金属板材n值r值解析

加工硬化指数n值加工硬化指数英文名即hardening index。

该指数由真应力应变关系定义，指金属薄板成形时真应力S一真应变ε关系式中的幂指数n，关系式如下：S = Kεn，式中K为强度系数。

亦即双对数坐标系lgS-lgε中，真应力-真应变关系式lgS=lgK+nlgε直线的斜率n是无量纲值，又称加工硬化指数。

(见真应力一真应变曲线)从数值上看，硬化指数n值等于(或近似等于)单向拉伸时材料最大均匀伸长应变的大小，即所谓细颈点应变。

也就是说，n表征了颈缩点位置。

应变分布不均是板材成形中的一个重要特点，n值的大小实际上反映了板材的应变均化能力，主要说明：(1)成形件的应变峰值不同。

n值小的材料产生的应变峰值高，n值大的材料产生的应变峰值低；(2)成形件上的应变分布不同。

n值小的材料应变分布不均匀，n值大的材料应变分布均匀。

硬化指数n值对板材成形极限曲线具有明显的影响，n值大材料的成形极限曲线高，n值小材料的成形极限曲线低。

板材的拉胀性能在很大程度上取决于材料的n值，n值高时，拉胀性能也好。

因此，硬化指数n值是评价板材成形性能的重要指标之一。

在双对数的坐标中真应力和真应变成线性关系,直线的斜率即为n，而K相当于ε=1.0时的真应力，见图1－5。

理想的弹性体和理想的塑性体限定了一般材料加工硬化指数n的变化范围，1.计算工程应力σ，工程应变ε。

2.计算真应力、真应变。

真应力=σ（1+ε）真应变=ln(1+ε)3.分别对真应力、真应变求Ln对数。

4.Ludwik-Hollomon方程式为：σ=K1+K2εn (σ、ε分别为真应力和真应变)公式变化可以得到：Lnσ= Ln K1+n Ln K2ε再把第3步求得的数据代进去进行Y=B+AX的拟合，斜率即为要求的n。

加工硬化和真应力－真应变曲线工程应力工程应变曲线的形状是不变的,并且对试样卸载和重新加载时,应力也没有区别（必须保证卸载和重新加载之间的时间足够短）.然而,如果用真应力和真应变来绘制曲线的话就会有区别,例如真应变的定义是长度的增量除以标距瞬时长度,然而工程应变是长度的增量除以原始标距的长度.比较这两种绘制曲线的方法,会发现随着应变的增加,应力应变的数据会发生越来越显著的差.一会儿会给出一些例子.加工硬化率总是从真应力真应变数据中测量得到的.绝大多数应力应变曲线都遵循一个简单的能量表达式,称之为Holloman方程,如下:σt = Kεt n当n 为硬化比率或者硬化系数的时候，这个方程对中断的测试同样适用（但仅适用于立刻重新加载的测试，在室温下被延迟了几个小时后再加载就不适用了).由少量塑性应变,比如1%,引起的应力增加会很显著,在拉伸试验中可以测量出来,从而估计少量塑性应变后屈服强度的增加.对于给定应变,应力增量越大,冷加工屈服强度越大.这个有用的参数被称做加工硬化指数,可以通过绘制如下曲线得到:lnσ = ln K + n.lnε当塑性应变增加时,真应变和工程应变之间的差别也越来越大.一个可以选择的能精确测量 n 值的方法是在给定的应变处,测出真应力应变曲线的斜率:dσ / dε = n KεT n−1为了取代εn我们有:-dσ / dε = nσT / εT或者n = dσ / dε.εT / σT这里σT和εT是测量的dσ/dε处的真应力和真应变.加工硬化指数n的实际意义加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化情况，它决定了材料开始发生颈缩时的最大应力。

