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2)试样尺寸: 原始标距 L0 应取 200mm±2mm 或 100±

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  金属材料力学性能检测样品制样作业指导书_材料科学_工程科技_专业资料。力学性能检测样品制样作业指导书 ? 使用目的: 规范金属原材及焊接件力学性能试样的制样方法及尺寸。 ? 试样依据: 《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》GB/T2975-1998 《金属材料

  力学性能检测样品制样作业指导书 ? 使用目的: 规范金属原材及焊接件力学性能试样的制样方法及尺寸。 ? 试样依据: 《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》GB/T2975-1998 《金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温拉伸试验方法》GB/T228.1-2010 《金属材料 弯曲试验方法》GB/T232-2010 《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》GB/T229-2007 《厚度方向性能钢板》GB/T5313-2010 《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》NB/T47016-2011 《钢筋焊接接头试验方法标准》JGJ/T27-2001 一、拉伸试样取样方法:GB/T 228.1-2010 1、厚度<3mm 的薄板和薄带试样加工类型 1)试样形状: 试样的夹持头部一般比其平行长度部分宽(见图 1) 。试样头部与平行长度之间应有过 渡半径至少为 20mm 的过渡弧相连接。头部宽度应≥1.2b0,b0 为原始宽度。 通过协议,也可使用不带头试样。 2)试样尺寸: 比例试样尺寸见表 1。 较广泛使用的三种非比例试样尺寸见表 2。 平行长度不应小于 L0+b0/2。 有争议时,平行长度应为 L0+2b0,除非材料尺寸不足够。 对宽度等于或小于 20mm 的不带头试样,除非产品标准中另有规定,原始标距 L0 应等 于 50mm。对于这类试样,两夹头间的自由长度应等于 L0+3b0。 加工尺寸应满足表 3 给出的形状公差。 3)试样制备: 制备试样应不影响其力学性能, 应通过机加工方法去除由于剪切或冲切而产生的加工硬 化部分材料。 这些试样优先从板材或带材上制备。如果可能,应保留原轧制面。 图 1 机加工的矩形横截面试样 表 1 矩形横截面比例试样 表 2 矩形横截面非比例试样 表 3 试样宽度公差(单位:mm) 2、直径或厚度小于 4mm 线材、棒材和型材试样加工类型 1)试样形状: 试样通常为产品的一部分,不经机加工(见图 2) 。 2)试样尺寸: 原始标距 L0 应取 200mm±2mm 或 100mm±1mm。试验机两夹头之间的试样长度至少等于 L0+3b0,或 L0+3d0,最小值为 L0+20mm。见表 4。 如果不测定断后伸长率,两夹头间的最小自由长度可以为 50mm。 3)如以盘卷交货的产品,可进行校直。 图 2 产品一部分的不经机加工试样 表 4 非比例试样 3、厚度≥3mm 板材和扁材以及直径或厚度≥4mm 线材、棒材和型材试样加工类型 1)试样形状: 通常试样需进行机加工。 平行长度和夹持头部之间应以过渡弧连接, 试样头部形状应试 样头部应适合于试验机夹头的夹持(见图 3) 。夹持端和平行长度之间的过渡弧的最小半径 应为:a)圆形截面试样≥0.75d;b)其他试样≥12mm。 如相关产品标准有规定,型材、棒材等可采用不经机加工的试样进行试验。 