金属工艺性能试验.ppt

1、金属工艺性能试验金属工艺性能试验上海材料研究所检测中心上海材料研究所检测中心凌霄凌霄力学性能与工艺性能力学性能与工艺性能力学性能：材料在外力作用下应力与力学性能：材料在外力作用下应力与应变的关系；它是材料的使用性能；应变的关系；它是材料的使用性能；结构强度设计的依据。结构强度设计的依据。工艺性能：材料适应某种加工工艺的工艺性能：材料适应某种加工工艺的能力。它是力学性能试验的一种补充能力。它是力学性能试验的一种补充试验。试验。特点特点试验过程与材料的加工工艺过程、使试验过程与材料的加工工艺过程、使用条件相似。用条件相似。试验结果能反映材料的宏观塑性、韧试验结果能反映材料的宏观塑性、韧性及部分外表

2、质量问题。性及部分外表质量问题。试样容易加工。试样容易加工。试验方法简便，无需复杂的试验设备试验方法简便，无需复杂的试验设备即可实现。即可实现。分类分类棒材：顶锻试验、弯曲试验等棒材：顶锻试验、弯曲试验等型材：展平弯曲、反复弯曲等型材：展平弯曲、反复弯曲等板材：弯曲、反复弯曲、锻平、杯突等板材：弯曲、反复弯曲、锻平、杯突等管材：液压、扩口、缩口、弯曲、压扁、管材：液压、扩口、缩口、弯曲、压扁、卷边等卷边等线材：反复弯曲、扭转等线材：反复弯曲、扭转等丝、带材：丝、带材：常用试验标准常用试验标准金属材料金属材料 弯曲试验方法弯曲试验方法(GB/T232-1999)金属管金属管 扩口试验方法扩口试验

3、方法(GB/T 242-1997)金属管金属管 压扁试验方法压扁试验方法(GB/T 246-1997)焊接接头弯曲及压扁试验方法焊接接头弯曲及压扁试验方法（GB/T2653-1989）金属材料金属材料 薄板和薄带埃里克森杯突试验薄板和薄带埃里克森杯突试验(GB/T4156-2007)试验标准试验标准金属材料金属材料 顶锻试验方法（顶锻试验方法（GB/T233-2000)金属管金属管 弯曲试验方法弯曲试验方法(GB/T 244-1997)金属管金属管 卷边试验方法卷边试验方法(GB/T 245-1997)金属材料金属材料 反复弯曲试验方法反复弯曲试验方法(GB/T235-1999)金属材料金属材

4、料 线材线材 反复弯曲试验方法反复弯曲试验方法(GB/T238-2002)金属线材扭转试验方法金属线材扭转试验方法(GB/T239-1999)金属材料金属材料 线材线材 缠绕试验方法缠绕试验方法(GB/T2976-2004)金属弯曲试验金属弯曲试验目的：定性检验在给定试验条件下，试样目的：定性检验在给定试验条件下，试样承受弯曲变形的能力，并揭露其缺陷。承受弯曲变形的能力，并揭露其缺陷。原理：将一定形状和尺寸的试样放置于弯原理：将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上曲装置上,以规定直径的弯心将试样弯曲到以规定直径的弯心将试样弯曲到所要求的角度后所要求的角度后,卸除试验力检查试样承受卸除试验力检查

5、试样承受变形的能力。变形的能力。弯曲试验与弯曲力学性能试验区别：前者弯曲试验与弯曲力学性能试验区别：前者定性后者定量；前者用于韧性材料后者用定性后者定量；前者用于韧性材料后者用于脆性材料。于脆性材料。取样定义取样定义纵向纵向：试样长轴平行于轧制或锻造时的最：试样长轴平行于轧制或锻造时的最大延伸方向大延伸方向横向横向：试样长轴垂直于轧制或锻造时的最：试样长轴垂直于轧制或锻造时的最大延伸方向大延伸方向径向径向：试样长轴沿圆半径方向且垂直于轴：试样长轴沿圆半径方向且垂直于轴向向切向切向：试样长轴沿圆周方向且垂直于轴向：试样长轴沿圆周方向且垂直于轴向弯曲试样通则弯曲试样通则试样可为圆形、方形、长方形或

6、多边形横截试样可为圆形、方形、长方形或多边形横截面。面。取样位置、方向按产品标准或取样位置、方向按产品标准或GB/T2975弯曲表面不得有划痕和损伤。弯曲表面不得有划痕和损伤。方形和长方形试样的棱边应锉圆，其半径不方形和长方形试样的棱边应锉圆，其半径不应大于厚度应大于厚度1/10。棱边倒圆时不应形成影响结果的横向毛刺、棱边倒圆时不应形成影响结果的横向毛刺、伤痕或刻痕。伤痕或刻痕。用机加工方法去除剪切或火焰切割等形成的用机加工方法去除剪切或火焰切割等形成的影响材料性能的区域，并保留一侧原表面。影响材料性能的区域，并保留一侧原表面。弯曲试验时，原表面应位于弯曲的拉伸面。弯曲试验时，原表面应位于弯曲