金属板材应变硬化指数n与其屈强比的关系一、引言金属板材的应变硬化指数n是指在材料加工过程中，随着塑性应变的增加，材料硬度和强度也会随之增加的一种特性。

而屈强比则是指材料在拉伸过程中，抗拉强度与屈服强度之比。

本文将探讨金属板材应变硬化指数n与其屈强比之间的关系。

二、金属板材的应变硬化指数n1. 应变硬化概念应变硬化是一种塑性变形现象，它是由于晶体内部位错的增加而引起的。

当外力作用于金属时，金属内部发生了位错滑移和墙移动等现象，这些位错会相互阻碍并形成新的位错。

这些新位错会使晶体中原有的位错密度增大，从而导致晶体塑性减小。

2. 应变硬化指数n应变硬化指数n是衡量材料应变硬化程度的一个参数。

它表示单位体积内塑性流动所需施加的平均外力随着塑性应变而增加的速率。

通常情况下，n值越大，材料的应变硬化程度越高。

n值的大小与材料的组织结构、化学成分、加工方式等因素有关。

三、金属板材的屈强比1. 屈强比概念屈强比是指金属材料在拉伸过程中，抗拉强度与屈服强度之比。

屈强比越大，表示材料在受力时具有更好的韧性和延展性。

2. 屈强比与金属板材性能对于同一种金属材料，其屈强比与其它力学性能指标之间存在着一定的关系。

通常情况下，随着金属板材厚度的增加，其抗拉强度和屈服强度都会增加，但是由于薄板具有较高的表面积/体积比，所以薄板的韧性和延展性相对较高。

四、金属板材应变硬化指数n与其屈强比之间的关系1. n值与抗拉强度之间的关系由于n值反映了金属板材塑性流动所需施加外力随着塑性应变而增加的速率，因此n值越大，则表示金属板材的塑性流动越难。

这也就意味着，n值越大，金属板材的抗拉强度也会越高。

因此，n值与抗拉强度之间存在着正相关关系。

2. n值与屈强比之间的关系通常情况下，随着金属板材塑性变形程度的增加，其应变硬化指数n 也会逐渐增加。

而由于屈强比是指抗拉强度与屈服强度之比，因此可以认为，在相同条件下（如相同厚度、相同化学成分、相同加工方式等），n值越大，则金属板材在受力时所表现出来的韧性和延展性就越低。

冷轧深冲用钢的成形性能1冲压性能的定义板材的冲压性能是指板材对冲压加工的适应能力。

板材的冲压性能好，可以在使用最低的人力与物力消耗的条件下，使用较方便的冲压加工方法即可制造成高质量的冲压件。

钢板的冲压性能一般指在冲制成型时， 钢板耐冲压的程度，即成型性能的好坏， 亦即钢板能在其 平面方向上获得最大的塑性流变，同时在厚度方向上对流变产生最大的阻力。

板材的成形性是指，在给定的加工过程中板材承受变形而不产生断裂或失稳（失效）的能力。

目前，按照冲压级别，冲压板的冲压性能分为 CQ 级、DQ 级、DDQ 级和EDDQ 级。

2、成形指标单向拉伸实验可获得两个重要的成形性能指标 同时，还可获得其它强度与塑性指标，如屈服强度:塑性应变比（r 值）和加工硬化指数（n 值）。

（ReL ）抗拉强度（（Rm 卜总延伸率（A ）等。

（1）强度和屈强比屈服强度ReL 表示材料产生屈服时的最小应力。

ReL 越小材料越容易屈服，成形后回弹小，贴模性和定形性较好。

抗拉强度Rm 表示薄板材料在单向拉伸条件下所能承受的最大应 力值，是设计与选材的主要依据。

它越大，冲压成形时零件危险断面的承载能力越高， 其变形程度越大。

在材料与成形性能有关的其它指标大致相同时，Rm 越大材料的综合成形性能越好。

屈强比为材料的屈服强度与抗拉强度之比， 大的变形加工，材料的成形性好，有利于冲压成形。

⑵延伸率延伸率A 即试样拉伸断裂后标距段的总变形与原标距长度之比的百分数。

材允许的塑性变形程度也越大，冲压性能越好。

⑶塑性应变比和塑性应变比平面各向异性度金属薄板塑性应变比；值反映金属薄板在其平面内承受压力或拉力时抵抗变薄或变厚的 能力，是金属薄板塑性各向异性的一种量度， 是衡量深冲性能的重要指标之一。

板材的深冲性能与其力学性能的各向异性密切相关，提高深冲性能的宗旨是力图使板材在板平面内具有高塑性流动性，同时，在板厚方向具有足够的抵抗塑性流动的能力。

r 值指将金属薄板试样单轴拉伸到产生均匀塑性变形时， 试样标距内，宽度方向的真实应变岛与厚度方向的真实应变凡之比。

金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。

根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。

对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。

A、布氏硬度(HB)用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力(F)压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径(L)。

