材料力学与工艺性能试验取样方法试样规格.docx

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材料力学与工艺性能试验取样方法试样规格

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通益科技有限公司

锅炉、压力容器受压元件用材料

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力学与工艺性能试验取样方法和试样规格

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原材料力学与工艺性能试验的取样方法和试样规格

适用范围

本标准适用于公司锅炉、压力容器产品受压元件用原材料、锻件复验与工艺性能试验所需常规试验的取样和试样加工。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误内容）或修改版均不适用于本标准，然后鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不住日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T2975《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》

NB/T47008~NB/T47010《压力容器用钢锻件》

GB6396-2008《复合钢板力学及工艺性能试验方法》

GB/T232-2010《金属材料弯曲试验方法》

GB/T4348-2006《金属材料高温拉伸试验方法》

GB/T4334.5-2000《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法》

GB242-2007《金属管扩口试验方法》

GB246-2007《金属管压扁试验方法》

JB3375-2002《锅炉用材料入厂检验规则》

JB/T9626-1993《锅炉锻件技术条件》

GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》

GB/T2970-2004《厚钢板超声波检验方法》

GB/T228.1-2010《金属拉伸试验方法》

GB/T223《钢铁及合金化学分析方法》

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1.试样制取一般规定

1.1原材料及锻件复验或补充检验所需试样的制取，均按相关的企业标准及质量手册、程序文件的规定由有关技术人员填写理化检验委托单，内容应该逐项填写，以便操作者正确取样；并填写处所需试样的试样代号，按试样代号加工试样。

1.2样坯从制品上切取部位及方向应符合有关产品标准、材料标准及协议的有关规定。

切取样坯和机加工试样均应严防因冷加工或受热而影响金属的力学性能，通常以在切削机床上进行为宜。

用热切割或冷剪法切取样坯时，从样坯切割线至试样边缘必须留有足够的加工余量。

1.2.1热加工时，加工余量一般应不小于钢产品的厚度或直径，但最小不得小于20mm。

1.2.2冷加工时，加工余量按表1选取：

表1冷加工时加工余量

直径或厚度

加工余量

≤4

＞4~10

直径或厚度

＞10~12

＞20~35

＞35

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1.3有热处理要求的压力容器受压元件（包括锻件）其样坯应与其同炉热处理后加工试样。

1.4试样加工掉的两边必须与毛坯料的中心对称。

试样表面有显著横向刀、磨痕或机械损伤，有明显的淬火变形或裂纹以及肉眼可见的冶金缺陷均不允许用于试验。

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2.钢板和锻件复验或试验项目及要求见表2，如图样或技术文件有特殊要求，应按特殊要求填写委托单，并进行图示或提供试样加工图。

