GBT 6803-2023 鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法（正式版）

鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法2023-12-28發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I前言 l2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14原理 5試樣 16試驗(yàn)設(shè)備 37試驗(yàn)要求 58試驗(yàn)程序 69試驗(yàn)結(jié)果評定 710試驗(yàn)報(bào)告 9附錄A(規(guī)范性)落錘輔助試樣尺寸及試驗(yàn)條件 附錄B(資料性)對接焊接頭落錘試樣 參考文獻(xiàn) Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T6803—2008《鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法》,與GB/T6803—2008相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：——更改了試驗(yàn)原理(見第4章，2008年版的第3章);——更改了落錘試驗(yàn)的屈服強(qiáng)度范圍和沖擊能量范圍(見表3,2008年版的表3);——增加了試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)的要求(見6.7)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：合肥通用機(jī)械研究院有限公司、江陰興澄特種鋼鐵有限公司、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、江蘇澄信檢驗(yàn)檢測認(rèn)證股份有限公司、深圳三思縱橫科技股份有限公司、二重(德陽)重型裝備有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院。本文件于1986年首次發(fā)布，2008年第一次修訂，本次為第二次修訂。1鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法1范圍本文件適用于測定厚度不小于12mm的鐵素體鋼產(chǎn)品(包括板材、型材、鑄鋼和鍛鋼)的無塑性轉(zhuǎn)2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T984堆焊焊條GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備JJF1445落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范下列術(shù)語和定義適用于本文件。鐵素體鋼ferriticsteel無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度nil-ductilitytransition(NDT)temperature按照本方法的規(guī)定進(jìn)行落錘試驗(yàn)時(shí)，試樣斷裂時(shí)的最高溫度。4原理將給定鐵素體鋼材料的一組試樣中的每一個(gè)試樣分別在選定的溫度下施加單一的落錘沖擊載荷，使試樣產(chǎn)生一個(gè)固定的撓度，測定試樣斷裂時(shí)的最高溫度，即無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度。5試樣5.1試樣的取樣部位和方向5.1.1在鋼板或型材上取樣時(shí)，取樣部位和方向應(yīng)按有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議規(guī)定；如無規(guī)定時(shí)，應(yīng)按照GB/T2975的規(guī)定，鋼板樣坯的切取方向宜取橫向。除非另有規(guī)定，落錘試樣的樣坯應(yīng)取自其他力學(xué)性能試樣的附近位置。25.1.2鍛件、鑄件的落錘試樣樣坯應(yīng)從鍛件、鑄件的本體或本體的加長、加大部分切取；當(dāng)鍛件或鑄件的尺寸不能滿足連續(xù)取樣時(shí)，可在產(chǎn)品尺寸相同的其他部位進(jìn)行斷續(xù)取樣。經(jīng)供需雙方同意，也可從與產(chǎn)品同爐號、生產(chǎn)工藝相同的單獨(dú)澆注或鍛造的坯料上切取。5.2試樣尺寸及數(shù)量5.2.1試樣的形狀及尺寸見圖1和表1,輔助試樣應(yīng)符合附錄A的要求。對接焊接頭落錘試樣見附錄B。標(biāo)引序號說明：1——樣坯；2——裂紋源焊道；a——焊道高度；ao——缺口寬度；a?