试样原始截面积可以为圆形、方形、矩形或特殊情况时为其他形状。矩形横截面试样, 推荐其宽厚比不超过 8:1。 机加工的圆形横截面试样其平行长度的直径一般不应小于 3mm。 2)试样尺寸: 机加工试样的平行长度: a)圆形截面试样 Lc=L0+d0/2;b)其他形状试样 Lc=L0+1.5 ;c)对于仲裁试验,平行 长度应为 L0+2d0 或 L0+2 ,除非材料尺寸不足够。 不经机加工试样的平行长度: 试验机两夹头间的自由长度应足够, 以使试样原始标距的标记与最接近夹头间的距离不 小于 。 原始标距: a)比例试样:L0=K ,其中比例系数 k 通常取值 5.65,也可取 11.3。圆形横截面比例 试样和矩形横截面比例试样应优先采用表 5 和表 6 推荐的尺寸。B)非比例试样:矩形横截 面非比例试样尺寸见表 7。 平行长度不应小于 L0+b0/2。 对于仲裁试验, 平行长度应为 L0+2b0, 除非材料尺寸不足够。 3)试样制备: 机加工试样的横向尺寸公差应满足表 8 要求。 图 3 圆形横截面机加工试样 表 5 圆形横截面比例试样 表 6 矩形横截面比例试样 表 7 矩形横截面非比例试样 表 8 试样横向尺寸公差(单位:mm) 4、管材试样加工类型 1)试样形状: 试样可以为全壁厚纵向弧形试样,管段试样,全壁厚横向试样,或从管壁厚度机加工的圆形 横截面试样(见图 4 和图 5) 。 2)试样尺寸: 纵向弧形试样: 尺寸见表 9。纵向弧形试样一般适用于管壁厚厚度大于 0.5mm 的管材。 为了在试验机上夹持,可以压平纵向弧形试样的两头部,365体育但不应将平行长度部分压平。 不带头的试样, 两夹头间的自由长度应足够, 以使试样原始标距的标记与最接近的夹头 间的距离不少于 1.5 。 管段试样: 管段试样尺寸见表 10。应在试样两端加以塞头。塞头至最近的标距标记的距离不应小 于 D0/4,仲裁时此距离为 D0。 允许压扁管段试样两夹持头部,加或不加扁块塞头后进行试验。仲裁试验不压扁,应加 配塞头。 机加工的横向试样: 机加工的横向矩形横截面试样,管壁厚度小于 3mm 时,采用表 1 或表 2 的试样;管壁 厚度大于或等于 3mm 时,采用表 6 或表 7 的试样。 不带头的试样, 两夹头间的自由长度应足够, 以使试样原始标距的标记与最接近的夹头 间的距离不少于 1.5b0。 应采用特别措施校直横向试样。 管壁厚度加工的纵向圆形横截面试样: 机加工的纵向圆形横截面试样应采用表 5 的试样。 若相关产品标准未具体规定圆形横截 面尺寸,应按表 11 选定。 图 4 圆管管段试样 图 5 圆管的纵向弧形试样 表 9 纵向弧形试样 表 10 管段试样 表 11 管壁厚度机加工的纵向圆形横截面试样 二、弯曲试样取样方法:GB/T232-2010 1、一般要求 试验使用圆形、方形、矩形或多边形横截面试样。样坯的切取位置和方向应按照相关产 品标准的要求。如未具体规定,对于钢产品,应按照 GB/T2975 的要求。试样应去除由于剪 切或火焰切割或类似的操作二影响了材料性能的部分。 2、试样宽度 试样宽度应按照相关产品标准的要求,如未具体规定,应按照以下要求: 1) 当产品宽度≤20mm 时,试样宽度为原产品宽度;试样类型编号:W-1。 2) 当产品宽度>20mm 时:a)产品厚度<3mm 时,试样宽度为 20±5mm;b)产品厚 度≥3mm 时,试样宽度在 20mm~50mm 之间;试样类型编号:W-2。 3、试样厚度 试样厚度或直径应按照相关产品标准的要求,如未具体规定,应按照以下要求: 1) 对于板材、带材和型材,试样厚度应为原产品厚度。如果产品厚度>25mm,试样厚 度可以机加工减薄至≥25mm,并保留一侧原表面。弯曲试验时,试样保留的原表面 应位于受拉变形一侧。试样类型编号:T-1。 2) a)直径(圆形横截面)或内切圆直径(多边形横截面)≤30mm 的产品,其试样横 截面应为原产品的横截面。 