物理试验及仪器操作规范

1、AIC China for steel structures ltd.埃斯（中国）钢结构有限公司标题： 物理实验及仪器操作规范文件编号: QSP/6.2/TR/TRP/01/10日期: 2011/09/08发行号: 01修订号: 00复制号: 物理实验及仪器操作规范 QSF/6.3/TR/Man/01/11 编制人 审核人批准人职务QC经理技术经理总经理执行董事签名日期目 录一、钢材力学及工艺性能试验取样制度2二、弯曲试样制作制度6三、弯曲试验操作制度9四、拉伸试验操作制度11五、物理试验仪器和设备的维护及保养制度15六、万能材料试验机点检作业指导书16总 则本汇编适用于公司物理实验管理及各种

2、实验操作规范，使公司的钢材、螺栓及镀锌件的物理实验有据可依，同时还规定了如何对仪器设备进行维护和保养等。钢材力学及工艺性能试验取样制度1、范围适用于钢材、焊材等材料的取样、制样，规范了取制样的标准。2、如合同有明确规定，则按合同要求执行，其余按本标准执行。3、钢材取样的一般要求3.1在同一产品不同的位置取样时，力学性能会有差异，应按标准规定的位置取样。3.2应在外观及尺寸合格的钢产品上取样。3.3取样应对样坯、试样作出标记，以保证始终能识别取样的位置及方向。3.4取样应防止过热、加工硬化而影响力学性能，用烧割法切取样坯时，从样坯切割线至试样边缘必须留有足够的加工余量，一般应不小于钢产品的厚度或

3、直径，但最小不得少于20mm，冷剪法取样所留加工余量应符合表1的规定表1直径或厚度D mm加工余量 mm44D10直径或厚度10D201020D351535204、钢材机械性能取样方法4.1钢板应在钢板宽度1/4处切取拉伸、弯曲或冲击样坯，如钢板宽度不足，样坯中心可以内移，见图1图14.2型钢型钢应在腿部切取拉伸、弯曲和冲击样坯。如型钢尺寸不能满足要求，可将取样位置向中部位移。对于腿部有斜度的型钢，可在腰部1/4处取样，经协商也可从腿部取样进行机加工；对于不等边角钢，可从任一腿部取样，具体位置见图2图24.3圆钢当机加工和试验能力允许时切取全截面试样，见图3图34.4钢管4.4.1对于焊管，应

4、取横向试样，焊缝在试样中部，检验焊接性能，试样应远离焊管接头。4.4.2如果钢管尺寸允许，应切取10-5mm最大厚度的横向冲击试样。切取横向试样的钢管最小外径Dmin（mm）按下式计算：Dmin=（t-5）+756.25/t-5如果钢管不能取横向冲击试样，则应切取10-5mm最大厚度的纵向试样。4.4.3无缝钢管在试验能力允许的条件下取纵向全厚度试样见图4图45、熔敷金属及焊接接头5.1试样制备的一般要求5.1.1试板的截取方向应符合相关的产品制造规范或冶金产品标准的规定。5.1.2不能利用的区段不得小于25mm，如无特殊要求，样坯允许矫直。5.2焊缝及熔敷金属拉伸及焊接接头冲击样坯取样方法

5、图5对于钢材自切割面至试样边缘的距离不得少于8mm，取样位置见图55.3焊接接头拉伸及弯曲样坯，原则上应取试件的全厚度。5.3.1拉伸试件厚度超过30mm，样坯应覆盖试件的全厚度，截取方法见图6图65.3.2横弯样坯如厚度超过20mm时，截取方法见图7图76、物理实验试样的编号6.1试样编号一般由四部分组成：年号、试验类型代号、材料名称代号和试验序号。6.2具体编号格式如下：例：0 2L B0 0 0 10 2年号L试验类型（L-拉伸试验；W-弯曲试验） B材料名称（B-板材；G-钢管；Y-圆钢；C-槽钢；J-角钢；BT-扁铁；）0 0 0 1试验序号7、物理试样存档保管7.1拉伸试验完毕后，

6、试样必须用标签或试样袋按有关规定作好标识，摆放在试样夹上，做完试验的试样在物理室内存放三个月后，放到废品库。7.2冲击试验完毕后，试样放在试样袋里一起保存，摆放在试样夹上，在物理室内存放六个月后，放到废品库。7.3锤击试验完毕后，试样用标签作好标识，摆放在试样夹上，在物理室内存放三个月后，放到废品库。7.4弯曲试验完毕后，试样用标签作好标识，摆放在试样夹上，在物理室内存放三个月后，放到废品库。弯曲试样制作制度1、目的为了使本公司的拉伸、弯曲试样的制作工作有所依循。2、范围如合同有明确规定，则按合同要求执行，其余按本标准执行。3、弯曲试样3.1术语3.1.1试样厚度a或d单位：mm3.1.2试样

