直径为16mm的环形，复材加工成直径为20mm，圆心与基材一致的圆形，通过试验装置对试样施加垂直于结合面的试验力，直至断裂。一方面，试样制备过程复杂，且试样需通过机床进行钻盲孔，不好控制尺寸精度，尤其对于复材厚度较薄试样，盲孔容易打穿；另一方面，粘结试验装置需要自行制备，不同企业、单位可能会因人工、加工仪器等原因导致所制备的装置出现差异，增加了试验的复杂程度和不可控因素，降低了试验的精度；为增加试验准确率减少误差，以及增加试样与装置的契合度，对试样及装置的加工要求较高，再次增加了试验的复杂困难程度。技术专利CN 204988983U对现有技术进行了改进，而该专利中由于基材试样为锥形，复材试样为矩形，基材与复材尺寸相差较大，在拉伸过程中试样会不稳定，试验结果会出现一定程度的偏差。技术专利CN204748387U对现有夹具进行了改进，该专利中夹具有倒凸型通槽，将试样卡入通槽内进行拉伸测试，而此方法中试样与通槽之间有间隙，会导致测得的拉伸曲线在弹性变形阶段出现不稳定。
[0004]因此，有必要提出一种新的检测复合钢板性能的方法，以克服现有检测试样及方法的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种复合钢板性能的测试方法，以解决现有测试技术无法简单准确的检测复合钢板性能的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种复合钢板性能的测试方法，用于在测试粘结强度试验中使用，其测试方法包括如以下步骤：
[0007]S1准备试样：
[0008]试样包括：复材、复材夹持端、复材平行段、基材、基材夹持端、基材平行段、结合界面和弧形槽；基材与复材均由其各自的夹持端、各自的平行段组成；试样呈工字型，总长度为5-12mm；
[0009]进一步地，所述试样的复材夹持端和基材夹持端，用于夹持试样于试验设备，其外表面带有防滑纹，防止试样在试验过程中打滑，复材夹持端和基材夹持端的宽度相等且均＞5mm；
[0010]复材平行段和基材平行段：位于基材夹持端与复材夹持端之间平行部分，它们的宽度为1-3mm；
[0011]结合界面：其位于所述基材平行段与所述复材平行段的结合处；
[0012]弧形槽：其位于在所述结合界面两侧，使结合界面处接触面积最小，其半径＜0.5mm，弧形槽与两侧的所所述的基材平行段和所述的复材平行段通过光滑弧度进行连接；
[0013]其中，复合钢板中复材厚度一般小于10mm，所述复材厚度≤复合钢板中复材厚度，且确保所述试样总长度为5-12mm；
[0014]进一步地，复材厚度较小时，可减小复材夹持端的长度；
[0015]进一步地，为保证试验结果的准确性，所述弧形槽的圆心与所述结合界面在同一水平面上。
[0016]S2性能检测：
[0017]将步骤S1所得成品试样复材夹持端和基材夹持端分别固定于拉伸试验设备中，进行性能测试，获得抗拉力F，单位为N；并计算出结合界面的面积S，单位为m2；
[0018]根据测得的抗拉力F与结合界面的面积S，计算出粘结强度P，其中计算公式为：P＝F/S，单位为MPa；
[0019]进一步地，其所述试样按如下方法制备：
[0020]从复合钢板成品板上取样，切掉适量基层，将剩余复合钢板沿z向用碳钢腐蚀剂进行腐蚀，确定结合界面位置，然后用线切割加工成工字型试样，并在结合界面两侧开弧形槽，弧形槽与两侧的基材平行段和复材平行段通过光滑的弧度进行连接，防止试样在过渡处断裂；对加工结束的试样的平行段及弧形槽进行打磨抛光，防止线切割痕迹成为裂纹源，排除试样加工因素对试验结果的影响。
[0021]进一步地，其所述拉伸试验设备为常规电子万能拉伸试验机，其夹具为平形夹具，复材夹持端和基材夹持端紧密夹在夹具两端。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023]本专利技术通过提出一种工字型试样，在结合界面的两侧具有所述弧形槽，从而使基材与复材在结合界面处接触面积最小，有效确保试样断裂位置为所述结合界面处，从而确保与粘结试验断裂位置相同，试验结果一致；对加工完成的试样的基材平行段和复材平行段与弧形槽通过光滑的弧度进行连接，并对他们进行打磨抛光，防止线切割痕迹成为裂纹源，排除试样加工对试验结果的不利影响，有效避免了粘结试样制备困难复杂以及试验结果精度较低等问题。
[0024]本专利技术提出的新的复合钢板性能测试的方法，结合本专利技术所述试样，在传统电子万能拉伸试验设备上进行试验，其夹具为平型夹具，可保证试样基材夹持端和复材夹持端与夹具之间无间隙夹紧，有效解决了现有粘结试验装置需自行制备以及倒凸型夹具与试样之间有间隙，导致的试验结果不稳定等问题。
附图说明
[0025]附图只是示意性的，并不限制本专利技术，示意性的表示各部分形状及其相互关系，并未按照具体尺寸、比例绘制。
[0026]图1为本专利技术的试样与夹具组合后的检测示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例1中的复合钢板性能测试的试样示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例2中的复合钢板性能测试的试样示意图。
[0029]图中，1、复材；11、复材夹持端，长度为L1，宽度为H1；12、复材平行段，长度为L2，宽度为H2；2、基材；21、基材夹持端，长度为L4，宽度为H3；22、基材平行段，长度为L3，宽度为H2；3、结合界面；4、弧形槽。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例进一步说明本专利技术，本专利技术并不局限于下面的实施例。
[0031]本专利技术提出的复合钢板性能测试方法包括如下步骤：
[0032]S1准备试样；
[0033]试样包括复材1；复材夹持端11，宽度H1＞5mm；复材平行段12，宽度H2为1-3mm；基材2；基材夹持端21，宽度H3＞5mm；基材平行段22，宽度H2为1-3mm；结合界面3，位于所述基材平行段22与所述复材平行段12的结合处；弧形槽4，其在所述结合界面3两侧，半径＜0.5mm；试样总长度为5-12mm。
[0034]其中，所述复材1厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合钢板性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1试样制备：试样包括：复材(1)、复材夹持端(11)、复材平行段(12)、基材(2)、基材夹持端(21)、基材平行段(22)、结合界面(3)和弧形槽(4)；复材(1)由复材夹持端(11)、复材平行段(12)组成，基材(2)由基材夹持端(21)、基材平行段(22)组成；试样呈工字型，总长度为5-12mm；所述试样制备步骤为：从复合钢板成品板上取样，切掉适量基层，将剩余复合钢板沿Z向用碳钢腐蚀剂进行腐蚀，确定结合界面(3)位置，然后用线切割加工成工字型试样，并在结合界面(3)两侧开弧形槽(4)，弧形槽(4)与其两侧的复材平行段(11)和基材平行段(22)通过一定的弧度进行平滑过渡；对加工结束的试样中的复材平行段(11)、基材平行段(22)及弧形槽(4)进行打磨抛光，得到最终的成品试样；S2性能检测：将步骤S1所得试样的复材夹持端(11)和基材夹持端(21)分别固定于拉伸试验设备中，进行性能测试，获得抗拉力F，单位为N；并计算出结合界面(3)的面积S，单位为m2；根据测得的抗拉力F和结合界面(3)的面积S，计算出粘结强度P，其中计算公式为：P＝F/S，单位...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵春娟，镇凡，曲锦波，岑风，
申请(专利权)人：张家港宏昌钢板有限公司江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：