b)对于直径或多边形很界面内切圆直径> 30mm ~≤ 50mm 的产品,可以将其机加工成横截面内切圆直径≥25mm 试样。c)直径或多边 形横截面内切圆直径>50mm 的产品,应将其机加工成横截面内切圆直径≥25 的试 样。试样未经机加工的原表面应置于受拉变形一侧。试样类型编号:T-2。 三、冲击试样取样方法:GB/T229-2007 1、一般要求 标准尺寸冲击试样长度为 55mm,横截面为 10mm×10mm 方形截面。在试样长度中间 有 V 型或 U 型缺口。如试料不够制备标准尺寸试样,可使用宽度 7.5mm、5mm 或 2.5mm 的 小尺寸试样(见图 6 和表 12) 。 试样表面粗糙度 Ra 应优于 5μ m,端部除外。365体育 2、缺口几何形状 应保证缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹。 缺口对称面应垂直于试样纵向轴线) V 型缺口 V 型缺口应有 45°夹角,其深度为 2mm,底部曲率半径为 0.25mm(见图 6a 和表 12) 。 2) U 型缺口 U 型缺口深度应为 2mm 或 5mm(除非另有规定) ,底部曲率半径为 1mm(见图 2b 和表 12) 。365体育 3、试样尺寸及偏差 规定的试样及缺口尺寸与偏差在图 6 和表 12 中示出。 4、试样的制备 试样样坯的切取应按相关产品标准或 GB/T2975 的规定执行,试样制备过程应使由于过热或 冷加工硬化而改变材料冲击性能的影响至最小。 注:符号 l、h、w 和数字 1~5 的尺寸见表 12。 图 6 夏比冲击试样 表 12 试样的尺寸与偏差 四、厚度方向性能试样取样方法:GB/T5213-2010 1、取样 样坯应在沿主轧制方向(纵向)的一端的中部切取(宽度 1/2 处) ,对于钢锭成材的钢 板,应确保取在对应钢锭头部端。该样坯足以制备 6 个试样,其中 3 个为备用。应确保在最 终试样的加工过程中伴随的热影响或加工硬化区北去除。 2、试样制备 应从符合要求的坯样上, 按步骤制备带延伸部分或不带延伸部分的试样, 试样的轴线应 垂直于钢板表面。带延伸部分的试样规定如下:①对于 15mm≤t≤20mm,应有延伸部分, t 为产品厚度。②对于 t>20mm,可选择延伸部分,t 为产品厚度。 3、带延伸部分的试样(见图 7) 焊接前,应先清除试样表面的所有铁锈、氧化铁皮、油脂等杂物。 1) 采用摩擦焊或其他合适方法以保证热影响区最小的方式,将延伸部分焊接到试样的两个 表面上。 2) 试样直径 d0 如下: 对于 15mm≤t≤25mm 时,d0=6mm 或 10mm; 对于 t>25mm 时,d0=10mm。 3) 试样的平行长度 Lc 应至少为 1.5d0 且不超过 80mm,热影响区应在 Lc 之外。 4、不带延伸部分的试样(见图 8、图 9) 1)试样直径 d0 如下: 对于 20mm≤t≤40mm 时,d0=6mm 或 10mm; 对于 40mm<t≤400mm,d0=10mm。 2)试样的平行长度 Lc 应至少为 1.5d0 且不超过 80mm; 3)对于 t≤80mm 的产品, 试样总长度 Lt 应等于产品全厚度 t。 4)对于 80mm<t≤400 的产品,试样总长度 Lt 应使 Lc 包括产品厚度 1/4 位置。 图 7 带两个延伸部分的试样的制备和类型 图 8 不带延伸部分的试样的制备和类型 图 9 当产品厚度(t)80mm<t≤400mm 时不带延伸部分的试样的制备和类型 五、承压设备产品焊接试件力学性能检验试样取样方法:NB/T47016-2011 1、试件尺寸:棒状试件长度≥300mm,宽度≥250mm;管状试件长度≥250mm。试件尺寸 参见图 10、图 11。 