——缺口底高；b——焊道寬度；l——焊道長度；L——試樣長度；表1試樣尺寸單位為毫米尺寸名稱試樣型號P-1P-2P-3試樣厚度(T)25.0士2.520.0±1.0試樣寬度(W)90.0±2.050.0士1.050.0±1.0試樣長度(L)360.0±5.0焊道長度(l)40～85焊道寬度(b)焊道高度(a)3.5～5.53.5～5.53.5～5.5缺口寬度(ao)缺口底高(a?)35.2.2測定鐵素體鋼無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度試樣數(shù)量應(yīng)不少于3個(gè)，一般情況下需要6個(gè)～8個(gè)。5.3試樣加工5.3.1樣坯和試樣端部可采用鋸切、剪切、火焰或激光等方法切割，剪切、火焰或激光切割的試樣應(yīng)通過機(jī)械加工去除剪切變形區(qū)或熱影響區(qū)。試樣側(cè)面應(yīng)使用鋸切或機(jī)械加工，并使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液防止試樣過熱，側(cè)面距任一火焰切割面至少25mm。5.3.2板材樣坯應(yīng)保留一個(gè)原始軋制面作為試驗(yàn)時(shí)的堆焊裂紋源焊道(受拉)的面，當(dāng)坯料的厚度大于試樣厚度時(shí)，應(yīng)從另一個(gè)軋制面單面機(jī)械加工到規(guī)定的試樣厚度。5.3.3鑄件、鍛件的樣坯，兩側(cè)面均可機(jī)械加工。但試樣的受拉面應(yīng)盡量接近原始表面。5.3.4試樣受拉面及兩個(gè)長側(cè)面應(yīng)沿試樣長度方向進(jìn)行機(jī)械加工。5.4裂紋源焊道裂紋源焊道位于落錘試樣的原始表面(受拉面)的中間。堆焊應(yīng)采用直徑4mm～5mm且符合GB/T984中的能確保焊道開裂的普通低合金鋼堆焊焊條。為了幫助焊工準(zhǔn)確地將焊道堆焊于試樣中間，可按照焊道的位置和尺寸在試樣上進(jìn)行標(biāo)記。可采用手工焊接、自動焊接等方式，將焊道焊接在圖1所示的位置。堆焊時(shí)應(yīng)從焊道的任一端向另一端進(jìn)行連續(xù)焊接，焊接過程不應(yīng)有間斷，焊接電流宜為180A～200A,中等電弧長度，焊接速度應(yīng)能保證得到合適的焊道高度。焊接時(shí)可在試樣下方放置金屬或水箱散熱器以起到散熱作用。5.5其他裂紋源焊道其他堆焊材料也可用于裂紋源焊道的焊接，用其他焊材堆焊裂紋源焊道時(shí)，應(yīng)用3個(gè)P-2型試樣在試驗(yàn)溫度55℃或高于材料無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度下按照本方法進(jìn)行落錘試驗(yàn)，3次試驗(yàn)堆焊缺口都開裂，則認(rèn)為該焊材可用于裂紋源焊道的焊接，并在試驗(yàn)報(bào)告中注明。5.6缺口加工焊道的缺口加工應(yīng)確保切割工具不損傷焊道下的基體金屬表層，切割工具可是機(jī)械鋸、手工鋸、銑刀、薄砂輪片等或其他方便的切割工具，也可采用電火花加工機(jī)床進(jìn)行加工。缺口尺寸見圖1和表1,加工的缺口底面應(yīng)與試樣的受拉面平行且垂直于試樣的側(cè)面，同時(shí)應(yīng)保證焊道缺口的高度。6試驗(yàn)設(shè)備6.1落錘試驗(yàn)機(jī)主要由導(dǎo)軌、底座、砧座、錘頭及提升機(jī)構(gòu)等部分組成。6.2試驗(yàn)機(jī)導(dǎo)軌上應(yīng)標(biāo)有與底座之間的垂直距離，導(dǎo)軌與底座應(yīng)垂直，底座應(yīng)有足夠的剛性。導(dǎo)軌之間應(yīng)平行，以便引導(dǎo)錘頭自由下落。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以防止脆性試樣斷裂時(shí)的飛射。6.3錘頭可以是一個(gè)整體，也可以是由若干塊組合，但應(yīng)有足夠的剛性，撞擊試樣時(shí)應(yīng)為一個(gè)整體。錘頭的沖頭是一個(gè)半徑為25mm的鋼制半圓柱體表面，硬度不小于HRC50。6.4導(dǎo)軌和提升機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足使錘頭升到各固定位置，并能安全可靠地迅速釋放。6.5位于導(dǎo)軌下方的水平底座應(yīng)配置能精確擺放供各種試樣使用的砧座，砧座的外形和尺寸見圖2和表2。砧座的支承臺和終止臺的硬度均應(yīng)不小于HRC50。4標(biāo)引序號說明：A——砧座長度；B——砧座寬度；C——砧座厚度；D——終止撓度；E——支承臺長度；F支承臺寬度；G——支承臺高度；H——終止臺寬度；I——槽寬；J——槽深；R——支承臺圓弧半徑；S——支承臺跨距。