第六章 金属工艺性能试验

1、第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验培训内容培训内容培训要求培训要求一级一级二级二级第一节金属弯曲试验第一节金属弯曲试验第二节金属管压扁试验第二节金属管压扁试验第三节金属管扩口试验第三节金属管扩口试验第四节金属管弯曲试验第四节金属管弯曲试验掌握：掌握：1试样要求试样要求2操作要点操作要点熟练掌握：熟练掌握：1 试样要求试样要求2 操作要点操作要点4 试验结果评定试验结果评定第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验GB/T 232-2010 (eqv ISO 7438:2005)第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一节第一节

2、金属弯曲试验金属弯曲试验弯曲定义：弯曲定义：弯曲试验就是按规定尺寸弯心，将试样弯曲至规定角度，以此检验金属承受塑性变形的能力，并显示其冶金或焊接缺陷 一 弯曲试样1 母材取样、试样尺寸。试样长度通常可按照下式确定试样长度： L=0.5(d+a)+140mm 式中 L为试样长度，单位为mm； a为试样厚度，单位为mm； b为弯心直径，单位为mm。 试样要求试样表面不得有划痕和损伤。方形、矩形和多边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。加工试样时，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，并应保留一侧原表面

3、。弯曲试验时试样保留的原表面应位于受拉变形一侧。 第一节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验2焊接试板弯曲试样 焊接试板弯曲试样有纵弯、横弯和侧弯三种形状，其形状和尺寸如图6-1图6-3所示。纵弯试样的尺寸如表6-1所示。压力容器产品焊接试板和工艺评定试板的弯曲试样取样方法应遵照JB 4744-2000钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验和JB 4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定中的有关规定进行。见图6-4和图6-5 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验一弯曲试样一弯曲试样焊接试板弯曲试样的其它要求：焊接试板弯曲试样的其它要求：通常试样厚

4、度应为焊接接头试件厚度。如果试件厚度超过20mm，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的厚度应不小于20mm，且所取试样应覆盖整个厚度，在这种情况下，应当注明试样在焊接接头厚度中的位置。侧弯试样的厚度a应不小于10mm，宽度b应当等于靠近焊接接头的母材的厚度。当原接头的厚度超过40mm时，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的宽度b应在2040mm范围内，这些试样应覆盖接头的全厚度。在这种情况下，应当标明试样在焊接接头厚度中的位置。 焊缝加强部分应除去，加工的刀痕应和焊缝轴向垂直，棱边用锉刀加工，棱角半径为试样厚度的0.2倍，但不

5、能大于3mm。考虑到试样有一定的挠度和差度（错边量），允许在弯曲试样的两面进行加工，但截去部分最多不超过板厚的0.15倍，并不得大于5mm。 焊缝可以是单面的也可以是双面的。试验单面焊缝时，试样的伸长面应位于焊接表面；试验双面焊缝时，试样的伸长面应位于最后焊接的焊缝表面。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验二、试验设备二、试验设备试验设备可使用配备弯曲装置的压缩试验机或万能材料试验机。常用的弯曲装置有支辊式弯曲装置、V型模具式弯曲装置、虎钳式弯曲装置和翻板式弯曲装置等四种，见图6-66-9。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一

6、节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验三、试验操作程序三、试验操作程序按照相关产品标准规定，可采用下列方法之一进行操作：1、试样在力作用下弯曲至规定的弯曲角度。将试样放于两支辊或V型模具上，试样轴线应与弯曲压头轴线垂直，弯曲压头在两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程度。如不能直接达到规定的弯曲角度，应将试样置于两平行的压板之间，连续施加力压其两端使进一步弯曲，直至达到规定的弯曲角度。（见图6-10）。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验三、试验操作程序三、试验操作程序2、试样在力作用下弯曲至两臂相距规定距离且相互平行。首

7、先对试样进行粗布初步弯曲（弯曲角度应尽可能大），然后将试样置于两平行压板之间（见图6-11），连续施加力压其两端使进一步弯曲，直至两臂平行试验时可以加或不加垫块，垫块厚度应等于规定的弯曲压头直径。3、试样在力作用下弯曲至两臂直接接触。首先将试样进行初步弯曲（弯曲角度应尽可能大），然后将其置于 两平行压板之间，连续施加力压其两端使其进一步弯曲，直至两臂接触（见图6-12）。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验四、试验结果评定四、试验结果评定试样弯曲后，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，若试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹，则应

