工艺技术_材料力学与工艺性能试验取样方法试样规格

沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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/T47008NB/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沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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44410直径或厚度1012102035153520沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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。编制部门编制人校核审核批准实施日期更改代号更改人更改日期审核批准实施日期沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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/T222GB/T223拉伸试验每批1个GB/T2975GB/T228CLSY0306冷弯每批1个GB/T232CLSY1516冲击低温每批2张，每张3个GBT229CLSY1819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/T4730GB/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/T222GB/T223拉伸试验每批1个GB/T2975GB/T228CLSY0306冷弯每批1个GB/T232CLSY1516低温冲击每批3个GB/T229CLSY1819*超探逐张JB/T4730GB/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/T222GB/T223拉伸试验每批1个或按图样GB/T2975GB/T228CLSY0306冷弯每批1个或按图样GB/T232CLSY1516冲击每批3个或按图样GB/T229CLSY1819*高温拉伸1（每个炉罐号）个GB/T4338CLSY22根据图样要求*超探逐张JB/T4730GB/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/T222GB/T223拉伸试验每批1个或按图样GB2975GB/T228CLSY0306冷弯每批1个或按图样GB/T232CLSY1516*腐蚀试验每批2个GB/T4334GB/T4334CLSY23根据图样要求沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张表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/T222GB/T223拉伸试验按锻件级别确定数量GB/T2975GB/T228CLSY0102根据图样要求与锻件级别冲击GB/T229CLSY1819根据图样要求与锻件级别硬度GB/T231GB/T231根据图样要求与锻件级别*超探JB/T4730GB/T2970根据图样要求与锻件级别*晶粒度YB/T5148YB/T5148CLSY25根据图样要求与锻件级别*非金属夹杂物GB/T10561GB/T10561CLSY26根据图样要求与锻件级别*磁粉或渗透JB/T4730JB/T4730根据图样要求与锻件级别*腐蚀试验GB/T4334GB/T4334CLSY23根据图样要求与锻件级别钢管2020GCrMo不锈钢表面质量、标志逐根肉眼化学分析1（每炉罐号）个GB/T222GB/T223常温拉伸每批在2根管上各取1个GB/T2975GB/T228CLSY0102圆形试样：D30，8CLSY0711全截面试样：D30，8CLSY1214纵向弧形试样D30，8压扁试验GB246GB246CLSY21外径22400mm，且壁厚10mm，按GB3087供货；或壁厚40mm，按GB5310供货*晶粒度YB/T5148YB/T5148CLSY25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/T13298GB/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/T224GB/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/T2975GB/T229CLSY19按GB5310供货，壁厚12mm的合金钢管*超探逐张JB/T4730GB/T2970按GB5310供货，壁厚30mm注：*符合备注要求时该项复验编制部门编制人校核审核批准实施日期更改代号更改人更改日期审核批准实施日期沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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1 CLSY01 圆形拉伸试验（5）2 CLSY02 圆形拉伸试验（10）3 CLSY03 带头板状拉伸试样4 CLSY04 带头板状拉伸试样5 CLSY05 带头板状拉伸试样6 CLSY06 带头板状拉伸试样沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张7 CLSY07 钢管拉伸试样8 CLSY08 钢管拉伸试样9 CLSY09 钢管拉伸试样10 CLSY10 钢管拉伸试样11 CLSY11 钢管拉伸试样12 CLSY12 纵向弧形拉伸试样13 CLSY13 纵向弧形拉伸试样14 CLSY14 纵向弧形拉伸试样15 CLSY15 板状弯曲试样16 CLSY16 板状弯曲试样17 CLSY17 金属夏比（U型缺口）冲击试样18 CLSY18 金属夏比（V型缺口）冲击试样19 CLSY19 金属夏比（V型缺口）冲击试样20 CLSY20 金属夏比（V型缺口）冲击试样21 CLSY21 金属管压扁试样22 CLSY22 金属高温拉伸试样23 CLSY23 晶间腐蚀试样24 CLSY24 抗剪切强度试样25 CLSY25 金属平均晶粒度试样26 CLSY26 非金属夹杂物试样27 CLSY27 时效冲击试样28 CLSY28 时效冲击试样编制部门编制人校核审核批准实施日期更改代号更改人更改日期审核批准实施日期沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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、径向试样截取方向沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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 锻件取样位置沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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。沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张图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沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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510mm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=（-5）+756.25/(-5)如果钢管不能取横向冲击试样，则应切取510mm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。沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张编制部门编制人校核审核批准实施日期更改代号更改人更改日期审核批准实施日期沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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L0试样平行长度mmd0圆形试样平行长度部分原始直径或圆管试样原始内径D0圆管试样原始外径a0矩形、弧形试样或管壁的原始厚度b0矩形或弧形试样平行部分原始宽度r带头试样从头部到平行部分过渡圆弧半径F0试样平行部分原始横截面积mm25.1试样代号：CLSY01 试样名称：圆形拉伸试样 标准：GB/T228-20101)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。沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张图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/T228-20101) 在L范围内直径d0=10mm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沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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：CLSY0306试样名称：带头板状拉伸试验标准：GB/T228-20101) 在L范围内bo的最大与最小值允许差值0.2mm。见图9.沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件用材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张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 （CLSY0306）表5 带头板状拉伸试验参数试样代号板厚a0b0BhL0CLSY0319-25300.54015L0=l0+b0/2（ 取最接近5的整数倍）CLSY0313-18CLSY035-12CLSY030.5-4200.530注：F0试样平行部分原始横截面积（mm2） 沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.4 试样代号：CLSY0711试样名称：钢管拉伸试样标 准：GB/T228-20101）外径D030mm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SL0LCLSY07591.02.560220CLSY0810142.04.080240CLSY0915192.04.0902504.55.0100260CLSY1020242.04.01002604.56.0120280CLSY1125301.02.0902502.23.01102703.24.01202804.56.01403006.58.0150310图10 钢管拉伸试样（CLSY0711）沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.5 试样代号：CLSY1214试样名称：纵向弧形拉伸试样标 准：GB/T228-20101）外径D030mm，壁厚a08mm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D0B0BhL0La0CLSY123050100.2202070270圆管壁厚CLSY135170150.2252080280CLSY1470200.5302090290图11 纵向弧形试样 （CLSY1214）沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.6试样代号：CLSY1516试样名称：板状弯曲试样标 准：GB/T232-20101）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123）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试样宽度b试样厚度a备注CLSY153205mm原材料厚度252，且不得小于10mmCLSY162530mm25（保留一个原表面）若试验机能允许a=,b=2图12 板(带)材、型材和方形横截面材料弯曲试样 (CLSY1516)沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.7试样代号：CLSY17试样名称：金属夏比冲击试样（U型缺口）标 准：GB/T229-20071）缺口轴线应垂直于轧制面，见图132）对于端面定位的试样，试样长度公差应为550.10，缺口中心线至端面距离应为27.50.05mm，端面粗糙度参数Ra应不大于3.2m，且端面应与试样侧面相垂直。3）如不能制备标准试样，可采用宽度7.5mm或5mm等小尺寸试样。式样的其它尺寸及公差与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。4）试样缺口底部应光滑，缺口底部表面粗糙度参数Ra应不大于1.6m。5）试样标记的位置不应影响试样的支撑和定位，并且应尽量远离缺口。图13 缺口深度为2mm的标准夏比U型缺口冲击试样沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.8 试样代号：CLSY1820试样名称：金属夏比冲击试样（V型缺口）标 准：GB/T229-071）缺口轴线应垂直于轧制面，见图142）对于端面定位的试样，试样长度公差应为550.10，缺口中心线至端面距离应为27.50.05mm，端面粗糙度参数Ra应不大于3.2m，且端面应与试样侧面相垂直。3）如不能制备标准试样，可采用宽度7.5mm或5mm等小尺寸试样。试样的其它尺寸及公差与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。4）试样缺口底部应光滑，缺口底部表面粗糙度参数Ra应不大于1.6m。5）试样标记的位置不应影响试样的支撑和定位，并且应尽量远离缺口。6）根据金属厚度大小，选用不同的b值。CLSY18：b=100.10，CLSY19：b=7.50.05，CLSY20：b=50.05。图18 抗剪切强度试样沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.9 试样代号：CLSY21试样名称：金属管压扁试样标 准：GB/T246-20071）无特殊规定，试样系从外观检查合格的金属管（表面不得有损伤）任意部位截取，截取时，不得改变金属性能，截口处棱边应锉圆。见图152）试样长度大致与管材外径相等，当外径小于20mm时，应为20mm。其最大长度不超过100mm。图15 金属管压扁试样 （CLSY21）沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.10 试样代号：CLSY22（a、b、c）试样名称：金属高温拉伸试样标 准：GB/T4338-20061）机加后试样应平直、无毛刺、划伤及其他人为损伤，见图16。2）高温拉伸试样参数表9 高温拉伸试样参数试样代号d0DCRL0LcHLBCLSY22a100.03M16-6h210506020114B1.6/5CLSY22b50.03M12-6h2525301570B1.6/5CLSY22c40.03M8-6h1420241050B1/3.15图16 金属高温拉伸试样 （CLSY22a、b、c）沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.11 试样代号：CLSY23试样名称：晶间腐蚀试样标 准：GB/T4338-20061）试样长轴与轧制方向平行，见图172）钢板厚4mm时，a为原板厚。3）钢板厚4mm时，a为3mm。4）共取4个试样，2个试样从一面加工到试样厚度，另2个试样从另一面加工到试样厚度。5）试样表面的氧化皮应磨光前除掉。图17 晶间腐蚀试样 （CLSY23）沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.12 试样代号：CLSY24试样名称：抗剪切强度试样标 准：GB/T6396-2008见图18图18 抗剪切强度试样 （CLSY24）沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY力学与工艺性能试验取样方法和试样规格工艺编号：GY第 张共 张5.13 试样代号：CLSY25试样名称：晶粒度试样标 准：YB/T5148-931）测定晶粒度用的试样应在交货状态的材料上切取，按图19加工试样。2）晶粒度试样不允许重复热处理。3）渗碳处理用的钢材不允许重复热处理。4）建议试样尺寸：圆形：1012mm 方形：20mm20mm20mm图19 金属平均晶粒度试样 （CLSY25）沈阳工业大学通益科技有限公司锅炉、压力容器受压元件材料文件编号：GY