力學(xué)性能第六單元 (2)

第九單元金屬工藝性能試驗(yàn)本單元導(dǎo)讀將金屬由原材料加工成符合要求的零件或構(gòu)件，必須經(jīng)過(guò)一系列的加工過(guò)程，如鑄、鍛、焊、沖壓、熱處理及切削加工等。金屬工藝性能試驗(yàn)是檢查金屬材料承受一定變形的能力，或檢查相似使用條件下能承受作用力的能力，以確定某金屬材料是否適應(yīng)某種加工工藝過(guò)程。工藝性能試驗(yàn)時(shí)一般不考慮應(yīng)力的大小，而以材料變形后的表面情況來(lái)評(píng)定其工藝性能。本單元主要介紹實(shí)驗(yàn)室中常用的幾種工藝性能試驗(yàn)，包括金屬?gòu)澢囼?yàn)、杯突試驗(yàn)、頂鍛試驗(yàn)，金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、反復(fù)彎曲試驗(yàn)和金屬管試驗(yàn)等。金屬工藝性能試驗(yàn)特點(diǎn)工藝性能試驗(yàn)是檢驗(yàn)金屬材料是否適用于某種加工工藝的最實(shí)際的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)方法簡(jiǎn)便，無(wú)需復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)備，有別于其他常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn)，其特點(diǎn)是：金屬工藝性能試驗(yàn)特點(diǎn)試驗(yàn)過(guò)程與材料的使用條件相似。試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定是以受力后表面變形情況(如裂紋、斷裂等)以及變形后所規(guī)定的某些特征來(lái)考核材料的優(yōu)劣。因此，試驗(yàn)結(jié)果能反映出材料的塑性、韌性及部分質(zhì)量問(wèn)題。試樣加工容易。工藝性能試驗(yàn)通?？勺鳛橐话愠Ｒ?guī)力學(xué)性能試驗(yàn)的補(bǔ)充試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果可反映材料工藝性能的優(yōu)劣，有助于材料生產(chǎn)廠家進(jìn)一步改進(jìn)和完善冶煉、冷熱加工等工藝。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，金屬工藝性能試驗(yàn)方法正在不斷完善和發(fā)展，許多工藝性能試驗(yàn)方法均已標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)將目前應(yīng)用普遍、有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的工藝方法加以介紹。模塊一金屬?gòu)澢囼?yàn)一、金屬?gòu)澢囼?yàn)及其工程意義金屬?gòu)澢囼?yàn)是將一定形狀和尺寸的試樣放置于彎曲裝置上，將材料試樣圍繞具有一定直徑的彎心彎曲至規(guī)定的角度或不帶彎心彎到兩面接觸(即彎曲180o，彎心直徑d=0)后，卸除試驗(yàn)力，檢查試樣承受變形的能力。試驗(yàn)一般在室溫下進(jìn)行，所以也常稱為冷彎試驗(yàn)?！拘≠Y料】這里所指的彎曲試驗(yàn)不同于第二單元的彎曲力學(xué)性能試驗(yàn)，并不測(cè)量金屬材料的彎曲強(qiáng)度極限σbb和彎曲時(shí)的斷裂撓度f(wàn)等力學(xué)性能指標(biāo)。它的目的有二：一是用于檢定金屬材料彎曲成一定形狀和尺寸后的變形能力，二是顯示其缺陷。一、金屬?gòu)澢囼?yàn)及其工程意義由于彎曲試驗(yàn)時(shí)試樣中部受彎部位受到?jīng)_頭擠壓以及彎曲和剪切的復(fù)雜作用，因此也是考查鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下塑性變形能力的一項(xiàng)指標(biāo)。所以，彎曲試驗(yàn)對(duì)鋼材質(zhì)量是較嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法之一，適用于各種板材、型材、帶材及有焊接性能要求的材料。金屬?gòu)澢囼?yàn)按照GB/T232－1999《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法》進(jìn)行。二、試樣1.形狀和尺寸彎曲試驗(yàn)試樣的橫截面形狀可以為圓形、方形、矩形和多邊形，但應(yīng)參照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議的規(guī)定。試樣橫截面尺寸應(yīng)根據(jù)材料種類、特性和試驗(yàn)機(jī)能力確定。在條件允許情況下取全截面尺寸進(jìn)行試驗(yàn)。但大多數(shù)情況下并不允許進(jìn)行全截面尺寸彎曲試驗(yàn)。