表2常用原材料复验项目与取样要求一览表

复验项目

试验数量

取样方法

试验方法

试验代号

备注

钢板

碳素钢和低合金钢板

表面质量、标志

逐张

—

肉眼

—

化学分析

1（每个炉罐号）个

GB/T222

GB/T223

—

拉伸试验

每批1个

GB/T2975

GB/T228

CLSY03~06

冷弯

每批1个

GB/T232

CLSY15~16

冲击

低温

每批2张，每张3个

GBT229

CLSY18~19

钢板用于壳体，使用温度低于或等于-20℃做低温，无特殊要求钢板均做常温

常温

每批3个

*超探

逐张

GB/T4730

GB/T2970

—

厚度大于30mm或图样要求

钢

板

低温压力容器用钢板

表面质量、标志

逐张

—

肉眼

—

化学分析

1（每个炉罐号）个

GB/T222

GB/T223

—

拉伸试验

每批1个

GB/T2975

GB/T228

CLSY03~06

冷弯

每批1个

GB/T232

CLSY15~16

低温冲击

每批3个

GB/T229

CLSY18~19

*超探

逐张

JB/T4730

GB/T2970

—

厚度＞20mm或图样要求

Cr-Mo钢

表面质量、标志

逐张

—

肉眼

—

化学分析

1（每个炉罐号）个

GB/T222

GB/T223

—

拉伸试验

每批1个或按图样

GB/T2975

GB/T228

CLSY03~06

冷弯

每批1个或按图样

GB/T232

CLSY15~16

冲击

每批3个或按图样

GB/T229

CLSY18~19

*高温拉伸

1（每个炉罐号）个

GB/T4338

CLSY22

根据图样要求

*超探

逐张

JB/T4730

GB/T2970

—

厚度＞25mm或图样要求

不锈钢

表面质量、标志

逐张

—

肉眼

—

化学分析

1（每个炉罐号）个

GB/T222

GB/T223

—

拉伸试验

每批1个或按图样

GB2975

GB/T228

CLSY03~06

冷弯

每批1个或按图样

GB/T232

CLSY15~16

*腐蚀试验

每批2个

GB/T4334

CLSY23

根据图样要求

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表2续常用原材料复验项目与取样要求一览表

复验项目

试验数量

取样方法

试验方法

试验代号

备注

锻件

碳钢

CrMo不锈钢

表面质量、标志

逐件

—

肉眼

—

化学分析

1（每炉罐号）个

GB/T222

GB/T223

—

拉伸试验

按锻件级别确定数量

GB/T2975

GB/T228

CLSY01~02

根据图样要求与锻件级别

冲击

GB/T229

CLSY18~19

根据图样要求与锻件级别

硬度

GB/T231

—

根据图样要求与锻件级别

*超探

JB/T4730

GB/T2970

—

根据图样要求与锻件级别

*晶粒度

YB/T5148

CLSY25

根据图样要求与锻件级别

*非金属夹杂物

GB/T10561

CLSY26

根据图样要求与锻件级别

*磁粉或渗透

JB/T4730

—

根据图样要求与锻件级别

*腐蚀试验

GB/T4334

CLSY23

根据图样要求与锻件级别

钢管

20G

CrMo不锈钢

表面质量、标志

逐根

—

肉眼

—

化学分析

1（每炉罐号）个

GB/T222

GB/T223

—

常温拉伸

每批在2根管上各取1个

GB/T2975

GB/T228

CLSY01~02

圆形试样：

D＞30，δ≥8

CLSY07~11

全截面试样：

D≤30，δ≤8

CLSY12~14

纵向弧形试样D＞30，δ＞8

压扁试验

GB246

CLSY21

外径＞22~400mm，且壁厚≤10mm，按GB3087供货；或壁厚≤40mm，按GB5310供货

*晶粒度

YB/T5148

CLSY25

按GB5310供货的优质碳素结构钢管和合金结构钢管

*显微组织检验

GB/T13298

—

按GB5310供货的优质碳素结构钢管和合金结构钢管

*脱碳层检验

GB/T224

—

按GB5310供货，外径≤76mm的冷拔（轧）管

*冲击

每批在2根管上各取3个

GB/T2975

GB/T229

CLSY19

按GB5310供货，壁厚≥12mm的合金钢管

*超探

逐张

JB/T4730

GB/T2970

—

按GB5310供货，壁厚＞30mm

注：

*符合备注要求时该项复验

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3试样代号及标记规定

3.1力学及工艺性能实行每种试样一个代号，便于操作者按图样制取试样（若属本标准代号之外试样，委托者应提供试样加工图，并报技术监督部门申请试样代号）。

试样代号规定如下：

CLSY**

顺序号

（原材料）试样号

3.2试样检号（委托编号）标记应打在试样端面或侧面（晶间腐蚀应打在端面上，夏比冲击试样不应标在支承面上）如打印标记影响试验准确性，也可采用标签在盛装试样的口袋表面标记或其他办法进行标记移植，试样标记应清楚，正确地由试样——样坯——成品试样逐一移植，若标记不请或无标记不准加工与试验。

