《金属材料+薄板和薄带+室温剪切试验方法gbt+43115-2023》详细解读

《金属材料薄板和薄带室温剪切试验方法gb/t43115-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号5原理6试样7试验设备contents目录8试验程序9结果处理10试验报告附录A(资料性)典型剪切试验用模具附录B(资料性)剪切试验测量结果不确定度的评定参考文献011范围适用对象本标准规定了金属材料薄板和薄带室温剪切试验方法的术语和定义、剪切原理、试验设备、试样、试验程序、试验结果和试验报告。适用于测定金属薄板和薄带材料在室温下的抗剪切性能。涵盖的金属材料类型标准适用于各种类型的金属薄板和薄带，包括但不限于钢铁、铝合金、铜合金等。对于特殊金属材料，如钛合金、镍合金等，也可参照本标准进行剪切试验。对于非金属材料的剪切性能测定，本标准不适用。在非室温条件下进行的剪切试验，也不在本标准的适用范围之内。本标准不适用于厚度大于一定数值的金属板材剪切试验。不适用的范围022规范性引用文件国家标准010203GB/T228.1-2021金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T2975-2018钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T8170-2023数值修约规则与极限数值的表示和判定YB/T5148-2019金属材料薄板和薄带拉伸应变硬化指数（n值）的测定行业标准ISO6892-12016Metallicmaterials—Tensiletesting—Part1:Methodoftestatroomtemperature国际标准其他相关引用文件010203ASTME8/E8M-2013aStandardTestMethodsforTensionTestingofMetallicMaterialsJISZ2241-2011金属材料拉伸试验方法注：以上列举的引用文件只是部分关键标准，实际执行中可能还需参考其他相关标准和规范。同时，试验人员应确保所使用的标准为最新版本，以保证试验结果的准确性和可靠性。033术语和定义3.1金属材料金属材料指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料，是制作各种机械零件和工程结构的主要材料。黑色金属有色金属包括铁、铬、锰等，其中钢铁是基本的结构材料，广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶和各种机械制造等领域。指除黑色金属外的金属及其合金，如铜、铝、镁、锌等，具有良好的导电性、导热性、延展性和耐腐蚀性。室温剪切指在室温下对薄板或薄带进行剪切加工的过程，是金属材料加工中的重要工艺之一。薄板指厚度在0.2毫米至4.0毫米之间的板材，具有良好的塑性和加工性能，广泛应用于汽车、造船、家电等领域。薄带指宽度较窄的薄板，通常用于制作各种弹簧、垫片、连接器等小型零部件。3.2薄板和薄带通过对金属材料进行剪切加载，测试其剪切强度、延伸率等力学性能的方法。剪切试验指本标准的编号和发布年份，规定了金属材料薄板和薄带室温剪切试验的试样制备、试验设备、试验方法及结果评定等内容。gb/t43115-2023根据金属材料在剪切过程中的力学行为和变形特点，通过测量剪切力和位移等参数，计算出金属材料的剪切性能指标。试验原理3.3剪切试验方法044符号σ表示应变，无量纲，用于描述材料在受力状态下的变形程度。εE表示弹性模量，单位为GPa，描述材料在弹性阶段应力与应变之间的比例关系。表示应力，单位为MPa或GPa，用于描述材料在受力状态下的内部抵抗力。4.1通用符号4.2剪切试验相关符号G表示剪切模量，单位为GPa，描述材料在剪切变形中应力与应变之间的比例关系。γ表示剪应变，无量纲，是剪切试验中材料的变形量与原始尺寸之比。