7、的拉伸面。弯曲试样尺寸宽度弯曲试样尺寸宽度按相关产品标准要求按相关产品标准要求产品标准未规定时：产品标准未规定时：产品宽度产品宽度20mm-试样采用原宽度试样采用原宽度产品宽度产品宽度20mm厚度厚度3mm-试样宽度为试样宽度为20mm5mm厚度厚度3mm-试样宽度为试样宽度为2050mm弯曲试样尺寸厚度弯曲试样尺寸厚度按相关产品标准要求按相关产品标准要求产品标准未规定时：产品标准未规定时：产品厚度产品厚度25mm-试样采用原厚度试样采用原厚度产品厚度产品厚度25mm-机加工减薄至机加工减薄至25mm弯曲试样尺寸直径弯曲试样尺寸直径产品直径产品直径50mm-试样采用原横截面，如试试样采用原横截

8、面，如试验机能力不足，对直径超过验机能力不足，对直径超过3050mm的产的产品，可加工成横截面内切圆直径品，可加工成横截面内切圆直径25mm的的试样。试样。产品直径产品直径50mm-可加工成横截面内切圆可加工成横截面内切圆直径直径25mm的试样。的试样。钢筋类产品一般均应以其全截面进行试验。钢筋类产品一般均应以其全截面进行试验。非仲裁试验，经协议可用宽度和厚度大于以非仲裁试验，经协议可用宽度和厚度大于以上规定的试样。上规定的试样。焊接试板弯曲焊接试板弯曲术语术语横弯：焊缝轴线与试样纵轴垂直时的弯曲。横弯：焊缝轴线与试样纵轴垂直时的弯曲。纵弯：焊缝轴线与试样纵轴平行时的弯曲。纵弯：焊缝轴线与试样

9、纵轴平行时的弯曲。正弯：试样受拉面为焊缝正面的弯曲。正弯：试样受拉面为焊缝正面的弯曲。双面不对称焊缝、焊缝最大宽度面为正面；双面双面不对称焊缝、焊缝最大宽度面为正面；双面对称焊缝，先焊面为正面。对称焊缝，先焊面为正面。背弯：试样受拉面为焊缝背面的弯曲。背弯：试样受拉面为焊缝背面的弯曲。侧弯：试样受拉面为焊缝纵剖面的弯曲。侧弯：试样受拉面为焊缝纵剖面的弯曲。焊接试板弯曲分类：横向正弯、横向背弯、焊接试板弯曲分类：横向正弯、横向背弯、横向侧弯、纵向正弯、纵向背弯。横向侧弯、纵向正弯、纵向背弯。焊接试板弯曲试样尺寸焊接试板弯曲试样尺寸横弯试样：厚度为焊接接头的试件厚度，横弯试样：厚度为焊接接头的试件

10、厚度，宽度宽度1.5试件厚度（最小试件厚度（最小20mm）；）；侧弯试样：厚度侧弯试样：厚度10mm，宽度等于焊接，宽度等于焊接接头母材厚度；接头母材厚度；样胚原则上取焊板的全厚度，如无法实现样胚原则上取焊板的全厚度，如无法实现(例如例如:对于横弯厚度大于对于横弯厚度大于30mm;对于側对于側弯厚度大于弯厚度大于40mm)，则可取多个试样样，则可取多个试样样胚，而且所取的试样样胚应覆盖焊板的全胚，而且所取的试样样胚应覆盖焊板的全厚度厚度。弯曲试验设备弯曲试验设备支辊式弯曲装置支辊式弯曲装置L=(d+3a)0.5 aV型模具式弯曲装置型模具式弯曲装置虎钳式弯曲装置虎钳式弯曲装置翻板式弯曲装置翻板

11、式弯曲装置L=(d+2a)26mm弯曲试验程序及结果弯曲试验程序及结果试样在力作用下弯至规定的弯曲角度后试样在力作用下弯至规定的弯曲角度后卸载，并查看试样受拉表面；卸载，并查看试样受拉表面；缓慢施加弯曲力；缓慢施加弯曲力；按相关产品标准评定结果；按相关产品标准评定结果；产品标准规定的弯曲角度认作为最小值，产品标准规定的弯曲角度认作为最小值，规定的弯曲半径认作为最大值。规定的弯曲半径认作为最大值。弯曲试验的影响因素弯曲试验的影响因素宽厚比：宽度越大要求越严格；宽厚比：宽度越大要求越严格；弯心直径：直径越小要求越严格；弯心直径：直径越小要求越严格；弯曲角度：角度越大要求越严格。弯曲角度：角度越大要

