xjgy154-金属力学性能检测工艺.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除文件编号：XJGY154-2015金属力学性能检测工艺编 制： 审 核： 批 准： 批准日期： 2015年6月15日 实施日期： 2015年6月15日 此文档仅供学习与交流1、规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书引用而成为本工艺的条款。不注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均适用于本规程，按其最新版执行。GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样及试样制备GB/T228金属材料 拉伸试验方法GB/T229金属材料 夏比摆锤冲击试验方法GB/T232金属材料 弯曲试验方法 GB/T2653焊接接头弯曲试验方法GB/T6396复合板力学及工艺性能试验方法 NB/T47014承压设备用焊接工艺评定NB/T47016承压设备产品焊接试件的力学性能检验GB/T6379.2-2004测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法 GB/T 6379.4-2006 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第4部分：确定标准测量方法正确度的基本方法 GBT8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定2、理化检验信息输入2.1 材料标准：现行最新有效版本2.2 产品技术条件或合同（用户特殊或超出标准要求）2.3 材料技术条件：材料质量证明书（自制产品）或用户材料质量证明书(来料产品)2.4 UPS（焊接工艺指导书）、PQR（焊按工艺评定报告）、UPQ(焊接工艺评定)、PUHT（焊后热处理）2.5 受压封头及球壳板制造需进行原材料配件、焊接工艺试件、焊工考试试件、产品试板等试验，凭检验委托单和提交符合要求的试样或样品，一起报送实验中心。3、理化检验基本要求3.1 检验人员资格培训考核。3.1 .1 理化检验人员必须具备资格证，各专业至少具备、级各一人，资格证颁发必须经机械工业理化检验人员技术培训和资格鉴定委员会认可。3.1.2 不具备资格的理化检验人员不能进行试验操作。3.2 试验设备在校准周期内，并处于校准状态。万能试验机、冲击试验机每年校准一次。3.3 试验室做好设备的防尘、防高温、防潮、防震、等工作，保证试验环境适宜性。3.4 理化检验人员每天下班前需对水、电、门、窗、气认真检查，以保证安全。4、切取样坯的方法4.1 切取样坯应遵循原则4.1.1 样坯都应在外观及尺寸合格的钢材上切取4.1.2 切取样坯时，应防止因过热，加工硬化而影响其力学及工艺性能。4.1.3 取样时，应对样坯和试样作出不影响其性能的标记，以保证始终识别取样的位置和方向。4.2 钢板切取拉伸、冲击和弯曲样坯4.2.1钢板切取拉伸、冲击和弯曲样坯应在宽度的1/4处切去，见图1和图2.如试验机能力允许时，应尽可能取全厚度做拉伸试验。4.2.2切取弯曲试样时，如机加工和试验机能力允许，应制备成全截面或全厚度的弯曲试样；如机加工和试验机能力有限，则弯曲试样也应至少保留一个原表面。图1在钢板上切取冲击样坯的位置图2 在钢板上切取冲击样坯的位置4.3板材焊接工艺评定时切取拉伸、冲击和弯曲样坯。4.3.1焊接工艺评定切取拉伸、冲击和弯曲数量应符合表1的规定。4.3.2板材按工艺评定切取拉伸、冲击和弯曲样坯应进行外观检查和无损检测（JB4730）,然后在合格部位和切取试样。表1 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量试件母材的厚度T(mm)试验项目和取样数量（个）拉伸试验 弯曲试验 冲击试验拉伸面弯背弯侧弯焊缝区热影响区T1.52221.5T102223310T20时，根据实验条件可采用全板厚的单个试样，也可用多片试样。采用多片试样时，应将焊接接头全厚度的所有试样组成一组，作为一个是试样。 2）、试板厚度s 为1020mm时，可采用一个面弯，一个背弯，也可用2个侧弯代替面弯和背弯。 