3.3原材料、锻件力学及工艺性能试样目录

序号代号名称

1CLSY01圆形拉伸试验（φ5）

2CLSY02圆形拉伸试验（φ10）

3CLSY03带头板状拉伸试样

4CLSY04带头板状拉伸试样

5CLSY05带头板状拉伸试样

6CLSY06带头板状拉伸试样

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7CLSY07钢管拉伸试样

8CLSY08钢管拉伸试样

9CLSY09钢管拉伸试样

10CLSY10钢管拉伸试样

11CLSY11钢管拉伸试样

12CLSY12纵向弧形拉伸试样

13CLSY13纵向弧形拉伸试样

14CLSY14纵向弧形拉伸试样

15CLSY15板状弯曲试样

16CLSY16板状弯曲试样

17CLSY17金属夏比（U型缺口）冲击试样

18CLSY18金属夏比（V型缺口）冲击试样

19CLSY19金属夏比（V型缺口）冲击试样

20CLSY20金属夏比（V型缺口）冲击试样

21CLSY21金属管压扁试样

22CLSY22金属高温拉伸试样

23CLSY23晶间腐蚀试样

24CLSY24抗剪切强度试样

25CLSY25金属平均晶粒度试样

26CLSY26非金属夹杂物试样

27CLSY27时效冲击试样

28CLSY28时效冲击试样

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4.原材料、锻件力学及工艺性能样坯切取方法

4.1原材料。

锻件样坯截取方向见图1所示

图1板、锻件纵、横、切、径向试样截取方向

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4.2锻件取样部位

4.2.1筒形锻件和环形锻件的试样应取自锻件端部，从壁厚的二分之一处取样，见图2中a）和b）。

1：

一组试样取样部位2：

二组试样取样部位

图2锻件取样位置

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4.2.2饼形锻件的试样应取自锻件端部，饼形锻件直径小于或等于350mm时在外圆切取，直径大于350mm时从距边缘等于或大于20mm处向里取样，见图2中c）。

4.2.3碗形锻件的试样应在锻件开口端，从壁厚的二分之一取样，见图2中d）。

4.2.4长颈法兰锻件的试样应在锻件公称厚度部位距外缘等于或大于20mm处向里（或从余块内表面向外）取样，见图2中e）。

4.2.5条形锻件的试样应在取自锻件端部，条形锻件截面为圆形时，在距表面三分之一处取样，见图2中f）。

条形锻件截面为矩形时，试样在矩形截面图中虚线构成的矩形圈上制取，见图2中g）。

4.2.6除Ⅳ级锻件外，锻件的力学性能试样也可以从同批号单独锻成的检验锻坯上制取，检验锻坯应与锻件有相同的锻造工艺、锻造比，其公称厚度应等于或大于锻件的公称厚度，并同炉热处理。

4.3钢板取样部位

4.3.1应在钢板宽度1/4处切取拉伸、弯曲或丛集样坯，见图3和图4所示。

4.3.2对于纵轧钢板，当产品标准没有规定取样方向时，应在钢板宽度1/4处切取横向样坯，如钢板宽度不足，样坯中心可以内移。

4.3.3应按图3在钢板厚度方向切取拉伸样坯。

当机加工和试验机能力允许时，应按图3中a）取样。

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图3在钢板上切取拉伸样坯的位置

图4在钢板上切取冲击样坯的位置

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4.3.4在钢板厚度方向取样坯时，根据产品标准或供需双方协议选择图4规定的取样位置。

4.4钢管取样部位

4.4.1应按图5切取拉伸样坯，当机加工和试验机能力允许时，应按图5a）取样。

对于图5c），如钢管尺寸不能满足要求，可将取样位置向中部移动。

4.4.2对于焊管，当取横向试样检验焊接性能时，焊缝应在试样中部。

4.4.3应按图6切取冲击样坯

如果产品标准没有规定取样位置，应由生产厂提供。

如果钢管储存允许，应切取5~10mm最大厚度的横向试样。

切取横向试样的钢管最小外径Dmin（mm）按下式计算

Dmin=（δ-5）+756.25/（δ-5）

如果钢管不能取横向冲击试样，则应切取5~10mm最大厚度的纵向试样。

4.4.4用全截面圆形钢管可作如下试验的试样：

a）压扁试验；

b）扩口试验；

c）卷边试验；

d）环扩试验；

e）管环拉伸试验；

f）弯曲试验。

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5原材料、锻件力学及工艺性能试验试样

表3试样的符号、名称、单位

符号

名称

单位

试样平行长度

圆形试样平行长度部分原始直径或圆管试样原始内径

圆管试样原始外径

矩形、弧形试样或管壁的原始厚度

矩形或弧形试样平行部分原始宽度

带头试样从头部到平行部分过渡圆弧半径

试样平行部分原始横截面积

mm2

5.1试样代号：

CLSY01

试样名称：

圆形拉伸试样

标准：

GB/T228-2010

1）在L范围内直径d0=5mm的允许偏差为±0.1mm，最大与最小直径允许差值0.02mm。

2）棒（包括方形和六角截面）的截面尺寸小于60mm，在中心取样，如图7中b）所示；截面尺寸小于60mm（压力容器主螺栓直径大于M40），在直径或对角线距外端四分之一处取样，如图7中c）所示。