當(dāng)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)未作具體規(guī)定時(shí)，一般按下述要求進(jìn)行。試樣的寬度當(dāng)原材料的寬度不大于20mm時(shí)，試樣寬度為原材料的寬度；當(dāng)材料寬度大于20mm，厚度小于3mm的板材，試樣寬度為(20±5)mm；厚度不小于3mm的板材，試樣寬度在20~50mm之間。試樣厚度或直徑對(duì)于板材、帶材和型材，當(dāng)其厚度不大于25mm時(shí)，試樣厚度應(yīng)為原材料厚度；材料厚度大于25mm時(shí)，試樣厚度可以機(jī)加工減薄至25mm，并保留一側(cè)原表面。對(duì)直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑不大于50mm的材料，試樣橫截面與原材料相同。如試驗(yàn)機(jī)能力不足時(shí)，對(duì)于直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑在30mm至50mm之間的材料，將其機(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑不小于25mm的試樣；直徑或多邊形內(nèi)切圓直徑大于50mm的材料，將其加工成橫截面內(nèi)切圓直徑不小于25mm的試樣，并保留一側(cè)原表面。彎曲試驗(yàn)時(shí)，試樣原表面應(yīng)位于受拉變形的一側(cè)。試樣長(zhǎng)度試樣的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)試樣厚度和所使用的試驗(yàn)裝置的尺寸而定，通常按下式確定：

L=0.5π（D+a)十140在這個(gè)圖中,標(biāo)有橙色的部位進(jìn)行取樣稱側(cè)彎，蘭色部位取樣為面彎，它的底部為背彎.。2.加工方法室溫下可用鋸、銑、刨等加工方法截取，如用氣割等方法應(yīng)去除氣割等形成的影響區(qū)域。試樣受試部位不允許有任何壓痕和傷痕，棱邊必須銼圓，其半徑不應(yīng)大于試樣厚度的1/10。對(duì)于有必要矯直的試樣，應(yīng)在常溫下平穩(wěn)施加壓力。試樣的端部應(yīng)打印或用其他方法標(biāo)記試樣的代號(hào)。三、試驗(yàn)方法1.試驗(yàn)裝置彎曲試驗(yàn)通常在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)或壓力機(jī)上進(jìn)行，

常用的彎曲裝置有支輥式、V型模具式、虎鉗式、板式、等，其中支輥式彎曲裝置是最常用的,而V型模具式在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。支輥式彎曲裝置屬于導(dǎo)向彎曲。試驗(yàn)時(shí)，將試樣置于兩支點(diǎn)上，以規(guī)定直徑的彎心在試樣兩支點(diǎn)中間施加壓力進(jìn)行彎曲，根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議的規(guī)定，使試樣彎曲到規(guī)定的角度(在加載狀態(tài)下測(cè)量)或出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)裂紋為止。2.試驗(yàn)過(guò)程試樣在兩個(gè)支點(diǎn)上按一定彎心直徑彎曲至兩臂平行時(shí)，可一次完成試驗(yàn)，也可先彎曲至90°，然后放置在試驗(yàn)機(jī)平板之間繼續(xù)施加壓力，壓至試樣兩臂平行。3.試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定金屬?gòu)澢囼?yàn)結(jié)果應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議的要求進(jìn)行評(píng)定。如產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議無(wú)具體規(guī)定，一般在試驗(yàn)后檢查試樣彎曲部分的外面、里面和側(cè)面，若彎曲處無(wú)裂紋、起層或斷裂現(xiàn)象，即可認(rèn)為彎曲性能合格。模塊二金屬杯突試驗(yàn)一、金屬杯突試驗(yàn)及其工程意義金屬杯突試驗(yàn)也稱埃里克森試驗(yàn)(Erichsentest)，是常用的一種工藝性能試驗(yàn)方法，它主要用于在給定試驗(yàn)條件下，測(cè)定薄板或帶狀金屬材料的冷沖壓性能。杯突試驗(yàn)通常是在杯突試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)采用端部為球形的沖頭，將夾緊的試樣壓入壓模內(nèi)，直至出現(xiàn)穿透裂紋為止，此時(shí)沖頭壓入深度(mm)即為被試板材或帶材的杯突值，以此來(lái)判斷材料的塑性變形性能。圖9-7杯突試驗(yàn)示意圖