τ表示剪应力，单位为MPa，是剪切试验中材料所受的剪切力与其面积之比。4.3试样尺寸及状态符号t表示试样的厚度，单位为mm，是剪切试验中重要的尺寸参数。w表示试样的宽度，单位为mm，影响剪切试验中的受力面积。L表示试样的长度，单位为mm，通常用于计算试样的体积或质量。A表示试样的剪切面积，单位为mm²，是剪切力作用的有效面积。055原理剪切力的施加通过特定的试验设备，在试样上施加一个逐渐增大的剪切力，直至试样发生断裂。这个过程中，剪切力的变化会被精确记录。抗剪强度的测定试样的抗剪强度是通过测量在剪切过程中试样所承受的最大剪切力来确定的。这个强度值反映了金属材料在受到剪切作用时的抵抗能力。剪切试验的基本原理本试验方法严格遵循国家标准GB/T43115-2023，确保了试验的准确性和可靠性。国家标准试验在室温下进行，以模拟金属材料在常规使用环境下的性能表现。这有助于更真实地评估材料的实际应用性能。室温条件试验方法的依据与标准薄板和薄带试样的特殊性材料特性薄板和薄带金属材料可能具有独特的力学性能和加工硬化现象。因此，在剪切试验中需要充分考虑这些特性，以便准确评估材料的性能。尺寸效应由于薄板和薄带试样的厚度较小，其尺寸效应对剪切性能的影响需要特别注意。在试验过程中，应确保试样的尺寸和形状满足标准要求，以减小误差。066试样应从金属材料的代表性部位取样，确保试样的均匀性和一致性。取样位置根据标准要求，制备出符合规定尺寸的试样，保证试验的准确性和可重复性。试样尺寸试样表面应平整、无缺陷，必要时可进行适当的表面处理。表面处理6.1试样的制备010203试样应取自材质均匀的金属材料，以确保试验结果的可靠性。材质均匀无损伤标识清晰试样在制备过程中应避免受到任何损伤，以免影响试验结果。每个试样应有清晰的标识，以便于记录和追踪。6.2试样的要求试样数量根据试验需求和标准要求，确定合理的试样数量。试样分组如有需要，可将试样进行分组，以便于对比和分析不同组别之间的差异。6.3试样的数量与分组保存条件试样应保存在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中，以防止试样受损或变质。处理方法6.4试样的保存与处理如试样在试验前需要进行特殊处理（如热处理、化学处理等），应按照标准要求进行，并确保处理过程的可控性和重复性。0102077试验设备7.1剪切试验机应具备足够的刚度和精度，以确保试验结果的准确性。01应能够施加稳定、连续的剪切力，并精确测量剪切过程中的力和位移。02应具备安全防护装置，以防止试验过程中可能出现的意外伤害。03刀具应具有足够的硬度和耐磨性，以确保试验的顺利进行。夹具和刀具的尺寸和形状应符合相关标准规定，以确保试验的一致性和可比性。夹具应能够牢固地夹持试样，防止试样在剪切过程中发生滑移或转动。7.2夹具和刀具应使用高精度的测量设备来测量剪切力和位移，以确保试验数据的准确性。7.3测量设备测量设备应具备足够的灵敏度和响应速度，以捕捉剪切过程中的微小变化。应定期对测量设备进行校准和维护，以确保其长期稳定性和可靠性。010203为了便于观察和记录试验过程，可使用摄像设备对试验进行实时监控和录像。为了保护试验人员和试验设备的安全，应使用防护罩等安全设施。在进行大批量试验时，可使用自动送料装置等辅助设备来提高试验效率。7.4辅助设备088试验程序8.1试样准备对试样进行必要的预处理，如清洗、干燥等，以消除表面污染和水分对试验结果的影响。确保试样表面平整、无瑕疵，尺寸和形状符合试验要求。按照相关标准或技术条件，选取具有代表性的金属材料薄板和薄带试样。0102038.2试验设备准备010203选择合适的剪切试验机，确保其精度和量程满足试验要求。检查剪切刀具的锋利度和安装位置，确保其能够在试验中正常工作。根据需要安装和调试测量和记录设备，如位移传感器、力传感器等。8.3试验操作将试样放置在剪切试验机的夹具中，确保其位置准确、固定牢靠。01根据试验要求设置剪切速度、剪切位移等参数。