3）钢管外径大于30mm，壁厚大于等于8mm，可按本图加工试样，试样轴线应接近钢管内壁。

4）锻件可按本图加工试样。

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图7圆形拉伸试样（CLSY01）

5.2试样代号：

CLSY02

试样名称：

圆形拉伸试样

标准：

GB/T228-2010

1）在L范围内直径d0=φ10mm的允许偏差为±0.2mm，最大与最小直径允许差值0.05mm。

2）棒（包括方形和六角截面）的截面尺寸小于60mm，在中心取样，如图8中b）所示；截面尺寸小于60mm（压力容器主螺栓直径大于

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M40），在直径或对角线距外端四分之一处取样，如图8中c）所示。

3）钢管外径大于30mm，壁厚大于等于8mm，可按本图加工试样，试样轴线应接近钢管内壁。

4）锻件可按本图加工试样

图8圆形拉伸试样（CLSY02）

5.3试样代号：

CLSY03~06

试样名称：

带头板状拉伸试验

标准：

GB/T228-2010

1）在L范围内bo的最大与最小值允许差值0.2mm。

见图9.

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2）当试验机条件不能满足时，可加工成保留一个表面层的矩形试样。

图9带头板材拉伸试样（CLSY03~06）

表5带头板状拉伸试验参数

试样代号

板厚a0

CLSY03

19-25

30±0.5

L0=l0+b0/2

（

取最接近5的整数倍）

CLSY03

13-18

CLSY03

5-12

CLSY03

0.5-4

20±0.5

注：

F0—试样平行部分原始横截面积（mm2）

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5.4试样代号：

CLSY07~11

试样名称：

钢管拉伸试样

标准：

GB/T228-2010

1）外径D0≤30mm的无缝钢管可截取整个管段进行试验，

如图10所示。

2）取样尺寸见表6，钢管尺寸不在此范围内的利用公式计算。

L0=l0+b0/2

L0=5.65

取最接近5的整数倍

表6钢管拉伸试样参数

试样代号

公称外径D0

公称壁厚S

CLSY07

5~9

1.0~2.5

220

CLSY08

10~14

2.0~4.0

240

CLSY09

15~19

2.0~4.0

250

4.5~5.0

100

260

CLSY10

20~24

2.0~4.0

100

260

4.5~6.0

120

280

CLSY11

25~30

1.0~2.0

250

2.2~3.0

110

270

3.2~4.0

120

280

4.5~6.0

140

300

6.5~8.0

150

310

图10钢管拉伸试样（CLSY07~11）

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5.5试样代号：

CLSY12~14

试样名称：

纵向弧形拉伸试样

标准：

GB/T228-2010

1）外径D0＞30mm，壁厚a0＜8mm的无缝钢管，可按图11所示加工试样。

2）加工CLSY12、CLSY13时，b0的最大与最小值得允许差为0.1mm；

加工CLSY14时，b0的最大与最小值得允许差为0.2mm

表7纵向弧形拉伸试样参数

试样代号

CLSY12

＞30~50

10±0.2

270

圆管壁厚

CLSY13

51~70

15±0.2

280

CLSY14

＞70

20±0.5

290

图11纵向弧形试样（CLSY12~14）

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5.6试样代号：

CLSY15~16

试样名称：

板状弯曲试样

标准：

GB/T232-2010

1）弯曲外表面不得有划痕。

方形和长方形试样的棱边应锉圆，其半径不应大于2mm。

2）板带材，型材和方形截面材料的试样尺寸和形状按表8及图12

3）复合钢板正弯及背弯试样按本图加工，如复合板厚度超过试验机能时，正弯：

从基层一侧切削至规定厚度。

背弯：

从复层一侧切削至规定厚度。

表8板状弯曲试样参数

试样代号

板厚δ

试样宽度b

试样厚度a

备注

CLSY15

≤3

20±5mm

原材料厚度

≤25

2δ，且不得

小于10mm

CLSY16

＞25

30mm

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