12、求越严格。金属管弯曲试验金属管弯曲试验定义：在带槽弯心上将试样弯曲至规定程定义：在带槽弯心上将试样弯曲至规定程度，检验金属管承受弯曲塑性变形的能力度，检验金属管承受弯曲塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。并显示其缺陷的试验。目的：检验金属管对弯曲加工的适用性。目的：检验金属管对弯曲加工的适用性。金属管弯曲试验金属管弯曲试验弯心应具有与管外径轮廓相适应的沟槽。弯心应具有与管外径轮廓相适应的沟槽。弯曲装置应能限制管的横截面发生椭圆弯曲装置应能限制管的横截面发生椭圆变形（椭圆短轴最小值变形（椭圆短轴最小值原外径原外径85%）。）。对焊接管，如相关标准对焊缝位置未做对焊接管，如相关标准对焊缝位置未做规定

13、，焊缝应置于试验位置的中心线。规定，焊缝应置于试验位置的中心线。金属管扩口试验金属管扩口试验定义：将规定锥度的顶心压入金属管一端，使定义：将规定锥度的顶心压入金属管一端，使直径均匀地扩张至规定尺寸，检验金属管径向直径均匀地扩张至规定尺寸，检验金属管径向扩张塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。扩张塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。原理：用圆锥形顶心扩大管段试样的一端，直原理：用圆锥形顶心扩大管段试样的一端，直至扩大端的最大外径达到相关产品标准所规定至扩大端的最大外径达到相关产品标准所规定的值的值D0。目的：检验在给定条件下管子的塑性变形能力，目的：检验在给定条件下管子的塑性变形能力，适用于外径适用

14、于外径150mm壁厚壁厚10mm管材；管材；扩口率扩口率：Xd=（D0-D）/D100%金属管卷边试验金属管卷边试验目的：检验圆形横截面金属管塑性变形的能目的：检验圆形横截面金属管塑性变形的能力，适用于外径力，适用于外径150mm壁厚壁厚10mm管材；管材；方法：先扩口，再卷边方法：先扩口，再卷边金属管压扁试验金属管压扁试验定义：将金属管压扁至规定尺寸，检验其定义：将金属管压扁至规定尺寸，检验其塑性变形能力并显示其缺陷的试验。塑性变形能力并显示其缺陷的试验。原理：垂直于管的纵轴方向对规定长度的原理：垂直于管的纵轴方向对规定长度的试样或管的端部施加力进行压扁，直至在试样或管的端部施加力进行压扁，

15、直至在力的作用下两压板之间的距离达到相关产力的作用下两压板之间的距离达到相关产品所规定的值品所规定的值H。如为闭合压扁，试样内表。如为闭合压扁，试样内表面接触的宽度应至少为试样压扁后其内宽面接触的宽度应至少为试样压扁后其内宽度的度的1/2。有时标准要求：有时标准要求：H=(1+)t/(+t/D)金属管压扁试验金属管压扁试验适用于外径适用于外径600mm壁厚壁厚15600mm管材；管材；试样长度：试样长度：10mmL90mm未经加工的薄板。未经加工的薄板。杯突试验示意图杯突试验示意图方法步骤方法步骤测量试样厚度测量试样厚度加润滑剂加润滑剂将试样放入压模并将试样放入压模并加约加约10kN压紧力压紧

16、力平稳施加压力直至平稳施加压力直至有裂纹穿透试样时有裂纹穿透试样时停机停机测量压头压入的深测量压头压入的深度，精确到度，精确到0.1mm影响杯突试验结果的因素影响杯突试验结果的因素试样夹紧力试样夹紧力润滑条件润滑条件试验加力速度试验加力速度杯突试验终止（裂纹穿透）点的控制杯突试验终止（裂纹穿透）点的控制金属顶锻试验金属顶锻试验定义：对规定尺寸的试样进行锤击或锻打，定义：对规定尺寸的试样进行锤击或锻打，检验金属在室温或热状态下承受顶锻塑性检验金属在室温或热状态下承受顶锻塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。变形的能力并显示其缺陷的试验。锻压比：顶锻后试样高度与锻前试样高度锻压比：顶锻后试样高度与锻前试样高度之比，一般取之比，一般取1/3。试样：横截面尺寸（直径、内切圆直径）试样：横截面尺寸（直径、内切圆直径）为为630mm，高度，高度h约为直径的约为直径的1.5倍倍金属反复弯曲试验金属反复弯曲试验定义：将试样一端固定，绕规定半径的圆定义：将试样一端固定，绕规定半径的圆柱支座弯曲柱支座弯曲90度，再沿相反方向弯曲的重度，再沿相反方向弯曲的重复弯曲试验复弯曲试验目的：检查金属线材（目的：检查金属