1-壓模2-試樣3-墊模4沖頭一、金屬杯突試驗(yàn)及其工程意義試樣在做過(guò)杯突試驗(yàn)后就像只沖壓成的杯子，不過(guò)是只破裂的杯子。金屬杯突試驗(yàn)應(yīng)按照GB/T4156－2007《金屬材料薄板和薄帶埃里克森杯突試驗(yàn)》進(jìn)行。二、試樣金屬杯突試樣從表面無(wú)缺陷的板卷或帶卷上切取，試樣厚度為薄板材料的原厚度（0.2～2mm）。試樣可以是長(zhǎng)條形，其寬度為90～95mm，長(zhǎng)度至少為270mm，也可以為直徑90～95mm的圓形試樣，或邊長(zhǎng)為90～95mm的方形試樣。試樣數(shù)量按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議規(guī)定，如無(wú)具體規(guī)定，一般取3個(gè)試樣。對(duì)于寬度30～90mm的帶材，如產(chǎn)品要求，且試驗(yàn)機(jī)具備相應(yīng)的配件，也可以進(jìn)行杯突試驗(yàn)。切取試樣時(shí)必須保持試樣平整，不得扭曲，邊緣應(yīng)無(wú)毛刺，應(yīng)不經(jīng)矯直進(jìn)行試驗(yàn)。試樣不應(yīng)在試驗(yàn)前受錘擊或冷熱加工和劃傷，也不允許經(jīng)過(guò)熱處理。對(duì)于寬度30～90mm的帶材，如產(chǎn)品要求，且試驗(yàn)機(jī)具備相應(yīng)的配件，也可以進(jìn)行杯突試驗(yàn)。試樣尺寸與沖頭直徑及壓?？讖皆嚇訉挾?mm試樣厚度度/mm沖頭直徑/mm壓?？讖?mm90～950.2～2202755～900.2～2152130～350.2～1811三、試驗(yàn)方法金屬杯突試驗(yàn)應(yīng)在10～35℃的室溫下進(jìn)行，對(duì)試驗(yàn)溫度有較嚴(yán)要求的，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃士5℃。試驗(yàn)前可用汽油清洗試樣并擦干，測(cè)量和記錄試樣厚度，精確到0.01mm。試樣兩面和沖頭表面應(yīng)均勻地涂以無(wú)腐蝕性的潤(rùn)滑劑，如石墨潤(rùn)滑脂，以減少試樣與沖頭之間的摩擦對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。試驗(yàn)機(jī)調(diào)整至零點(diǎn)后，將試樣置于壓模和墊模之間，并旋轉(zhuǎn)壓模夾緊試樣，其夾緊力約為10kN，試樣的中心盡可能與試驗(yàn)機(jī)沖頭軸線一致。如為長(zhǎng)條形試樣，相鄰兩個(gè)壓痕中心距離不得小于90mm，壓痕中心距試樣邊緣的距離不得小于45mm。在無(wú)沖擊的情況下對(duì)試樣進(jìn)行杯突試驗(yàn)，施加壓力應(yīng)平穩(wěn)均勻，試驗(yàn)速率在5～20mm/min之間。當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到最大載荷點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將試驗(yàn)速率減至上述速率的下限，以便正確地確定裂紋出現(xiàn)的瞬間。當(dāng)裂紋開(kāi)始穿透試樣厚度(透光)時(shí)即終止試驗(yàn)。然后測(cè)定杯突深度即為杯突值，杯突值用IE表示。四、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定從沖頭與試樣表面接觸點(diǎn)起，直到試樣出現(xiàn)裂紋并開(kāi)始穿透試樣厚度(透光)為止，此時(shí)沖頭的壓入深度即評(píng)定為杯突值，單位為mm。杯突值分散度較明顯，一般至少試驗(yàn)3個(gè)試樣，試驗(yàn)結(jié)果精確到0.1mm。杯突試驗(yàn)過(guò)程相似于金屬的冷沖壓過(guò)程，杯突試驗(yàn)結(jié)果可直接用來(lái)確定金屬材料的冷沖壓性能。模塊三金屬頂鍛試驗(yàn)一、什么是頂鍛試驗(yàn)金屬頂鍛試驗(yàn)是將一定尺寸的試樣，在室溫或熱狀態(tài)下沿試樣軸線方向施加壓力，將試樣壓縮，檢驗(yàn)金屬在規(guī)定的鍛壓比下承受頂鍛塑性變形的能力并顯示金屬表面缺陷。二、金屬頂鍛試樣試樣從外觀檢查合格的材料的任意部位切取，如有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議對(duì)試樣切取部位另有規(guī)定時(shí)，則按規(guī)定執(zhí)行。試樣可用鋸、刨、剪切或燒割方法切取，截取試樣的方法和過(guò)程不應(yīng)改變材料的性能。但其受剪切或燒割影響試驗(yàn)結(jié)果的區(qū)域應(yīng)在機(jī)床(鋸、刨或車床)上切除。試樣橫截面尺寸應(yīng)與被試材料料尺寸相等，同時(shí)保留原軋制面或拔制面。試樣的高度h，對(duì)于鋼鐵材料應(yīng)為試樣橫截面尺寸的2倍，對(duì)于非鐵金屬應(yīng)為試樣橫截面尺寸的1/2。三、試驗(yàn)方法1.