02启动剪切试验机，开始进行剪切试验，同时观察和记录试验过程中的现象和数据。03123试验结束后，关闭剪切试验机，取出试样并检查其剪切面情况。对试验数据进行整理和分析，计算出金属材料的剪切强度、延伸率等关键指标。根据试验结果，评估金属材料的剪切性能和工艺性能，为材料的应用和开发提供参考依据。8.4试验后处理099结果处理01剪切力值记录剪切过程中的最大剪切力值，用于后续计算抗剪强度。9.1数据记录02剪切位移记录剪切过程中的剪切位移，以了解材料的剪切变形特性。03试验条件详细记录试验过程中的温度、湿度等环境条件，以便后续结果分析。01抗剪强度计算根据记录的剪切力值和试样尺寸，计算材料的抗剪强度。剪切应力-应变曲线绘制根据记录的剪切力和剪切位移数据，绘制剪切应力-应变曲线，以直观展示材料的剪切性能。结果统计分析对多次试验的结果进行统计分析，得出平均抗剪强度、标准差等统计指标，以评估材料的剪切性能稳定性。9.2数据处理0203根据标准规定或设计要求，判断材料的抗剪强度是否满足要求。合格判定对于明显偏离正常范围的异常数据，应进行分析和判断，必要时进行复验或舍弃。异常数据处理整理试验结果，编写试验报告，详细阐述试验过程、方法、结果及结论，为后续材料选择和应用提供依据。结果报告9.3结果判定1010试验报告试验样品的详细信息，包括材料类型、规格尺寸、状态等。试验过程中的详细记录，如剪切速度、剪切力、位移等数据。试验结果的分析与判定，包括剪切强度、延伸率等关键指标的测定结果。试验中出现的异常情况及其处理方式的记录。10.1报告内容10.2报告格式报告应采用规范格式，包含标题、试验单位、试验日期等基本信息。01报告中的数据应以表格或图表形式清晰展示，便于阅读和分析。02报告应包含结论部分，对试验结果进行简要总结和评价。03试验报告应由进行试验的人员编写，并由相关负责人审核。审核通过后，应由试验单位负责人签发，并加盖单位公章。报告的存档与保密工作应按照相关规定执行，确保试验数据的安全性和可追溯性。10.3报告的审核与签发010203试验报告应作为金属材料质量评估的重要依据，供相关方参考和使用。需求方在接收到报告后，应及时进行确认和反馈，以便试验单位进行后续工作。报告可以通过电子邮件、纸质版等方式传递给需求方，传递过程中应确保数据的完整性和准确性。10.4报告的使用与传递11附录A(资料性)典型剪切试验用模具模具设计需考虑材料的硬度、延展性等因素。典型模具包括单剪模具、双剪模具等。模具种类繁多，根据试验需求选择适当的模具。A.1模具种类与特点A.2模具材料选择0302模具材料需具备高强度、高硬度、耐磨性好等特点。01根据试验材料的硬度和延展性，选择合适的模具材料。常用模具材料包括工具钢、硬质合金等。A.3模具设计与制造要求模具的装配和调试也是确保试验准确性的重要环节。模具制造过程中需保证加工精度和表面质量。模具设计需符合剪切试验的力学原理和精度要求。010203123使用前应检查模具的完好性和精度。使用过程中需注意安全，避免模具损坏或人身伤害。使用后应及时清理、保养模具，以延长其使用寿命。A.4模具使用与维护12附录B(资料性)剪切试验测量结果不确定度的评定金属材料内部可能存在组织、成分或性能的不均匀，导致剪切试验结果存在波动。材料的不均匀性操作人员的熟练程度、试样的夹持方式、剪切速度等都会对试验结果造成一定影响。试验操作的影响剪切试验机的精度、刀具的锋利程度以及测量设备的准确性都会对试验结果产生影响。试验设备的精度如温度、湿度等环境因素也会对剪切试验结果产生影响。环境因素的影响不确定度的来源A类评定采用统计分析方法对试验数据进行处理，得到试验结果的标准偏差，以此作为不确定度的一个分量。B类评定根据试验设备、测量工具的精度以及操作人员的经验等因素，对试验结果进行估计，并给出不确定度的另一个分量。合成不确定度将A类和B类评定得到的不确定度分量进行合成，得到最终的测量结果不确定度。不确定度的评定方法提高试验设备的精度和稳定性，确保测量结果的准确性。