金屬應(yīng)變硬化測試（n 值 /加工硬化測試）

真應(yīng)力-工程應(yīng)力曲線

本質(zhì)：單軸準(zhǔn)靜態(tài)拉伸，采集均勻塑性段數(shù)據(jù)，擬合Hollomon 冪律硬化模型，得到應(yīng)變硬化指數(shù) n、強(qiáng)度系數(shù) K，多用于板材沖壓成形、塑性本構(gòu)、頸縮預(yù)判。

Hollomon 公式：

常用標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 5028-2025（國內(nèi)薄板 / 薄帶，替代舊版）中國標(biāo)準(zhǔn)在...

ISO 10275:2020（國際板材）ISO

ASTM E646（美標(biāo)板材 n 值）ASTM Inter...

T/CSTM 00514—2022：可測瞬時 n、硬化率，不限于薄板

?? 適用前提：頸縮之前、均勻塑性區(qū)、曲線單調(diào)連續(xù)上升；PLC鋸齒屈服（鋁鎂合金）、呂德斯帶、屈服延伸段一般不參與擬合，如需測試要約定平滑方式ASTM Inter...

設(shè)備要求

wanneng材料試驗(yàn)機(jī)：1 級及以上，恒應(yīng)變速率控制

引伸計(jì)：0.5/1 級，優(yōu)先雙面平均引伸計(jì)，消除彎曲偏心；標(biāo)距按標(biāo)準(zhǔn)（常用 50mm）

數(shù)據(jù)采集：同步采集載荷、引伸計(jì)應(yīng)變，采樣密度足夠；不能只用橫梁位移算應(yīng)變（彈性、滑移誤差大）

環(huán)境：室溫 10～35℃；精密試驗(yàn)：23±5℃

試樣（板材Zui常用）

薄板：GB/T 5028 推薦P6 試樣（標(biāo)距 50mm），沿軋制 0°/45°/90° 三個方向取樣（評估板厚方向性系數(shù) r值時常配套一起做）；

厚板 / 棒材：按拉伸標(biāo)準(zhǔn)，注意標(biāo)距段平直、無毛刺、夾持端避免應(yīng)力集中。

試驗(yàn)關(guān)鍵控制條件

應(yīng)變速率：塑性階段≤0.008 s?1，全程保持恒定；變速會引入應(yīng)變速率敏感效應(yīng)，n 失真

終止點(diǎn)：在頸縮發(fā)生前停止采集 n 擬合數(shù)據(jù)，頸縮后數(shù)據(jù)作廢

擬合應(yīng)變區(qū)間（合同 / 標(biāo)準(zhǔn)約定）：

低碳鋼常用工程應(yīng)變 10%～20%；高強(qiáng)鋼、鋁合金常取 5%～15%；區(qū)間內(nèi)至少≥5 個數(shù)據(jù)點(diǎn)用于回歸

數(shù)據(jù)換算步驟（重點(diǎn)，新版標(biāo)準(zhǔn)要扣除彈性應(yīng)變）

工程應(yīng)力、工程應(yīng)變

老標(biāo)準(zhǔn)簡化：直接用總真實(shí)應(yīng)變，現(xiàn)在 GB/T5028-2025、ISO10275 都要求扣除彈性應(yīng)變

指標(biāo)含義

n（應(yīng)變硬化指數(shù)，無量綱）：n 越大，材料變形時強(qiáng)化越快、均勻延伸越大、抗頸縮、深沖成形性越好；退火軟鋼n≈0.20~0.25；高強(qiáng)鋼 n 偏低 0.08~0.15；鋁合金一般偏低

K（強(qiáng)度系數(shù)）：

ε 

p

 =1

時的真應(yīng)力，表征整體流變應(yīng)力水平，單位 MPa

瞬時 n：不是常數(shù)；很多材料 n 隨應(yīng)變變化，T/CSTM 標(biāo)準(zhǔn)支持做瞬時硬化曲線

常見失效 / 誤差來源

引伸計(jì)打滑、刀口松動 → 應(yīng)變偏低，n 異常

偏心彎曲（單面引伸計(jì)）

把頸縮后數(shù)據(jù)納入擬合，n 偏小

應(yīng)變速率波動、高速拉伸（n 是準(zhǔn)靜態(tài)指標(biāo)）

呂德斯平臺、PLC 鋸齒，不做平滑直接擬合，離散極大

混淆【真實(shí)總應(yīng)變】和【真實(shí)塑性應(yīng)變】（新舊標(biāo)準(zhǔn)Zui大坑）

配套測試（板材成形常規(guī)一套）

n 值 + r 值（塑性應(yīng)變比，各向異性），一起評估沖壓成形極限 FLD

金屬鉛（Pb）含量檢測

分兩類場景：RoHS / 環(huán)保痕量鉛（雜質(zhì)鉛，ppm 級）、合金主量鉛（鉛合金，百分之幾十）

? 主流檢測方法對比

XRF 能量色散 X 射線熒光（篩選）

特點(diǎn)：無損、前處理簡單、出結(jié)果快；固體直接測

檢出限：一般幾十 ppm，適合來料快速篩查；不能直接當(dāng)仲裁報(bào)告

適用：鋼材、銅鋁、壓鑄件、鍍層快速初篩（IEC 62321）

AAS 原子吸收（火焰 / 石墨爐）

特點(diǎn)：單元素，穩(wěn)定性好；需要酸消解（破壞性）

波長：283.3 nm

石墨爐 AAS：適合低含量痕量鉛（ppb~ppm）；火焰 AAS 適合較高含量

ICP?OES 電感耦合等離子發(fā)射光譜（常用仲裁）

特點(diǎn)：多元素同時測、線性寬、金屬 RoHS Zui常用

前處理：硝酸 + / 微波消解

標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 39560.2（IEC 62321?2），電子金屬 RoHS 鉛檢測shouxuan

ICP?MS 電感耦合等離子質(zhì)譜（超痕量）

檢出限極低（ppt 級別），適合極低限值、高純金屬；成本高

化學(xué)滴定法（EDTA 容量法）

適合高鉛合金（>5% Pb，鉛黃銅、鉛錠、鉛合金），常量分析

? 常用標(biāo)準(zhǔn)

RoHS 電子金屬雜質(zhì)鉛：GB/T 39560.2-2020 / IEC 62321-2，限值：均質(zhì)材料 ≤1000mg/kg（0.1%）

黑色 / 有色合金化學(xué)分析：GB/T 20125、GB/T 5121（銅合金）、GB/T 223 系列（鋼鐵）

鉛及鉛合金主成分：GB/T 4103 系列

鍍層可溶性鉛：GB/T 39560.7

注意：RoHS 測的是均質(zhì)材料總鉛，不是表面可溶鉛；鍍層和基材要分開取樣

? 樣品與前處理要點(diǎn)（金屬）

取樣：盡量取均質(zhì)單一材質(zhì)，不能混基材 + 鍍層；鍍層需剝離或單獨(dú)測試

消解：不銹鋼 / 碳鋼、銅合金、鋁合金一般微波酸消解；含硅基體加 HF；鈦合金需要特殊消解體系

質(zhì)控：帶空白、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、加標(biāo)回收；鉛極易交叉污染，器皿優(yōu)先硝酸浸泡