試驗(yàn)設(shè)備金屬頂鍛試驗(yàn)可用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、頂鍛試驗(yàn)機(jī)、壓力機(jī)或手錘完成。試驗(yàn)時(shí)可使用支撐板和防止試樣偏斜的夾具。支撐板應(yīng)有足夠的剛性。2.試驗(yàn)方法冷頂鍛試驗(yàn)一般在10～35℃的室溫下進(jìn)行，對(duì)于溫度要求較嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃士5℃。對(duì)于熱頂鍛試驗(yàn)，試樣的加熱溫度、加熱時(shí)間和允許的終鍛溫度應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。試驗(yàn)可在靜載或動(dòng)載下進(jìn)行。如試樣直徑或邊長(zhǎng)小于或等于15mm時(shí)，可用錘打或鍛打至規(guī)定的高度;當(dāng)試樣直徑或邊長(zhǎng)大于15mm時(shí)，則可在壓力機(jī)或鍛壓機(jī)上壓或鍛至規(guī)定高度。頂鍛試驗(yàn)后試樣不應(yīng)有扭歪鍛斜現(xiàn)象,如有此類現(xiàn)象出現(xiàn)，試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效,應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。頂鍛試驗(yàn)后試樣高度允許偏差不超過(guò)±5％h。頂鍛試驗(yàn)試樣所達(dá)到的最終高度按下式計(jì)算:

式中

h1—頂鍛后試樣高度；

h—頂鍛前試樣高度；

X—鍛壓比。四、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定頂鍛后檢查試樣側(cè)面，在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未作具體規(guī)定的情況下，一般如無(wú)裂縫、裂口、貫裂、扯破、折迭或氣泡，即認(rèn)為試樣合格。模塊四金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)一、金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)及其工程意義金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是將試樣兩端夾緊并施加拉緊力，兩夾頭間保持規(guī)定的標(biāo)距長(zhǎng)度，一端夾頭圍繞試樣軸線旋轉(zhuǎn)，用于檢驗(yàn)直徑(或特征尺寸)小于等于10mm的金屬線材扭轉(zhuǎn)時(shí)承受塑性變形的性能，并顯示金屬的不均勻性、表面缺陷及部分內(nèi)部缺陷。試驗(yàn)原理按照GB/T239-1999《金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法》規(guī)定，其試驗(yàn)原理有二：?jiǎn)蜗蚺まD(zhuǎn)試樣繞自身軸線向一個(gè)方向均勻旋轉(zhuǎn)360°作為一次扭轉(zhuǎn)至規(guī)定次數(shù)或試樣斷裂。雙向扭轉(zhuǎn)試樣繞自身軸線向一個(gè)方向均勻旋轉(zhuǎn)360°作為一次扭轉(zhuǎn)至規(guī)定次數(shù)后，向相反方向旋轉(zhuǎn)相同次數(shù)或試樣斷裂。二、試樣線材公稱直徑d或特征尺寸D夾頭之間標(biāo)距長(zhǎng)度L0.3~<1.0200d(D)1.0~<5.0100d(D)5.0~1050d(D)由于試驗(yàn)設(shè)備的限制，當(dāng)試驗(yàn)機(jī)不能用100d(D)的標(biāo)距長(zhǎng)度時(shí)，經(jīng)協(xié)議可改用50d(D)或30d(D)。但試樣最小標(biāo)距長(zhǎng)度應(yīng)為L(zhǎng)≥50mm，最大不超過(guò)500mm。二、試樣試樣應(yīng)從外觀檢查合格線材的任意部位切取，如有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議對(duì)取樣部位另有規(guī)定時(shí)，則按規(guī)定執(zhí)行。切取的試樣應(yīng)盡可能是平直的，如果有必要，可對(duì)試樣進(jìn)行矯直，當(dāng)用手不能矯直時(shí)，可將試樣置于木材、塑料或銅質(zhì)平面上，用由這些材料制成的錘子或其他合適的方法輕輕矯直。矯直時(shí)，試樣表面不得有損傷，也不允許受任何扭曲。三、試驗(yàn)方法1.試驗(yàn)設(shè)備金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是在線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，應(yīng)根據(jù)線材直徑選擇試驗(yàn)機(jī)型號(hào)。