7、宽度b单位：mm3.1.3试样长度l单位：mm3.2钢材试样形式及尺寸3.2.1圆形试样，直径不大于20mm时，试样与材料的横截面相同；若直径大于20mm时，应加工成直径为15mm的试样，并尽量保留一侧表面。3.2.2长方形试样截面的材料厚度不大于20mm时，试样厚度与材料厚度相同，试样宽度为试样厚度的2倍，但不得小于10mm；长方形横截面的材料厚度大于20mm，试样厚度应加工成20mm，并保留一个原表面，其宽度应加工成30mm。3.2.3圆形试样、方形试样长度一般按下式确定：L=5d+150mm3.3焊接接头试样尺寸形式3.3.1每个试样均应设有标记；在受试长度内，表面不应有横向刀痕或划痕；

8、焊缝的正背表面应用机械方法修整，使之与母材的原始表面齐平。3.3.2板材试样，宽度b应不小于厚度a的1.5倍，至少为20mm。3.3.3管材试样，S为管壁厚，D为管外径，直径50mm时，b为S+0.1D（最小为10mm）；管直径50mm时，b为S+0.05D（最小为10mm，最大为40mm）。4、拉伸试样4.1术语及符号4.1.1平行长度l单位：mm试样两头部或两夹持部分的平行长度。4.1.2试样原始标距l0单位：mm试验前的标距。4.1.3试样直径d0单位：mm圆形试样平行长度部分的直径。4.1.4原始厚度a0单位：mm矩形、弧形试析的原始厚度。4.1.5原始宽度b0单位：mm矩形或弧形试样

9、平行部分宽度。4.1.6横截面积F0单位：mm试样平行部分的横截面积。4.1.7圆弧半径r单位：mm带头试样从头部到平行部分过渡圆弧半径。4.2一般规定4.2.1拉伸试样分比例试样的定标距试样两种，我们常用为短比例试样。4.2.2比例度样第按公式l0=KF0-2计算而得的试样。短比例试样系数K=5.65，长比例试样系数K=11.34.2.3定标距试样原始标距与原始横截面积或直径间无所述比例关系。4.3拉伸试样一般分为三类：圆形、矩形和异形。4.3.1圆形试样：a.一般包括圆钢、线材、螺栓；钢板厚度大于25mm的一般也采用圆形试样，根据钢材厚度制作尽可能大的短比例试样；对于厚度大于16mm的钢管

10、，一般应根据钢管壁厚制成尽可能大的圆形短比例试样；焊缝及熔敷金属母材大于20mm的也采用圆形试样。b.圆形比例试样见表1，夹持端长度应根据试验机而定。表1一般尺寸短试样d0r（最小）试样号l0l25201510865355443332R1R2R3R4R5R6R7R85d0l0+d0c.3.1.3试样形状见图24.3.2矩形试样a.板材一般采用矩形试样；型钢参照板材制成相关的矩形试样；焊接接头弯曲试样制成矩形试样。图2b.矩形试样尺寸见表2表2一般尺寸(mm)短试样(mm)b0a0r试样号l0l4.0-122025-40P35.65F0取最接近5的整数倍l0+b0/212-2030P5注：试样头

11、部尺寸可根据试验机夹具，试样材样设计选取用c.矩形试样形状见图3图34.3.3异形试样4.3.3.1异形试样加工尺寸见表3表3管直径d0mmb0mma0mmrmm短试样试样号l0l比例试样50-70701520原厚度原厚度25-40S2S35.65*F0-2取最接近5的整数倍l0+F04.3.3.2管材为异形试样，其加工形状见图45、硬度试验试样一般标准件需硬度检测，检测前，需用磨光机将表面镀层磨掉且磨平。 图 4 弯曲试验操作制度 1、范围适用于钢材及焊接接头的弯曲试验。2、如合同有明确规定，则按合同要求执行，其余按本标准执行。3、术语3.1.1支辊间距离l单位：mm弯曲时两支承辊间的距离。