8、评定为合格。影响试验结果的主要因素 1、试样或样坯一般应在外观及尺寸均合格的钢材上截取，试验前应认真检查其表面质量。若试样存在折叠或热轧伤痕等表面缺陷或砂眼和气孔等内部缺陷，则试验将失去代表性。 2、取样部位不合理会影响试验结果，如从冷轧钢板的边缘（未切边）直接截取试样，则试样恰好取自冷加工硬化层。 3、截取试样时应防止受热、加工硬化及变形的影响。用烧割法截取样坯时，从样坯切割线至试样边缘必须留有足够的加工余量。此余量一般不小于钢材的厚度或直径，且至少不得小于20mm。厚度或直径大于60mm的钢材，其加工余量可根据双方协议适当减小。如果所留的加工余量不足，或者热影响区和加工硬化层未除尽均会影响

9、试验结果。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第一节第一节 金属弯曲试验金属弯曲试验四、试验结果评定四、试验结果评定4、在选取弯心直径和弯曲角度时要考虑试样的加工状况。弯心直径一般是随材质和规格而变化的，弯曲角度也随标准的不同而变化。如果选择错误或者弄错了弯曲方向均会使试验出差错。5、弯曲角度是在受力状况下测定的，比在自由状态下要小。如果不考虑这一点，便会弯过了头。6、弯曲试验机未定期检定，设备状态不正常，均会造成试验结果不准确。7、试验温度应控制在1035以内。 8、如果试样弯曲时出现裂纹（或裂缝），要善于判断形成裂纹（或裂缝）的主要原因。如果这些裂纹（或裂缝）不是由于弯曲变形

10、引起的，应不予考虑或重新试验。9、方形，矩形和多边形截面试样的尖锐棱边会造成严重的应力集中并引起棱边开裂，因此试验前应对试样棱边进行倒圆处理，倒圆半径应不超过试样厚度的1/10。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验GB/T 246-1997：eqv ISO 8492:1986(E) 本标标准适用于外径不超400mm，管壁厚度不超过外径15%的圆形横截面无缝和焊接金属管压扁塑性变形的测定第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验GB/T 246-1997 一、压扁试样一、压扁试样 1、试样应为管材产品的全截面管段，可从外观检查合格的

11、金属管上任意部位截取，截取时应保证截取面与管的轴线垂直。为了避免冷热加工改变材料的组织、性能，一般用锯切取，切取时不应损伤试样表面；如果用切割机切取时，气割线必须离开试样端部10mm以上，然后用锯、铣加工到需要的试样长度，试样棱边应倒圆或倒角。 2、管材内外壁表面不作任何加工，保持原有的状态。 3、试样长度约为管材外径。当外径大于100mm时，试样长度不应超过100mm，试样最小长度不应小于10mm。 4、如需要用整根管进行压扁试验，可在管的一端距端面等于试样长度处垂直于管轴线切割一深度大于管外径80%。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验 二、试验设备二、

12、试验设备 1、在液压式万能材料试验机或机械式拉力试验机上装上反向器即可做压扁试验； 2、压板的长度应超过压扁的试样宽度，即至少为管材外径的1.6倍。压板的宽度应不小于试样的长度。压板应具有足够刚性。 三、试验条件三、试验条件试验一般在1035oC的室温下进行，对要求在控制条件下进行的试验，试验温度应为2350C。试样压扁速度可采用2050 mm/min。出现争议或仲裁试验时，压板的移动速率不应超过25 mmmin。可以根据实际情况选择实验设备。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验四、试验操作程序四、试验操作程序1、要根据有关标准规定，或双方协议的规定确定压板

13、距离。其计算公式如下： （）s（s/D）式中 s钢管公称壁厚，单位为mm； D钢管公称外径，单位为mm； 常数，由相关标准规定。常用压力容器用管材标准中有关压扁的技术条件规定见表6-2。 2、将试样放在两平行板之间，用压力机或试验机在半径方向上施加作用力见图6-13，以不大于60 mmmin的速度均匀地压到压扁距离后，卸除负荷，取下试样，肉眼观察弯曲部位。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验 压力容器常用标准中规定金属压扁试验的压力容器常用标准中规定金属压扁试验的条件见表条件见表62 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验注意

14、事项：注意事项：1）压扁试验时，压扁距离是在负荷作用下测定，而不是卸荷后测定；2）试验后应立即将上下压板卸下；3）试样表面如果打有钢印，试验时应将试样打钢印处与上（或下）压板接触，不能与施力方向垂直，如果垂直在试验过程中，沿钢印处由于应力集中，有可能产生开裂，影响试验结果； 4、对焊接管进行试验时，焊接位置应根据有关标准或双方协议的规定。若无规定，应将焊缝放在过轴线的水平面上，见图614。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验注意事项：注意事项： 1、压扁试验时，压扁距离是在负荷作用下测定，而不是卸荷后测定； 2、试验后应立即将上下压板卸下； 3、试样表面如果打