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)滿足下列要求：（1）試驗(yàn)機(jī)夾頭應(yīng)具有足夠的硬度，夾持鉗口的硬度為55～65HRC。（2）試驗(yàn)期間，兩夾頭應(yīng)保持在同一軸線上，并對(duì)試樣不施加任何彎曲力，不得妨礙由試樣引起的夾頭之間長(zhǎng)度的變化。（3）試驗(yàn)機(jī)夾頭的一端應(yīng)能繞試樣軸線雙向旋轉(zhuǎn)，而另一端不得有任何轉(zhuǎn)動(dòng)，但能沿軸向白由.移動(dòng)。（4）試驗(yàn)機(jī)應(yīng)有對(duì)試樣施加拉緊力的裝置。（5）試驗(yàn)機(jī)的速度應(yīng)能調(diào)節(jié)，并有自動(dòng)記錄扭轉(zhuǎn)次數(shù)的裝置及測(cè)量?jī)蓨A頭間標(biāo)距長(zhǎng)度的刻度尺。線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)2.試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)一般應(yīng)在10～35℃的室溫下進(jìn)行，如有特殊要求，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。將試樣置于試驗(yàn)機(jī)夾持鉗口中，使其軸線與夾頭軸線相重合。為使試樣在試驗(yàn)過(guò)程中保持平直，應(yīng)施加某種形式的拉緊力，這種拉緊力不得大于該線材公稱抗拉強(qiáng)度相應(yīng)力值的2％。除非另有規(guī)定，否則應(yīng)按有關(guān)材質(zhì)的線材直徑選用相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)速度，其偏差應(yīng)控制在規(guī)定轉(zhuǎn)速的土10%以內(nèi)。試樣置于試驗(yàn)機(jī)后，以一合適的恒定速度旋轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)動(dòng)夾頭，計(jì)數(shù)裝置同時(shí)自動(dòng)記數(shù)，直至試樣斷裂或達(dá)到規(guī)定的次數(shù)為止。3.試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定當(dāng)試樣的扭轉(zhuǎn)次數(shù)、表面及斷口符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，則該試驗(yàn)有效。如果試樣未達(dá)到規(guī)定的次數(shù)，且斷口位置在離夾頭2d(D)范圍內(nèi)，則該試驗(yàn)無(wú)效。在試驗(yàn)過(guò)程中，如試樣發(fā)生嚴(yán)重劈裂，則最后次扭轉(zhuǎn)不計(jì)，需重新試驗(yàn)。模塊五金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)一、金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)及其工程意義金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)是將試樣一端固定，然后繞規(guī)定半徑的圓柱支座使試樣彎曲90°，再沿相反方向彎曲的重復(fù)彎曲試驗(yàn)。金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)用于檢驗(yàn)金屬線材（0.3～10mm)、薄板和薄帶(≤3mm)在反復(fù)彎曲中承受塑性變形能力并顯示其缺陷。二、試樣試樣從外觀檢查合格的材料的任意部位上切取，并保留原表面無(wú)損傷。對(duì)于薄板或薄帶，樣坯的切取位置和方向應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。樣坯應(yīng)保留足夠的機(jī)加工余量，試樣的制備應(yīng)使熱和加工硬化的影響減至最小。試樣表面應(yīng)無(wú)裂紋或傷痕，棱邊應(yīng)無(wú)毛刺。材料試樣厚度或直徑試樣寬度試樣長(zhǎng)度線材0.3～10150～250板材、帶材≤3mm，試樣等于原材料厚度≤20，等于原材料寬度150>20，加工成寬度20～25150金屬反復(fù)彎曲試樣尺寸（單位：mm）三、金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)方法試驗(yàn)一般應(yīng)在10～35℃的室溫下進(jìn)行，對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃士5℃。根據(jù)線材直徑，選擇圓柱支座半徑r，圓柱支座頂部至撥桿底部距離h以及撥桿孔直徑dg。使彎曲臂處于垂直位置，將試樣由撥桿孔插入，試樣下端用夾塊夾緊，并使試樣垂直于圓柱支座軸線。