12、3.1.2弯心直径d单位：mm3.1.3弯心角度d0单位：弯曲后的试样的所呈的角度。3.1.4试样厚度或直径a0单位：mm3.1.5试样宽度b单位：mm3.1.6试样长度L单位：mm4、试验设备：WES-600B型万能材料试验机5、试验程序5.1将试样置于两个支点上，用一定直径的弯心在试样两个支点中间施加压力，使试样弯曲到规定的角度或出现裂纹、裂缝、裂断为止，见图1图15.2试验时应在平衡压力作用下，缓慢施加试验力。5.3两支辊间距离为（d+2.5a）0.5a，并且在试验过程中不允许有变化。5.4弯心直径必须符合有关产品验收规程的规定，见表1表1名称材质厚度或直径弯心直径d普通碳素钢Q235（

13、A、B、C、D）60mm1.5a60mm2a优质碳素钢Q345（A、B、C、D、E）16mm2a16mm3a镀锌试块-16mm8a5.5试验在常温下进行。6、结果评定6.1弯曲后按下列规定进行结果评定6.1.1完好（A1）：试样弯曲外表面金属基体上无肉眼可见因弯曲变形产生的缺陷。6.1.2微裂纹（A2）：试样弯曲外表面金属基体上出现开裂，其长度大于2mm，且小于等于5mm或宽度大于0.2mm。6.1.3裂纹（A3）：试样弯曲外表面金属基体上出现开裂，其长度大于2mm，且小于等于5mm或宽度大于0.2mm，而于小等于0.5mm。6.1.4裂缝（A4）：试样弯曲外表面金属基体上出现明显开裂其长度大

14、于5mm或宽度大于0.5mm。6.1.5裂断（A5）：试样弯曲外表面出现沿宽度贯穿的开裂其长度超过度样厚度的三分之一。6.2在微裂、裂缝、裂断中的长度和宽度只要有一项达到规定要求，即按级评定。6.3试样弯曲后，若不出现裂纹、裂缝、裂断，即判定合格。拉伸试验操作制度1、目的为使本公司金属、焊接接头及螺栓的拉伸试验工作有所依循。2、范围如合同有明确规定，则按合同要求执行，其余按本标准执行。3、原理计算出试样的原始横截面积,被测得的拉伸力所除，商即为材料的屈服应力和抗拉强度；测量试样拉断后的长度变化，可求得试样的断后伸长率。4、术语4.1.1平行长度Lc单位：mm试样两头部或夹持部分之间的平行长度。

15、4.1.2试样标距L单位：mm拉伸试验过程中用以测量试样伸长的两标记间的长度，4.1.3原始标距L0单位：mm试验前的标距。4.1.4 断后标距L1单位：mm试样拉断后断裂部分在断裂处对接在一起，使其轴线位于同一直线上时的标距。4.1.5应力F0单位：N/mm2试验过程中的力除以试样原始横截面积的商。4.1.6屈服点s单位：N/mm2呈现屈服现象的金属材料，试样在试验过程中力不增加，仍能继续伸长时的应力。4.1.7抗拉强度b单位：N/mm2试样拉断过程中最大力所对应的应力。3.1.8断后伸长率试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。5、试样尺寸的测量5.1原始横截面积的测定5.1.1圆形试样

16、横截面面积按公式计算：S0=（d02）/ 45.1.2矩形试样横截面尺寸（宽度和厚度）在标距的两端处测量，选用三处测得横截面积中最小值，矩形试样横截面积按公式计算：S0=a0b05.1.3圆形纵向弧形试样的横截面积尺寸，应在标距两端及中间处测量，选用三处测得横截面积中最小值，圆管纵向弧形试样横截面积按公式S0=ka0b0计算（4）5.1.4当圆管直径大于48mm时，取K=1当圆管直径小于48mm时，按公式K=1+ b0 2/6d0（d0-2 a0）进行计算K值。5.2测量各原始数据的工具用精度为0.02mM的游标卡尺。5.3比例试样原始标距的计算值，对于短比例试样，应修约到最接近5mm的倍数，

17、对于长比例应修约到最接近10mm的倍数。5.4原始标距应精确到标称标距的0.5%。6、试验设备WES-600B万能材料试验机7、试验条件7.1试验速度：测定材料的屈服强度时，屈服前的应力速率按下表规定，并通过放油阀保持在这一速率位置上，直到性能测出为止，一般Q235和Q345及20#钢材采用35 N /（mm2S）。7.2屈服过后或只需测定抗拉强度时，试验机两夹头在力作用下的应力速率不应大于50 N /（mm2S）。7.3试验应在室温下进行。7.4夹持方法可以采用楔型、套环或其他的夹具进行试验，对于楔型夹头，试样头部被夹持的长度，一般至少为夹持长度的二分之一，尽量采用四分之三的夹持方法，夹头的