圖2砧座表2砧座尺寸單位為毫米尺寸名稱允許偏差P-1P-2P-3士1.5土0.05無嚴(yán)格要求砧座寬度(B)砧座厚度(C) 一支承臺長度(E)支承臺寬度(F)不小于G支承臺高度(G)5表2砧座尺寸(續(xù))單位為毫米尺寸名稱允許偏差支承臺圓弧半徑(R)土0.1終止臺寬度(H)槽寬(I)槽深(J)——6.6試驗(yàn)中底座不應(yīng)移動和跳動，底座應(yīng)固定在剛性地基上。6.7試驗(yàn)機(jī)應(yīng)按照J(rèn)JF1445進(jìn)行校準(zhǔn)。6.8測量系統(tǒng)應(yīng)能保證每次試驗(yàn)時(shí)落錘從所需的高度釋放，高度誤差應(yīng)為0%～10%。6.9測溫儀應(yīng)符合下列要求：a)數(shù)顯式測溫儀的分辨力應(yīng)不大于0.1℃;b)刻度式測溫儀的最小分度應(yīng)不大于1℃;c)測溫儀應(yīng)定期校準(zhǔn)，測溫儀的最大允許誤差為±1℃。7試驗(yàn)要求7.1試驗(yàn)溫度7.1.1試驗(yàn)溫度低于室溫時(shí)可用酒精、干冰、液態(tài)氮等進(jìn)行冷卻。試驗(yàn)溫度在室溫至100℃范圍內(nèi)，可用加熱到一定溫度的水作為熱源。7.1.2將試樣完全浸入裝有適宜液體的保溫裝置內(nèi)，試樣之間的間距以及試樣距保溫裝置邊緣或底部的距離應(yīng)不小于25mm。液體介質(zhì)溫度應(yīng)在規(guī)定溫度士1℃以內(nèi)。試樣在液體保溫介質(zhì)中的最短保溫時(shí)間按1.5min/mm計(jì)算，且不少于45min,直至試樣與保溫裝置內(nèi)的溫度完全相同。應(yīng)連續(xù)均勻攪拌介質(zhì)以使溫度均勻。如使用氣體導(dǎo)熱介質(zhì)，保溫時(shí)間應(yīng)不少于60min。7.1.3試驗(yàn)溫度低于室溫時(shí)，如試樣溫度低于規(guī)定試驗(yàn)溫度，不應(yīng)將試樣在保溫裝置中直接升溫，而應(yīng)將試樣取出，并將已升高到試驗(yàn)溫度以上的試樣放置到保溫裝置重新進(jìn)行保溫。7.2試驗(yàn)過程7.2.1應(yīng)注意試樣轉(zhuǎn)移裝置對試樣溫度的影響。在不影響試樣溫度的情況下，可使用任何便利的方法將試樣從保溫裝置中取出裝入試驗(yàn)機(jī)。如使用鉗子則應(yīng)提前放進(jìn)保溫裝置中使其具有和試樣同樣的溫度。7.2.2試樣裝入試驗(yàn)機(jī)應(yīng)迅速沖擊。試樣自離開保溫裝置至沖擊的時(shí)間應(yīng)不超過20s,若超過20s仍未沖擊，則應(yīng)將試樣放回保溫裝置中重新保溫。不應(yīng)使用與試驗(yàn)溫度有明顯差異的器械接觸試樣缺口附近部位。7.3試樣和砧座的對中7.3.1每一種型號的試樣應(yīng)在表2和附錄A規(guī)定的與其匹配的砧座上進(jìn)行試驗(yàn)。7.3.2試樣、砧座和錘頭應(yīng)對中，使試樣處于下列狀態(tài)：a)試樣應(yīng)水平，且端部靜止地放置在砧座支承臺上，試樣的裂紋源焊道缺口向下；6b)應(yīng)使試樣橫向中心線、砧座橫向中心線和錘頭軸線處在同一垂直面內(nèi)，其偏差應(yīng)不超c)試驗(yàn)過程中，裂紋源焊道任何部分不應(yīng)接觸砧座終止臺；d)試驗(yàn)過程中，試樣側(cè)面和端部不應(yīng)接觸終止臺。7.4試樣安裝安裝試樣時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)措施使試樣缺口軸線與砧座軸線一致，偏差不大于±1.5mm。7.5沖擊能量的選擇7.5.1沖擊能量應(yīng)根據(jù)試樣型號及材料的實(shí)際屈服強(qiáng)度按照表3和附錄A的規(guī)定選取。選擇的沖擊能量應(yīng)保證落錘沖擊試驗(yàn)后，試樣的受拉面與所匹配的砧座終止臺相接觸。表3落錘試驗(yàn)條件試樣型號跨距(S)終止撓度(D)屈服強(qiáng)度MPa沖擊能量J210～340210～410>830～1030>1030～1240>830～1030>1030～12407.5.2確認(rèn)試樣受拉面與砧座終止臺接觸。在試樣的受拉面上用蠟筆畫一條通過且平行于裂紋源焊道上機(jī)械缺口的直線，用干凈的膠帶紙或類似的材料粘貼于砧座終止臺的上表面，將試樣放在砧座上，按照表3的要求沖擊試樣，若蠟筆線從試樣上轉(zhuǎn)移到膠帶上，或能明顯觀察到試樣與膠帶的接觸，則表明試樣與終止臺的充分接觸。7.5.3若表3所列的沖擊能量不足以使試樣受拉面與砧座終止臺接觸，則應(yīng)增加沖擊能量。對P-1型試樣增加140J左右，對P-2型和P-3型試樣增加70J左右，直到試樣受拉面與砧座終止臺接觸為止。8試驗(yàn)程序8.1確定試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度一般是5℃的整數(shù)倍。