非圓形試樣的夾持，應(yīng)使其較大尺寸平行于或近似平行于夾持面。彎曲試驗(yàn)一般以每秒鐘不超過(guò)l次的速率進(jìn)行，為了保證彎曲時(shí)試樣產(chǎn)生的熱量不致影響試驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)可以降低彎曲試驗(yàn)速率。操作應(yīng)平穩(wěn)無(wú)沖擊，試驗(yàn)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，試驗(yàn)過(guò)程中不得中斷。為了確保試樣在彎曲時(shí)與圓柱支座的圓弧面能良好接觸，可施加某種形式的拉緊力，這種形式的拉緊力不得超過(guò)材料標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度的2％相對(duì)應(yīng)的力值。如相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定，應(yīng)按其執(zhí)行。四、金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定方法有兩種:（1）金屬試樣達(dá)到規(guī)定反復(fù)彎曲次數(shù)時(shí)，檢查試樣及覆蓋層彎曲處，如無(wú)裂紋、裂口、斷裂、起層、起皮即認(rèn)為合格。為正常生產(chǎn)中檢驗(yàn)、評(píng)定金屬材料反復(fù)彎曲性能的方法。（2）試樣斷裂時(shí)的反復(fù)彎曲次數(shù)達(dá)到或超過(guò)規(guī)定的次數(shù)即認(rèn)為合格，并記下彎曲次數(shù)Nb。用于比較相同或不同金屬材料抵抗反復(fù)彎曲性能的優(yōu)劣，為了合理的選材或設(shè)計(jì)，這個(gè)數(shù)據(jù)是必要的。模塊六金屬管工藝試驗(yàn)金屬管因用途不同，需做各種工藝性能試驗(yàn)，以確定其對(duì)機(jī)械加工的適應(yīng)性，并顯示缺陷。管材常用的工藝性能試驗(yàn)有:液壓試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)、卷邊試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、縮口試驗(yàn)等。一、金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)是管材工藝性能試驗(yàn)方法之一，是用圓錐形頂芯擴(kuò)大管段試樣的一端，直至擴(kuò)大端的最大外徑達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值，用以檢驗(yàn)在給定條件下管的塑性變形的極限能力。金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)適用于外徑不超過(guò)150mm(有色金屬管外徑不超過(guò)100mm)、管壁厚度不超過(guò)10mm的金屬管。適用金屬管的外徑和壁厚范圍可以在相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中做更詳細(xì)的規(guī)定。通常通過(guò)擴(kuò)口試驗(yàn)檢驗(yàn)金屬管產(chǎn)品是否符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，或比較在相同條件下金屬管的塑性變形能力的優(yōu)劣，所以一般作為驗(yàn)收試驗(yàn)。一、金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)1.試樣金屬管擴(kuò)口試樣應(yīng)從外觀檢查合格的金屬竹材上的任意部位切取，切取試樣時(shí)應(yīng)防止損傷試樣表面和因受熱或冷加工而改變其性能，試樣的兩端面應(yīng)垂直于管的軸線。試驗(yàn)端的棱邊允許用銼或其他方法將其倒圓或倒角，試驗(yàn)焊接管時(shí)，可以去除管內(nèi)壁的焊縫余高。2.試驗(yàn)過(guò)程金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)按照GB/T242-2007進(jìn)行。試驗(yàn)一般應(yīng)在10～35℃的室溫下進(jìn)行，對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃士5℃。試驗(yàn)一般應(yīng)在可調(diào)節(jié)速率的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)或壓力機(jī)上進(jìn)行。圓錐形頂芯應(yīng)具有相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的角度，其工作表面應(yīng)磨光并具有足夠的硬度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦采用的頂芯角度為30°、45°和60°。