18、夹持面与试样接触尽可能对称均匀。8、性能测定8.1屈服点的测定：有明显屈服点的金属材料，应测定其屈服点，用指针法测定屈服点法，当测力度盘的指针首次停止转动时的恒定力，或指针首次回转前的最大力或不计初始瞬时效应时的最小力，此时指针所对应的力为屈服点和上、下屈服点。计算公式：s=Fs / S0s-屈服强度Fs-屈服力S0-试样原始横截面积8.2抗拉强度的测定试样拉断后，以测力度盘上读取最大力数值，此时所对应的应力即为抗拉强度。计算公式：b=Fb/S0b-抗拉强度Fb-抗拉力S0-原始横截面积8.3断后伸长率的测定试样拉断后，将其断裂部分在断裂处紧密对接在一起，尽量使其轴线位于一直线上；拉断处存在缝

19、隙时，则此缝隙应计入该试样拉断后的标距内，用精度为0.02的游标卡尺直接测量标距两端点的距离L1，其计算公式为5=（L1-L0）/ L0100% 式中5表示短比例试样的断后伸长率。9、试验操作规程9.1测量试件尺寸，并作好记录。9.2在试件的标距两端点处用样冲打上标记，并记下原始标距L0。9.3根据试件的材料和尺寸，选择量程，决定在摆杆上挂上或取下铊。9.4根据试件的形状和尺寸，选择相应的钳口规格，圆试样根据直径大小选择相应的圆试料钳口，矩形或弧形试样根据试样的厚度选择相应的扁试料钳口。9.5在描绘器的转筒上，卷压好记录纸，此项只在需要时才进行。9.6按“电源启动”按钮，指示灯亮。9.7按“油

20、泵启动”按钮，拧开送油阀高速试台到所需的高度。9.8按电动机“向上或向下”按钮，调整钳口位置，将试件夹于钳口中。9.9调整测力计指针对准度盘零点。9.10将推杆的描绘笔放下进入描绘准备状态，此项在需要时才进行并配好描绘比例。9.11按试验要求的加荷速度，缓慢的按开送油阀，加荷试验。9.12记下当测力度盘的指针首次停止移动时的恒定力，或首次回转前的最大力或不计初始瞬时效应时的最小力，即为屈服力。9.13试件拉断后，关闭送油阀，打开回油阀，卸除载荷。9.14记下测力度盘上的最大抗拉力。9.15把记录数值的描绘笔抬笔。9.16按动油泵停止按钮，油泵停止工作。9.17取下断裂后的试件，按电源停止按扭，

21、切断电源。9.18将拉断后的试件对接在一起，用游标卡尺直接测量标距两端点间的距离L1，并根据公式计算出延伸率。9.19根据公式分别计算出屈服度和抗拉强度。10、数值修约见表1表1项目范围修约到s或b200N/mm21 N/mm2200-1000 N/mm25 N/mm210%0.5%10%1%11、试验结果处理11.1试验出现下列情况之一，试验结果无效。11.1.1试样断在刻化的标记上或标距外。11.1.2操作不当。11.1.3试验记录有误或设备发生故障影响试验结果。11.2遇有试验结果作废时，应补做同样数量的试验。11.3试验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金缺陷（例如分

22、层、气泡、夹渣、偏孔等），应在试验记录和报告中注明。物理试验仪器和设备的维护及保养制度1、目的为了加强管理，确保仪器和设备满足使用要求，使物理实验工作正常顺利进行。2、范围 本标准规定了物理室仪器和设备的维护及保养工作。3、维护及保养规程3.1本室人员对物理室的所有仪器和设备都应进行维护和保养。3.2操作人员必须了解仪器设备的性能特点，熟悉设备的各控制开关按钮，掌握各项实验的操作规程，严格按照操作规程进行操作。3.3操作前应检查设备状态是否完好，如果设备状态不完好，不能进入实验状态。3.4对实验室的所有设备都应一月进行一次检查。3.5做完实验后，应随即将油污、灰尘、铁屑等擦拭干净。3.6万能材料实验机的维护及保养。3.6.1测力计摆杆扬程不准超过最大规定限度，指针亦不准超过一周。3.6.2如果正在实验过程中，油泵突然停止工作，此时应将所加之负荷卸掉，使油压降低，检查后重新开动油泵，不应在高压下起动油泵或检查事故原因。3.6.3如果在