首次試驗(yàn)溫度可根據(jù)試驗(yàn)者的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度。7后續(xù)試驗(yàn)溫度可參考表4所推薦的溫度進(jìn)行。表4推薦的后續(xù)試驗(yàn)溫度在t(℃)溫度試驗(yàn)后的試樣斷裂情況推薦的后續(xù)試驗(yàn)溫度℃斷裂斷為兩半裂紋擴(kuò)展到受拉面兩個(gè)棱邊裂紋擴(kuò)展到受拉面一個(gè)棱邊未斷裂堆焊缺口未開裂無效試驗(yàn)裂紋擴(kuò)展到試樣表面長度小于1.6mm裂紋擴(kuò)展到試樣表面長度大于3.2mm,小于6.4mm裂紋擴(kuò)展到試樣邊緣和焊趾的距離一半裂紋擴(kuò)展到試樣邊緣的距離小于6.4mm8.2提升錘頭根據(jù)7.5.1將錘頭升到預(yù)選的高度，錘頭下落高度應(yīng)不小于1m。將達(dá)到試驗(yàn)溫度的試樣迅速放置在砧座支承臺上，并按照7.3要求使試樣、砧座和錘頭對中。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)迅速釋放錘頭沖擊試樣，過程中應(yīng)防止試樣受到錘頭二次沖擊，沖擊后檢查試樣狀態(tài)是否符合本文件規(guī)定的要求。8.5后續(xù)試驗(yàn)根據(jù)上一次試驗(yàn)結(jié)果，按8.1～8.4繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，直至測出無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度。9試驗(yàn)結(jié)果評定9.1試驗(yàn)結(jié)果記錄每完成一次落錘試驗(yàn)，應(yīng)檢查試樣并按照以下準(zhǔn)則記錄試驗(yàn)結(jié)果。a)斷裂——裂紋源焊道形成的裂紋擴(kuò)展到受拉面的一個(gè)或兩個(gè)棱邊，或裂紋擴(kuò)展到試樣的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面，則認(rèn)為試樣斷裂，以符號“×”表示。受拉面的裂紋傳播到棱邊的所有試樣，無論起點(diǎn)是否在裂紋源焊道上，都認(rèn)為試樣斷裂。典型斷裂試樣外觀見圖3。注：確定緊閉的裂紋是否在受拉面擴(kuò)展到棱邊，可以先將試樣氧化著色或染色，然后將試樣斷為兩半，則可顯示出最初斷裂情況。b)未斷裂——裂紋源焊道形成的裂紋未擴(kuò)展到受拉面的棱邊，則認(rèn)為試樣未斷裂，以符號“O”表示。未斷裂的典型試樣外觀見圖4。c)無效試驗(yàn)——試驗(yàn)完成后，試樣的裂紋源焊道缺口無可見的裂紋，或根據(jù)砧座終止臺上的標(biāo)記8d)無效試驗(yàn)的產(chǎn)生原因可能是沖擊能量不足、裂紋源焊道的堆焊金屬延展性太好或者是試樣沒有完全對中使得試樣未接觸到砧座終止臺。無效試驗(yàn)試樣應(yīng)報(bào)廢，并使用另一個(gè)試樣重新進(jìn)行試驗(yàn)。若是因?yàn)闆_擊能量不足，則應(yīng)按照7.5.3要求選用更高的沖擊能量重新試驗(yàn)。圖3典型斷裂試樣外觀示意圖圖4典型未斷裂試樣外觀示意圖9.2無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度的確定用一組試樣按第8章進(jìn)行試驗(yàn)，測出試樣斷裂的最高溫度。在該溫度時(shí)至少有一個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果為斷裂，在比該溫度高5℃時(shí)至少做2個(gè)試樣的試驗(yàn)，并且2個(gè)試樣均為未斷裂。9.3試驗(yàn)在材料檢驗(yàn)中的應(yīng)用在規(guī)定的試驗(yàn)溫度下至少試驗(yàn)2個(gè)落錘試樣，如果所有的試樣均未斷裂，則表明材料的無塑性轉(zhuǎn)變9(NDT)溫度低于該規(guī)定的溫度；如果一個(gè)或多個(gè)試樣均斷裂，則表明材料的無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度不低于該規(guī)定的溫度。試驗(yàn)報(bào)告宜包括下列內(nèi)容：a)本文件編號；c)試樣編號、取樣方向和取樣位置；d)材料的實(shí)際屈服強(qiáng)度；e)試樣型號、試驗(yàn)條件和試驗(yàn)溫度；f)每個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果(斷裂、未斷裂或無效試驗(yàn));g)無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度。(規(guī)范性)落錘輔助試樣尺寸及試驗(yàn)條件A.1輔助試樣的形狀見圖1,尺寸見表A.1。