图 10 板状试件尺寸和试样位置图 图 11 管状试件的试样位置图 2、接头拉伸试样 1)取样和加工要求 a)拉伸试样应包括试件上每一种焊接方法(或焊接工艺)的焊缝金属和热影响区; b)对于复合金属,当覆层厚度参与复合板的强度计算时,拉伸试样包括覆层和基层; 当覆层厚度不参与复合板的强度计算时,拉伸试样则去除覆层及其焊缝金属。 c)试样的焊缝余高应以冷加工法去除,使之与母材齐平; d)厚度≤30mm 试件,采用全厚度试样进行试验,试样厚度应等于或接近试件母材厚 度 T; e)当受试验机能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时,则可将试件在厚度方向上均匀 分层取样,等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度。等分后的两片 或多片试样试验代替一个全厚度试样的试验。 2)试样形式 a)紧凑型板接头带肩板形拉伸试样(见图 12)适用于所有厚度板状试件; b)紧凑型管接头带肩板形拉伸试样形式Ⅰ(见图 13) ,适用于外径>76mm 的所有壁厚 管状试件; c)紧凑型管接头带肩板形拉伸试样形式Ⅱ(见图 14) ,适用于外径≤76mm 的所有壁厚 管状试件; d)管接头全截面拉伸试样(见图 15) ,适用于外径≤76mm 的管状试件。 图 12 紧凑型板接头带肩板形拉伸试样 图 13 紧凑型管接头带肩板形拉伸试样形式Ⅰ 图 14 紧凑型管接头带肩板形拉伸试样形式Ⅱ 图 15 管接头全截面拉伸试样 3、全焊缝拉伸试样 1)取样和加工要求 圆棒试样端头部分的直径应取焊缝横断面内许可的最大值, 但不大于 20mm, 示意见图 16。 2)全焊缝金属拉伸试样按图 17 规定,图中 d0 部分应全部由焊缝金属组成。 图 16 圆棒状拉伸试样在焊缝金属内的位置 图 17 圆棒状全焊缝金属拉伸试样 4、弯曲试验试样 1)试样形式和加工 a)试样的焊缝余高应采用冷加工法去除,面弯、背弯试样的拉伸表面应齐平,试样受拉伸 表面不应有划痕和损伤。 b)面弯和背弯试样见图 18 和表 13。 ①表 13 中序号为 1 的母材类别: 当 T>3mm 时,取 S=3mm,从试样受压面去除多余厚度; 当 T≤3mm 时,S 尽量接近 T; ②表 13 中除序号为 1 以外的母材类别: 当 T>10mm 时,取 S=10mm,从试样受压面去除多余厚度; 当 T≤10mm 时,S 尽量接近 T; ③板状及外径φ >100mm 管状试件,试样宽度 B=38mm;当管状试件外径φ 为 50mm~ 100mm 时,则 B=(S+φ /20)mm,且 8mm≤B≤38mm;10mm≤φ <50mm 时,B=(S+φ /10)mm,且最小为 8mm;或φ ≤25mm 时,则将试件在圆周方向上四等分取样。 c)横向侧弯试样见图 19。 ①当试件厚度 T 为 10mm~<38mm 时,试样宽度 B 接近或等于试件厚度。试样的厚度分别 为 3mm(表 13 中序号为 1 的母材类别) ,或 10mm(表 13 中序号为 1 以外的母材类别) ; ②当试件厚度 T≥38 时,允许沿试件厚度方向分层切成宽度为 20mm~38mm 等分的两片或 多片试样的试验代替一个全厚度侧弯试样的试验,或者试样在全宽度下弯曲。 表 13 弯曲试验条件及参数 图 18 面弯和背弯试样 图 19 横向侧弯试样 5、冲击试验试样 1)试样: a)试样取向:试样总轴线应垂直于焊缝轴线,夏比 V 型缺口轴线垂直于母材表面; b)取样位置:在试件厚度上的取样位置见图 20; c)缺口位置:焊缝区试样的缺口轴线应位于焊缝中心线上。热影响区试样的缺口轴线至试 样纵轴线与熔合线交点的距离 k 大于零,且应尽可能多的通过热影响区,祥见图 21。 2)试样形式、尺寸和试验方法应符合 GB/T229 的规定,当试件尺寸无法制备标准试样(宽 度为 10mm)时,则应依次制备宽度为 7.5mm 或 5mm 的小尺寸冲击试样。 图 20 冲击试样位置图 图 21 热影响区冲击试样缺口轴线位置