3）、标准的抗拉强度下限b540mm的刚才和Gr-Mo钢，且试板厚度s60mm，以及设计温度低于-30度且s40mm的低温钢。焊缝金属冲击数量为6个。 4）、一般只进行焊缝金属的冲击试验，但对设计温度-20度的低温设备，还应增加热影响区的冲击试验。 5室温拉伸试验5.1国内材料根据GB/T228标准。5.1.1试样的形状件图5所示注；1.四面机加工的巨型横截面试样仲截试验时其表面粗糙度应不大于0.82.试样头部形状仅为示意性。3.上图示图横截面试样（一般采用标准中P4）LcLo+d/2仲裁试验；Lo+2d4.上图矩形横截面试样（一般采用标准中P10）LcLo+1.5So仲裁试验Lo+2So图5板材拉伸试样形状图5.1.2试样的制备 机加工试样的横向尺寸公差应符合表3的规定要求。5.1.3原始横截面积（So）的测定 a应根据测量的原始试样尺寸计算原始横截面积，测量每个尺寸应准确到0.5%。 b对于圆形横截面试样，应在标距地两端及中间三处两个相互垂直的方向测量直径，取其算术平均值，取用三处得得最小横截面积按照So1/4d计算。 c.对于矩形横截面试样。应在标距的两端及中间三处测量宽度和厚度，取用三处测得的最小横街面积，按照So=ab计算。表3试样横向尺寸公差名称标称横向尺寸尺寸公差形状公差机加工的图形横截面积直径30.050.02360.060.036100.070.0410180.090.0418300.100.05四面机加工的矩形横截面试样的横向尺寸相同于圆形横截面试样的直径公差相对两面机加工的矩形横截面试样横向尺寸30.10.05366100.20.1101818300.50.230505.1.4试验要求；5.1.4.1试验前检查万能材料试验机是否处于完好状态，并在校准期之内。5.1.4.2 按万能材料试验机操作规程进行操作。5.1.4.3 确定试验速度a. 从弹性范围直至上屈服强度，试验机夹头的分离速度应尽可能保持恒定并在表4规定的应力速率范围内。若仅测定下屈服强度，试样工作屈服期间的应变速率应在0.00025/s0.0025/s之间。工作段的应变速率应尽可能保持恒定。如试验机无能力测量或控制应变速率，应通过调节即将开始前的应力速率来控制，在屈服完成之前不再调节试验机的控制。b. 在测定规定非比例延伸强度（Rp）、规定总延伸强度（Rt）和规定残余延伸强度（Rr）时，在塑性范围直至上述规定强度，其应变速率应不超过0.0025/s。c. 若仅测定抗拉强度，在弹塑性范围内，试样工作段的应变速率可达到0.008/s。表4试验规定的应力速率材料弹性模量E/(N/mm.mm)应力速率/（N/mm.mm）/S最小最大1500002201500006605.1.4.4 强度指标测定a. 上、下屈服强度的测定 对有明显屈服想象的材料，应测定其上、下屈服强度；无明显屈服想象的材料，按要求（一般0.2%）测定规定非比例延伸强度或规定残余延伸强度。 测定有两种：一、图示法；二、指针法。仲裁试验应采用图示法规定。上、下屈服强度。这里重点介绍指针法测定：试验过程中，读取力值刻度盘上指针首次回转前的最大力Feh;不计初始瞬时效应是的最小力Fe或试验机首次停转的恒定力Fe，将其分别除以试样原始截面s。即可以得到上、下屈服强度。见公式：Reh=Feh/s0（N/MM2）；Re=Fe/s0（N/MM2）。b.抗拉强度的测定：从测力盘上读取屈服阶段结束后试验过程中的最大力值Fm、将其除以试样截局积s。即得到抗拉强度Pm。其公式为：Rm=Fm/s。(N/MM2)5.1.4.5 断后伸长率（A）测定：将拉断的试样紧密地对接在一起，尽量使试样轴线位于一直线上，并采取适当措施（例如：通过螺丝施加压力），使试样断裂部分适当接触。测量采取分辨率优于0.1mm的量具。将测量得到的数值a减去试样原始标距0（一般情况下，矩形截面短比例试样 0 =5.65。圆截面短比例试样0=sd）后，在除以试样原始标距0，即得到断后延伸率A。其公式为：A=（Lu-L0）/0100%5.2 焊接工艺评定及产品焊按试板拉伸试验5.2.1 焊按工艺评定和产品焊按试板拉伸试验分别依据NB/T47014和NB/T47016标准，两者区别见表1与表2.5.2.2 取样和加工要求a. 试样的焊缝余高应以机械方法去除，使之与母材齐平。