金屬工藝性能

金屬(jīnshǔ)工藝性能共四十頁力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能：材料在外力作用下應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系；它是材料的使用性能；強(qiáng)度設(shè)計(jì)(shèjì)的依據(jù)。工藝性能：材料適應(yīng)某種加工工藝的能力。它是力學(xué)性能試驗(yàn)的一種補(bǔ)充試驗(yàn)，其判定較為直觀。共四十頁特點(diǎn)(tèdiǎn)試驗(yàn)過程與材料的加工工藝過程、使用條件(tiáojiàn)相類似。試驗(yàn)結(jié)果能較好地反映材料的宏觀塑性、韌性及部分外表質(zhì)量問題。試樣容易加工。試驗(yàn)方法簡便，無需復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)。共四十頁分類(fēnlèi)棒材：頂鍛試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)等型材：展平彎曲、反復(fù)彎曲等板材(bǎncái)：彎曲、反復(fù)彎曲、鍛平、杯突等管材：液壓、擴(kuò)口、縮口、彎曲、壓扁、卷邊等線材：反復(fù)彎曲、扭轉(zhuǎn)等共四十頁常用(chánɡyònɡ)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)金屬材料彎曲試驗(yàn)方法(GB/T232-1999)金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)方法(GB/T242-1997)金屬管壓扁試驗(yàn)方法(GB/T246-1997)焊接(hànjiē)接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方法（GB/T2653-1989）金屬材料薄板和薄帶埃里克森杯突試驗(yàn)(GB/T4156-2007)共四十頁試驗(yàn)(shìyàn)標(biāo)準(zhǔn)金屬材料頂鍛試驗(yàn)方法(fāngfǎ)（GB/T233-2000)金屬管彎曲試驗(yàn)方法(GB/T244-1997)金屬管卷邊試驗(yàn)方法(GB/T245-1997)金屬材料反復(fù)彎曲試驗(yàn)方法(GB/T235-1999)金屬材料線材反復(fù)彎曲試驗(yàn)方法(GB/T238-2002)金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法(GB/T239-1999)金屬材料線材纏繞試驗(yàn)方法(GB/T2976-2004)共四十頁金屬彎曲(wānqū)試驗(yàn)?zāi)康模憾ㄐ缘貦z驗(yàn)在給定(ɡěidìnɡ)試驗(yàn)條件下，試樣承受彎曲變形的能力，并揭露其缺陷。原理：將一定形狀和尺寸的試樣放置于彎曲裝置上,以規(guī)定直徑的彎心將試樣彎曲到所要求的角度后,卸除試驗(yàn)力檢查試樣承受宏觀變形的能力。彎曲試驗(yàn)與彎曲力學(xué)性能試驗(yàn)區(qū)別：前者定性后者定量；前者用于韌性材料后者用于脆性材料。共四十頁取樣(qǔyàng)定義縱向：試樣長軸平行于軋制或鍛造時(shí)的最大延伸(yánshēn)方向橫向：試樣長軸垂直于軋制或鍛造時(shí)的最大延伸方向徑向：試樣長軸沿圓半徑方向且垂直于軸向切向：試樣長軸沿圓周方向且垂直于軸向共四十頁共四十頁共四十頁彎曲試樣(shìyànɡ)－通則試樣可為圓形、方形、長方形或多邊形橫截面棒材或板材等。取樣位置、方向按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或GB/T2975彎曲受拉表面不得有劃痕和損傷。