布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。

以HBS(钢球)表示，单位为N/mm2(MPa)。

其计算公式为：式中：F--压入金属试样表面的试验力，N;D--试验用钢球直径，mm;d--压痕平均直径，mm。

测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。

在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。

举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf(9.807KN)试验力作用下，保持30s(秒)测得的布氏硬度值为120N/ mm2(MPa)。

B、洛氏硬度(HK)洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。

不同的是，它是测量压痕的深度。

即，在初邕试验力(Fo)及总试验力(F)的先后作用下，将压头(金钢厂圆锥体或钢球)压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量(e)计算硬度值。

其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。

其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。

硬度值用下式计算：当用A和C标尺试验时，HR=100-e当用B标尺试验时，HR=130-e式中e--残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位(0.002mm)时，即相当于洛氏硬度变化一个数。

e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度愈高。

上述三个标尺适用范围如下：HRA(金刚石圆锥压头)20-88HRC(金刚石圆锥压头)20-70HRB(直径1.588mm钢球压头)20-100洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。

金属板材的n值和r值解析在冲压领域，我们需要关注金属板材的抗拉强度、屈服强度、延伸率、加工硬化指数、各向异性指数。

本文将详细解析加工硬化指数n和各项异性指数r。

一、加工硬化指数n加工硬化指数英文为hardening index，常用字母n指代。

该指数由真实应力和真实应变定义。

计算n值的方法常用两点法，即利用拉伸试验所得的拉伸曲线，将拉伸力和伸长位移换算成真实应力和真实应变，得到真实σ-ε曲线（如下图），假设该曲线符合指数规律，即：σ = Kε^n（σ—真实应力，ε—真实应变，n —硬化指数，K —强度系数），公式两边取对数得：lnσ=lnK+nlnε，通过两点法可求出K值和n值。

硬化指数n值代表钢板在塑性变形中的硬化能力, 反映了变形均匀度、成形极限和裂纹是否产生等。

n值越大，整个成形过程中的变形越均匀。

对板材成形极限曲线具有明显的影响，n值大材料的成形极限曲线高，n值小材料的成形极限曲线低。

板材的拉胀性能在很大程度上取决于材料的n值，n值高时，拉胀性能也好。

因此，硬化指数n值是评价板材成形性能的重要指标之一。

二、塑性应变比r塑性应变比英文为plastic strain ratio，常用字母r指代，又称各项异性指数。

该指数是板材拉伸试样在试验中宽度方向应变εb和厚度方向应变εt之比。

即：b0和t0分别是试样原始宽度和厚度，b和t分别是试样在某一变形时的宽度和厚度。

板材的力学性能在轧制方向和其他方向有较大差别，故一般取为3个方位试件试验数据的平均值，用r表示：r=(r0 +2r45+r90)/4。

r0、r45、r90分别为沿板材轧制方向、与轧制方向成45°和垂直于轧制方向试件的厚向异性系数。

r值愈大，板材抵抗失稳变薄的能力愈大，愈不容易发展厚向变形；r值愈小，板材抵抗失稳变薄的能力愈弱，厚向变形愈容易。

r=1表示板材不存在厚向异性。

通俗来讲r值高，变形过程中金属在长宽上的流动优先于厚度上的流动。

标准研究测定金属材料塑性应变比U值）标准比对分析研究侯慧宁\方健2(1.冶金工业信息标准研究院北京100730; 2.宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900)摘要：塑性应变比（r值）作为评价金属材料成形性能的重要指标之一，在冷轧产品研发、生产质量控制与工业选材等方面得到了广泛应用。

2020年测定r值的国际标准ISO 10113:2020正式发布，与上一版相比增加了全自动方法应在试样平行长度部分均勾测量至少三处宽度的要求，这对我国主流试验技术和国产试验机测试能力带来了较大冲击和挑战。