15、有钢印，试验时应将试样打钢印处与上（或下）压板接触，不能与施力方向垂直，如果垂直在试验过程中，沿钢印处由于应力集中，有可能产生开裂，影响试验结果；第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验 注意事项：注意事项： 4 4、对焊接管进行试验时，焊接位置应根据有关标准或双方协议的规定。若无规定，应将焊缝放在过轴线的水平面上，见图614。 5 5、大口径钢管可用弯曲试验代替压扁试验，一般从横向切取两个试样，一个试样应尽量紧靠外表面切取，另一试样则应尽量紧靠内表面切取，受弯时，两试样受拉面分别为管子紧靠内外表面的一侧，应在室温下弯曲1800,在受弯部位外侧不产生开裂为试验合格

16、。另外，也可以采用“”型试样进行压扁试验。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第二节 金属管压扁试验 五、试验结果评定五、试验结果评定试验后检查试样弯曲变形处，并按照相关标试验后检查试样弯曲变形处，并按照相关标准评定，见表准评定，见表6-26-2。如果未具体要求，试验后试。如果未具体要求，试验后试样无肉眼可见的裂纹或开裂，则可认为试样合样无肉眼可见的裂纹或开裂，则可认为试样合格。格。经压扁试验后产生的裂纹、裂缝和裂口应暴经压扁试验后产生的裂纹、裂缝和裂口应暴露出基体金属并带有金属光泽，如无金属光泽露出基体金属并带有金属光泽，如无金属光泽的裂纹、裂缝不是压扁试验产生的。的裂纹、裂缝不

17、是压扁试验产生的。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第三节 金属管扩口试验 GB/T 242-1997eqv ISO 8493-1986(E) 本试验用来检验由径向扩张到规定直径时管子的变形性能并显示其缺陷，一般适用于外径不超过150mm（有色管不超过100mm），壁厚不超过10mm单层无缝和焊接金属管。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第三节 金属管扩口试验 一、扩口试样一、扩口试样 1、试样的加工：切割面必须垂直于金属管的轴线，切口处棱边应锉圆。截取时，应防止损伤试样的表面以及冷、热加工改变材料的组织和性能。 2、试样的长度：试样长度取决于扩口型心圆锥角度。当

18、扩口锥度小于等于300时, 试样长度约为外径的倍; 锥度大于300时，试样长度为外径的1.5倍，试样的最小长度不得小于50mm。 3、对于外径小于20mm的管材，只要扩口试验后能保证剩余圆柱部分长度不小于0.5倍的外径，试样长度可以适当缩短。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第三节 金属管扩口试验 二、试验设备二、试验设备 1、试验应在可调节速率的压力机或装有反向器的万能材料试验机上进行； 2、圆锥形顶芯角度为(相当于1：10锥度)，12(相当于1：5锥度)，30、45、60、90或120数种，顶芯表面应磨光和具有足够的硬度。 3、图6-15为有夹紧装置的扩口模示意图。 第六章

19、第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第三节 金属管扩口试验 三、试验条件三、试验条件 试验可在冷、热状态下进行。如未规定，试验一般在1035的室温下进行，对要求在控制条件下进行的试验，试验温度应为235。顶芯压入试样速度不作规定，出现争议或仲裁试验时，顶芯的压入速率不应超过50 mmmin。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第三节 金属管扩口试验 四、试验操作程序四、试验操作程序 1、根据有关标准规定，选用不同锥度的顶芯。 2、确定扩口率，扩口率是用扩口部分最大的切向变形来衡量的, 计算公式如下： x（）100%式中 x扩口率；原试样管端外径, 单位为mm；-扩口后管端外

20、径, 单位为mm。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第三节 金属管扩口试验 四、试验操作程序四、试验操作程序 3、将试样放在一平垫板上，将顶芯用压力或其它方法压入试样的另一端，使管口均匀扩张到规定的扩口率，见图6-17管材扩口试验示意图。 图6-15为使用普通压力机用有夹紧装置的扩口模对管材进行扩口，凹模做成对开式，固定凹模紧固在下模板上，活动凹模在斜楔作用下作水平运动，以实现夹紧管子的动作。扩口时，用开式凹模、将管子夹紧，扩口完毕后，弹簧9起复位作用，使放料方便。第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第三节 金属管扩口试验 四、试验操作程序四、试验操作程序 4、卸除载荷，取出顶芯及垫板，检查试样扩口处。 以下几点须提请注意：扩口期间圆锥形顶芯的轴线应与试样的轴线重合；扩口期间顶芯不应相对于试样转动； 允许润滑顶芯。 第六章第六章 金属工艺性能试验金属工艺性能试验 第四节第四节 金属管弯曲试验金属管弯曲试验 目的：目的： 通过金属管的弯曲试验可以确定对机械加工的适用性并显示缺陷。金属管的弯曲试验适用于圆形横截面的金属管全截面弯曲塑性变形能力的测定。现行金属管弯曲试验方法为GB/ 244-82。 一、试样 试样应从外观检查合格的金属直管的任意部位或双