方形和長方形試樣的棱邊應(yīng)銼圓，其半徑不應(yīng)大于厚度的1/10。棱邊倒圓時(shí)不應(yīng)形成影響試驗(yàn)結(jié)果的橫向毛刺、傷痕或刻痕。用機(jī)加工方法去除剪切或火焰切割(qiēgē)等形成的影響材料性能的區(qū)域，并保留一側(cè)原表面。彎曲試驗(yàn)時(shí)，原表面應(yīng)位于彎曲的拉伸面。共四十頁彎曲試樣尺寸(chǐcun)－寬度按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)要求產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定時(shí)：產(chǎn)品寬度≤20mm---試樣采用原寬度產(chǎn)品寬度＞20mm厚度＜3mm---試樣寬度為20mm±5mm厚度≥3mm---試樣寬度為20~50mm共四十頁彎曲(wānqū)試樣尺寸－厚度按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)要求產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定時(shí)：產(chǎn)品厚度≤25mm--試樣采用原厚度產(chǎn)品厚度＞25mm--機(jī)加工減薄至≥25mm共四十頁彎曲試樣(shìyànɡ)尺寸－直徑產(chǎn)品直徑≤50mm--試樣采用(cǎiyòng)原橫截面，如試驗(yàn)機(jī)能力不足，對直徑超過30~50mm的產(chǎn)品，可加工成橫截面內(nèi)切圓直徑＞25mm的試樣。產(chǎn)品直徑＞50mm--可加工成橫截面內(nèi)切圓直徑＞25mm的試樣。鋼筋類產(chǎn)品一般應(yīng)以其全截面進(jìn)行試驗(yàn)。非仲裁試驗(yàn)，經(jīng)協(xié)議可用寬度和厚度大于以上規(guī)定的試樣。共四十頁焊接(hànjiē)試板彎曲—術(shù)語焊接試板彎曲分類：橫向正彎、橫向背彎、橫向側(cè)彎、縱向正彎、縱向背彎。橫彎：焊縫軸線與試樣縱軸垂直時(shí)的彎曲。縱彎：焊縫軸線與試樣縱軸平行時(shí)的彎曲。正彎：試樣受拉面(lāmiàn)為焊縫正面的彎曲。雙面不對稱焊縫、焊縫最大寬度面為正面；雙面對稱焊縫，先焊面為正面。背彎：試樣受拉面為焊縫背面的彎曲。側(cè)彎：試樣受拉面為焊縫縱剖面的彎曲。共四十頁共四十頁焊接試板彎曲試樣(shìyànɡ)尺寸橫彎試樣：厚度(hòudù)為焊接接頭的試件厚度(hòudù)，寬度≥1.5試件厚度（最小20mm）；側(cè)彎試樣：厚度≥10mm，寬度等于焊接接頭母材厚度；樣胚原則上取焊板的全厚度，如無法實(shí)現(xiàn)(例如:對于橫彎厚度大于30mm;對于側(cè)彎厚度大于40mm)，則可取多個(gè)試樣樣胚，而且所取的試樣樣胚應(yīng)覆蓋焊板的全厚度。共四十頁彎曲(wānqū)試驗(yàn)設(shè)備支輥式彎曲裝置(zhuāngzhì)L=(d+3a)±0.5aV型模具式彎曲裝置虎鉗式彎曲裝置翻板式彎曲裝置L=(d+2a)±2~6mm共四十頁共四十頁彎曲試驗(yàn)程序(chéngxù)及結(jié)果試樣在外力作用下彎至規(guī)定的彎曲(wānqū)角度后卸載，并檢查試樣受拉表面情況；試驗(yàn)時(shí)應(yīng)緩慢施加彎曲力；按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)評定結(jié)果；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎曲角度認(rèn)作為最小值，規(guī)定的彎曲半徑認(rèn)作為最大值。