試驗(yàn)時(shí)選取符合規(guī)定要求的圓錐頂芯，并在其錐面上涂以潤(rùn)滑油。將試樣裝在試驗(yàn)裝置上，將頂芯平穩(wěn)地壓入試樣的一端，使管口均勻地?cái)U(kuò)張到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外徑或出現(xiàn)裂紋。擴(kuò)口期間圓錐形頂芯的軸線應(yīng)與試樣的軸線一致。試驗(yàn)時(shí)，頂芯在試樣中壓入速率應(yīng)不大于50mm/min，如有爭(zhēng)議或仲裁試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)速率應(yīng)采用20～50mm/min。試樣的長(zhǎng)度取決于頂芯的角度。當(dāng)頂芯角度小于或等于30°時(shí)，試樣長(zhǎng)度應(yīng)約為金屬管外徑的2倍；當(dāng)頂芯角度大于30°時(shí)，其長(zhǎng)度應(yīng)約為外徑的1.5倍，但不得小于50mm。對(duì)于外徑小于20mm的管材，只要試驗(yàn)后能保證剩余圓柱的長(zhǎng)度不小于0.5D(D為金屬管外徑)，可以采用較短的試樣。當(dāng)試驗(yàn)縱向焊接管時(shí)，允許使用帶溝槽的頂芯，以適應(yīng)管內(nèi)的焊縫余高。試驗(yàn)過(guò)程中頂芯不應(yīng)相對(duì)于試樣轉(zhuǎn)動(dòng)。3.試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定對(duì)擴(kuò)口試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定應(yīng)依據(jù)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)做規(guī)定時(shí)，在不使用放大鏡的情況下，如果無(wú)可見(jiàn)裂紋，應(yīng)評(píng)定為合格。僅在試樣棱角處的輕微開(kāi)裂不應(yīng)判廢。如要求測(cè)量出現(xiàn)裂紋時(shí)的極限擴(kuò)口率，則應(yīng)根據(jù)擴(kuò)口至第一條可見(jiàn)裂紋出現(xiàn)時(shí)的管端外徑來(lái)計(jì)算其擴(kuò)口率。當(dāng)此擴(kuò)口率大于或等于規(guī)定要求時(shí)，則認(rèn)為試樣合格。試樣擴(kuò)口后的最大外徑或擴(kuò)口率應(yīng)由相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。擴(kuò)口率Xd的計(jì)算公式如下:

式中D——試樣端部的原始外徑，mm；

DU——擴(kuò)口后試樣最大外徑，mm。二、金屬管彎曲試驗(yàn)金屬管彎曲試驗(yàn)適用于外徑不超過(guò)65mm圓形橫截面的金屬管全截面彎曲塑性變形性能并顯示其缺陷的工藝性能試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)將一根全截面的直管繞一規(guī)定半徑和帶槽的彎心彎曲，直至彎曲角度達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值，然后檢查管子彎曲變形部位的表面狀態(tài)，做出結(jié)果評(píng)定。1.試樣試樣從外觀檢查合格的金屬管的任意部位切取，如有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議對(duì)試樣切取部位另有規(guī)定時(shí)，則按規(guī)定執(zhí)行。試樣應(yīng)是具有足夠試驗(yàn)長(zhǎng)度的直管段，試樣長(zhǎng)度應(yīng)能保證在規(guī)定的彎曲角度和彎心半徑下進(jìn)行彎曲。管材的內(nèi)外壁均不經(jīng)加工(即保留原表面)。2.試驗(yàn)過(guò)程金屬管彎曲試驗(yàn)按照GB/T244－2008進(jìn)行。試驗(yàn)一般應(yīng)在10～35℃的室溫下進(jìn)行，對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。彎管試驗(yàn)應(yīng)在彎管試驗(yàn)裝置上進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)裝置應(yīng)能限制管的橫截面發(fā)生橢圓變形，彎曲后試樣橢圓處橫截面短軸的最小值不得小于原外徑的85%。彎管試驗(yàn)裝置的彎心應(yīng)具有與管外徑輪廓相適應(yīng)的溝槽，彎心半徑應(yīng)由相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。通過(guò)彎管試驗(yàn)裝置將不帶填充物的管試樣彎曲，試驗(yàn)時(shí)