本文主要针对新版IS O标准与上一版国际标准及我国现行国家标准在技术内容上的主要差异进行比对分析，并就未来采用和转化新版国际标准、修订国家标准给出建议。

关键词：金属材料；塑性应变比；标准比对中图分类号：T G14文献标识码：B文章编号：1003-0514(2020)06-0001-05Comparative analysis of standards for the determination of plastic strain ratio r formetallic materialsHou Huining1，Fang Jian2(1.China Metallurgical Information and Standardization Institute, Beijing 100730, China;2.Central Research Institute, Baoshan Iron and Steel Co., Ltd., Sanghai 201900, China )Abstract: As one of the important indexes to evaluate the formability of metallic materials, the plastic strain ratio r has been widely used in cold rolling product development, production quality control and industrial material selection. ISO 10113:2020, the newest international standard for measuring r value was officially published in 2020. Compared with the previous version, the requirement of the automatic method that at least three width measurement shall he carried out is added, which brings great impacts and challenges to the mainstream testing technologies and the testing ability of domestic machines in China. This article mainly compares and analyzes the main technical differences between the new ISO standard, the previous version and the cunent Chinese national standard, and gives suggestions on the revision of GB/T 5027 based on the adoption of ISO 10113:2020 in the future.Key words: metallic materials; plastic strain ratio; standard comparison在单轴拉伸应力作用下，试样宽度方向真实塑 性应变和厚度方向真实塑性应变之比称为塑性应 变比，即/•值％塑性应变比反映金属材料抵抗厚 度减薄的能力，它作为评价金属板材成形性能优劣、揭示因织构所主导的各向异性度强弱的重要指 标，在冷轧产品研发、生产质量控制与工业选材等 方面得到了广泛应用 '已成为评价材料成形性能的重要指标之一。

金属薄板的区间r值及其应用凃应宏;李荣锋;周崎【摘要】Both the serrated yielding of materials and singularity of the strain path in low strain level would cause discreteness of plastic stain ratio r value,and it would be hard to accurately evaluate the property of materials. The interval r value was a good solution for this problem due to its unique advantage of the result reproducibility. During the calculation of interval r value,whether or not theεb-εL regression line passed through the origin point of the coordinate would lead to the difference in results,butthe difference was not obvious in most condition.Whether or not the boundary condition of interval r value calculation should be set hadn’t been confirmed as far as the reproducibility.%材料的锯齿屈服效应以及低应变水平下塑性应变比 r 值应变路径存在的奇异性会造成r 值测试结果的明显离散，给材料性能的准确评价带来较大的困难，而区间 r 值可以较好地解决该类离散问题，在结果的重复性方面显现出独特优势。

金属拉伸试样的r值引言：金属材料在工程应用中占据着重要的地位，而金属拉伸试样是评估金属材料力学性能的重要手段之一。

在金属拉伸试验中，r值是一个关键参数，它反映了金属材料在拉伸过程中的各向异性。

本文将介绍金属拉伸试样的r值及其影响因素，以及在实际工程中的应用。

一、什么是金属拉伸试样的r值？r值是指金属材料在拉伸过程中横向变形与纵向变形之间的比值。

它可以用来描述金属材料在不同方向上的延展性差异程度，即材料的各向异性。

r值的计算公式为：r = ΔW/ΔL，其中ΔW表示试样的横向变形，ΔL表示试样的纵向变形。

r值的数值可以为正、负或零，分别代表着不同的各向异性特征。

二、影响金属拉伸试样r值的因素1. 晶体结构：金属材料的晶体结构决定了其各向异性。

例如，面心立方结构的金属材料具有较低的r值，而体心立方结构的金属材料则具有较高的r值。

2. 加工方式：金属材料的加工方式也会影响其r值。

例如，冷轧和热轧加工会导致材料中的晶粒取向发生变化，从而改变r值。

3. 拉伸速率：不同的拉伸速率可能会导致金属材料的r值发生变化。

一般来说，较高的拉伸速率会使材料的r值增加。

4. 温度：温度对金属材料的r值也有一定的影响。

在较高温度下，金属材料的r值通常会减小。

5. 材料组分：金属材料的化学成分也会影响其r值。

不同的合金元素对r值的影响程度不同。

三、金属拉伸试样r值的应用1. 产品设计：了解金属材料的r值可以帮助产品设计师选择合适的材料，以满足产品在不同方向上的力学性能要求。

2. 工艺优化：通过调整金属材料的加工方式和工艺参数，可以改变其r值，从而达到优化产品性能的目的。

3. 材料评估：r值可以作为评估金属材料各向异性程度的指标，用于材料的质量控制和评估。

4. 金属成形：了解金属材料的r值可以帮助金属成形工艺的设计和优化，提高成形效率和成形质量。

结论：金属拉伸试样的r值是描述金属材料各向异性的重要参数，它可以用来评估材料的力学性能，并在产品设计、工艺优化和材料评估等方面起到重要作用。