共四十頁彎曲試驗(yàn)(shìyàn)的影響因素寬厚比：寬度(kuāndù)越大要求越嚴(yán)格；彎心直徑：直徑越小要求越嚴(yán)格；彎曲角度：角度越大要求越嚴(yán)格。共四十頁金屬管彎曲(wānqū)試驗(yàn)定義：在帶槽彎心上將管材試樣彎至規(guī)定角度，檢驗(yàn)金屬管承受彎曲塑性變形的能力并顯示(xiǎnshì)其缺陷的試驗(yàn)。目的：檢驗(yàn)金屬管對彎曲加工的適用性。共四十頁金屬管彎曲(wānqū)試驗(yàn)彎心應(yīng)該具有與管外徑輪廓相適應(yīng)的溝槽。彎曲裝置應(yīng)能限制管的橫截面發(fā)生橢圓變形（橢圓短軸最小值≥原外徑85%）。對焊接管，如相關(guān)(xiāngguān)標(biāo)準(zhǔn)對焊縫位置未做規(guī)定，焊縫應(yīng)置于試驗(yàn)位置的水平中心線。共四十頁金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)(shìyàn)定義：將規(guī)定錐度的頂心壓入金屬管一端，使直徑均勻地?cái)U(kuò)張至規(guī)定尺寸，檢驗(yàn)金屬管徑向擴(kuò)張塑性變形的能力并顯示其缺陷的試驗(yàn)(shìyàn)。原理：用圓錐形頂心擴(kuò)大管段試樣的一端，直至擴(kuò)大端的最大外徑達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值D0。目的：檢驗(yàn)在給定條件下管子的塑性變形能力，適用于外徑<150mm壁厚<10mm管材；擴(kuò)口率：Xd=（D0-D）/D×100%共四十頁金屬管卷邊試驗(yàn)(shìyàn)目的：檢驗(yàn)圓形橫截面金屬管塑性變形的能力，適用(shìyòng)于外徑<150mm壁厚<10mm管材；方法：先擴(kuò)口，再卷邊共四十頁金屬管壓扁試驗(yàn)(shìyàn)定義：將金屬管壓扁至規(guī)定尺寸，檢驗(yàn)其塑性變形能力并顯示其缺陷的試驗(yàn)(shìyàn)。原理：垂直于管的縱軸方向?qū)σ?guī)定長度的試樣或管的端部施加外力進(jìn)行壓扁，直至在力的作用下兩壓板之間的距離達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品所規(guī)定的值H。如為閉合壓扁，試樣內(nèi)表面接觸的寬度應(yīng)至少為試樣壓扁后其內(nèi)寬度的1/2。壓扁系數(shù)：H=(1+α)t/(α+t/D)共四十頁金屬管壓扁試驗(yàn)(shìyàn)適用(shìyòng)于外徑<600mm壁厚<15×600mm管材；試樣長度：10mm<L<100mm；焊接管：焊縫與力軸可取90度、45度、或0度共四十頁金屬(jīnshǔ)杯突試驗(yàn)定義：用球形沖頭將夾緊的金屬板或帶狀試樣壓入規(guī)定尺寸的沖模內(nèi)直至出現(xiàn)穿透裂縫，測量杯突深度值的試驗(yàn)。目的：檢驗(yàn)金屬板材（尤其是薄板）適應(yīng)拉脹成形(chénɡxínɡ)的極限能力。試樣：一般為厚度0.1～2.0mm、寬度>90mm未經(jīng)加工的薄板。共四十頁杯突試驗(yàn)(shìyàn)示意圖方法步驟測量試樣厚度加潤滑劑將試樣放入壓模并加約10kN壓緊力平穩(wěn)施加壓力直至有裂紋穿透試樣時(shí)停機(jī)測量壓頭(yātóu)壓入的深度，精確到0.1mm共四十頁影響杯突試驗(yàn)(shìyàn)結(jié)果的因素試樣夾緊力潤滑條件試驗(yàn)加力速度(sùdù)杯突試驗(yàn)終止（裂紋穿透）點(diǎn)的控制共四十頁金屬(jīnshǔ)頂鍛試驗(yàn)定義：對規(guī)定尺寸的試樣進(jìn)行錘擊或鍛打，檢驗(yàn)(jiǎnyàn)金屬在室溫或熱狀態(tài)下承受頂鍛塑性變形的能力并顯示其缺陷的試驗(yàn)。