试样厚度应等于或接近母材厚度T。b. 厚度小于或等于30mm的试件，采用全厚度试样进行试验。c. 当试验机收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实验。5.2.3 试样尺寸如图6所示。a试样厚度，mmb试样受拉伸平行侧面宽度，大于或等于25mmhk 焊缝最大宽度，mmL1夹持部分长度，根据试验机夹具所定，mmL试板长度图6 拉伸试样5.2.4 试验方法 拉伸试验按GB/T228规定的试验方法测定焊接接头的抗拉强度。5.2.5 合格指标a. 试样母材为同种钢号时，每个试样的抗拉强度应不低于母材钢号标准规定值的下限值。b. 试样母材为两种钢号时，每个试样的抗拉强度应不低于两种钢号标准规定值的较低值。c. 同一厚度方向上的两片后多片试样拉伸试验结果平均值应符合上述要求，且单片试样如果断在焊缝或溶合线以外的母材上，其最低值不得低于母材钢号标准规定值下限的95%(碳素钢)或97%（低合金钢和高合金钢）。6. 弯曲试验 6.1 板材弯曲试验，国内材料依据GB/T232标准。 6.1.1 试样 a.试样应通过机加工去除由于剪切或火焰切割等影响了材料性能的部分。 b.试样表面不得有划痕和损伤。矩形横截面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不超过试样厚度的1/10。棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或刻痕。 C）试样宽度应按照相关产品标准的要求。如未具体规定试样宽度应在2050mm之间。 d)试样厚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。 i对于产品厚度不大于25mm时，试样厚度应为产品的厚度； ii产品厚度大于25mm时。试样厚度可以机加工减薄至不小于25mm，并应保留一侧原表面。弯曲试验时试样保留的原表面应位于受拉变形一侧。 f)非仲裁试验该协议可以大于c)、d)条规定的厚度和弧度试样进行试验。 e)试样长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定。一般可以按照L0.5（d+a）+140mm，式中；为圆周率，其值取3.1；a为试样厚度；d为弯曲压头或弯心直径。 6.1.2试样程序a)试验一般在10-35的室温范围内进行。对温度要求严格的试验，试验温度应为235。b)试样弯曲至规定弯曲的试验，应将试样放于两支辊（见图7）上，试样轴线应与弯曲压头轴线垂直，弯曲压头在支座之间的中点处对试样连续施加力使其弯曲，直至达到规定的弯曲角度。如不能直接达到规定的弯曲角度，应将试样置于两平行压板之间（见图8），连续施加压其两端使进一步弯曲，直至达到规定的弯曲角度。 c)弯曲试验时，应缓慢施加弯曲力。l支辊间距d弯曲压头或弯曲半径a弯曲角度试样厚度L试样长度图7.两辊弯曲装置6.1.3试验结果评定 a)应按照相关产品标准的要求评定弯曲试验结果。如未规定具体要求，弯曲试验后试样外表面无肉眼可见裂纹应评定为合格。 b)相关产品标准规定的弯曲角度以作为最小值；规定的弯曲半径以作为最大值。6.2焊接工艺评定和产品焊接试板弯曲试验。6.2.1焊接工艺工艺评定和产品焊接试板弯曲试验分别依据NB/T41014和NB/T47016标准。两者取样数量分别见表1和表2.6.2.2试样加工要求a)试样的焊缝余高应采用机械方法去除，面弯、背弯的拉伸表面应齐平。b)试样的棱角应倒圆，圆角的半径不得大于2mm6.2.3试样形式a)焊接工艺评定面弯和背弯试样见图9当试件厚度T10mm时，试样厚度S与T相等或接近时；T10mm时，S10mm，从试样受压面加工去除多余厚度。b)产品焊接试板面弯和背弯试样见图10.当s为10-20mm,且采用面弯和背弯试样时，试样的厚度为试板的厚度，即as.c）横向测弯试样见图11.当焊评试件厚度T为10-38mm时，试样宽度等于试件厚度。当焊评试件厚度大于38mm时，允许沿试件厚度方向分层切成宽度为20-38mm等宽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。当产品焊接试样厚度超过试验机压头的厚度（或支辊的长度），可沿板厚