鍛壓比：頂鍛后試樣高度與鍛前試樣高度之比，一般取1/3。試樣：橫截面尺寸（直徑、內(nèi)切圓直徑）為6～30mm，高度h約為直徑的1.5倍共四十頁金屬反復(fù)(fǎnfù)彎曲試驗(yàn)定義：將試樣一端固定，繞規(guī)定半徑的圓柱支座彎曲90度，再沿相反方向彎曲的重復(fù)彎曲試驗(yàn)?zāi)康模簷z查金屬線材（0.3～10mm）、薄板(báobǎn)和薄帶（<3mm）在反復(fù)彎曲中承受塑性變形的能力并顯示其缺陷共四十頁金屬反復(fù)彎曲(wānqū)試驗(yàn)方法步驟查表選取支座半徑及圓柱頂部至撥桿底部距離夾緊試樣下端，并將試樣向左彎90度然后返回起始位置作為第1次彎曲(wānqū)，再由此位置向右彎90度并回到起始位置作為第2次彎曲，依次連續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)共四十頁金屬反復(fù)(fǎnfù)彎曲試驗(yàn)以每秒<1次的均勻(jūnyún)速度進(jìn)行彎曲操作，直至規(guī)定的彎曲次數(shù)或出現(xiàn)肉眼可見的裂紋試樣斷裂的最后一次彎曲不計(jì)入彎曲次數(shù)為確保試樣與支座連續(xù)接觸可施加一些張緊力共四十頁金屬線材纏繞(chánrào)試驗(yàn)定義：將線材(xiàncái)緊密地纏繞在一定直徑的芯棒上，以規(guī)定圈數(shù)成螺旋線圈目的：測定金屬線材在纏繞試驗(yàn)過程中承受塑性變形的能力試樣：直徑為0.1～10mm的金屬線材共四十頁金屬線材纏繞(chánrào)試驗(yàn)試驗(yàn)程序線材沒有任何扭轉(zhuǎn)，以<1圈/s的均勻速度以螺旋線形式纏繞在規(guī)定芯棒上纏繞時(shí)，可在自由端加不超過材料抗拉強(qiáng)度5％的拉緊力如要求解圈后再纏繞，速度應(yīng)盡可能慢以防樣品發(fā)熱按規(guī)定檢查試樣表面，一般未發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)裂紋判為合格共四十頁金屬線材扭轉(zhuǎn)(niǔzhuǎn)試驗(yàn)單扭定義：試樣繞自身軸線向一個(gè)方向(fāngxiàng)均勻旋轉(zhuǎn)360度作為一次扭轉(zhuǎn)，至規(guī)定次數(shù)或試樣斷裂雙扭定義：試樣繞自身軸線向一個(gè)方向均勻旋轉(zhuǎn)360度作為一次扭轉(zhuǎn)至規(guī)定次數(shù)后，向相反方向旋轉(zhuǎn)相同次數(shù)或試樣斷裂目的：檢驗(yàn)線材承受扭轉(zhuǎn)塑性變形的能力，顯示材料的不均勻性表面和內(nèi)部缺陷共四十頁線材扭轉(zhuǎn)樣品(yàngpǐn)及設(shè)備樣品：平直的金屬線材，可適當(dāng)矯直尺寸：根據(jù)直徑(zhíjìng)選取夾頭間標(biāo)記長度設(shè)備：倆夾頭鉗口硬度為55～65HRC，并在試驗(yàn)中保持在同一軸線，一端固定另一端可雙向旋轉(zhuǎn)并能沿軸向自由移動(dòng)，可調(diào)節(jié)速度，有計(jì)數(shù)裝置和長度標(biāo)尺共四十頁金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)(shìyàn)程序按要求選取夾持裝置，并可加<2％的抗拉強(qiáng)度拉緊力值按條件選取扭轉(zhuǎn)速度，偏差在10％之內(nèi)計(jì)數(shù)器調(diào)零，開機(jī)試驗(yàn)并記錄不同方向的扭轉(zhuǎn)次數(shù)，Nt表示單扭，N1、N2表示雙扭當(dāng)扭轉(zhuǎn)次數(shù)，表面及斷口符合要求時(shí)，試驗(yàn)有效(yǒuxiào)；若扭轉(zhuǎn)次數(shù)未達(dá)要求、或斷口離夾頭<2D則試驗(yàn)