ASTM SA370 鋼材產(chǎn)品機械試驗測試方法和定義

SA-370鋼材產(chǎn)品機械試驗測試方法和定義

1.范圍

1.1這些試驗方法涵蓋了鋼、不銹鋼和相關(guān)合金的機械測試的程序和定義。

所述的各種機械測試用于確定產(chǎn)品規(guī)格中所需的性能。應(yīng)避免測試方法的變化,

并應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)測試方法以獲得可重復(fù)和可比較的結(jié)果。在某些產(chǎn)品的測試要求

在獨特或與這些一般程序不同的情況下，應(yīng)以產(chǎn)品規(guī)范的測試要求為準(zhǔn)。

1.2描述了以下機械測試：

土

早不

拉伸7至14

彎曲15

硬度16

布氏硬度17

洛氏硬度18

便攜硬度19

沖擊20至30

關(guān)鍵詞32

1.3附錄包括特定產(chǎn)品的詳細(xì)信息，附錄如下：

附錄

條形產(chǎn)品附錄A1

管材產(chǎn)品附錄A2

緊固件附錄A3

圓線產(chǎn)品附錄A4

缺口條沖擊試驗的意義附錄A5

將圓試樣的延伸率轉(zhuǎn)換為等效的平板試樣附錄A6

多股線束測試附錄A7

測試數(shù)據(jù)的四舍五入附錄A8

鋼筋混凝土鋼筋試驗方法附錄A9

熱循環(huán)模擬的使用和控制程序附錄A10

1.4以英寸?磅單位表示的值應(yīng)被視為標(biāo)準(zhǔn)。括號中給出的值是轉(zhuǎn)換為國際

單位制（SI）的數(shù)學(xué)換算值，僅供信息參考，不被視為標(biāo)準(zhǔn)。

1.5當(dāng)這些測試方法在公制產(chǎn)品規(guī)范中引用時，屈服和抗拉值可以在英寸

?磅（ksi）單位中確定，然后轉(zhuǎn)換為SI（MPa）單位。在英寸?磅規(guī)格長度為2或

8英寸的標(biāo)距中測定的延伸率可以分別以適用的50或200毫米的SI單位規(guī)

格長度進(jìn)行報告。相反，當(dāng)這些測試方法在英寸一磅產(chǎn)品規(guī)范中引用時，屈服和

抗拉值可以在SI單位中偏定，然后轉(zhuǎn)換為英寸■磅單位。在SI單位的50或

200毫米規(guī)格長度中測定的延伸率可以分別以適用的2或8英寸的英寸.磅規(guī)

格長度進(jìn)行報告。

1.5.1用于確定原始單位的試樣必須符合尺寸表中給出的原始單位系統(tǒng)的

適用公差，而不是轉(zhuǎn)換的公差尺寸。

注1：這是因為試樣的SI尺寸和公差是硬轉(zhuǎn)換，當(dāng)不是雙標(biāo)準(zhǔn)時。如果

需要以SI單位進(jìn)行測試，則應(yīng)查閱測試方法A1058o

1.6注意，當(dāng)可能需要有關(guān)評估測試實驗室的標(biāo)準(zhǔn)的信息時，請參考

ISO/IEC17025o

1.7本標(biāo)準(zhǔn)并未涵蓋與使用相關(guān)的所有安全問題，如果有的話。使用本標(biāo)

準(zhǔn)的用戶有責(zé)任在使用之前建立適當(dāng)?shù)陌踩⒔】岛铜h(huán)境實踐，并確定適用的

法規(guī)限制的適用性。

1.8此國際標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)世界貿(mào)易組織技術(shù)貿(mào)易壁壘(TBT)委員會發(fā)布的

有關(guān)制定國際標(biāo)準(zhǔn)、指南和建議的原則的國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)所開發(fā)的。

2.參考文件

2.1ASTM標(biāo)準(zhǔn)：

A623《錫鋼產(chǎn)品通用要求》

A623M《錫鋼產(chǎn)品通用要求》(米制)

A833《通過比較硬度測試儀進(jìn)行金屬材料的壓痕硬度測試的試驗方法》

A941《與鋼、不銹鋼、相關(guān)合金和鐵合金相關(guān)的術(shù)語》

A956/A956M《鋼產(chǎn)品的李氏硬度測試方法》

A1038《超聲波接觸阻抗方法進(jìn)行便攜式硬度測試的試驗方法》

A1058《鋼產(chǎn)品的機械測試方法-米制》

A1061/A1061M《多股鋼預(yù)應(yīng)力鋼絞線的測試方法》

E4《測試機的力校準(zhǔn)和驗證實施規(guī)程》

E6《與機械測試方法有關(guān)的術(shù)語》

E8/E8M《金屬材料拉伸試驗方法》

E10《金屬材料布氏硬度試驗方法》

E18《金屬材料洛氏硬度試驗方法》

E23《金屬材料缺口條沖擊試驗方法》

E29《在測試數(shù)據(jù)中使用有效數(shù)字以確定與規(guī)格的符合性的規(guī)程》

E83《延伸計系統(tǒng)的驗證和分類規(guī)程》

E110《金屬材料的便攜式硬度測試儀進(jìn)行洛氏和布氏硬度測試的試驗方

法》

E190《焊縫延展性引導(dǎo)彎曲試驗方法》

E290《材料延展性彎曲試驗方法》

2.2ASME文件：

ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范，第VIII卷，第I分冊，UG-8部分

2.3ISO標(biāo)準(zhǔn)：

ISO/IEC17025《測試和校準(zhǔn)實驗室能力的一般要求》

3.術(shù)語

3.1定義：

3.1.1有關(guān)鋼產(chǎn)品機械測試的術(shù)語，若未在本節(jié)中另行列出，應(yīng)參考術(shù)語

E6和術(shù)語A941o

3.2本標(biāo)準(zhǔn)特定術(shù)語的定義：

3.2.1縱向試驗，n?除非另有明確定義，表示試樣的長度軸與鋼在軋制或

鍛造過程中最大伸長方向平行。

321.1討論-應(yīng)用于縱向拉伸試驗試樣的應(yīng)力與最大伸長方向平行，縱向

彎曲試驗試樣的折疊軸與最大伸長方向垂直（參見圖1、圖2a和圖2b）。

3.2.2徑向試驗，n-除非另有明確定義，表示試樣的長度軸垂直于產(chǎn)品軸

線，并與以產(chǎn)品軸線上的點為中心繪制的圓的半徑之一重合（參見圖2a）。

3.2.3切向試驗，n-除非另有明確定義，表示試樣的長度軸垂直于包含產(chǎn)

品軸線的平面，并切于以產(chǎn)品軸線上的點為中心繪制的圓的圓周（參見圖2a、

圖2b、圖2c和圖2d）o

3.2.4過渡溫度，n-用于規(guī)范目的，過渡溫度是指定材料測試值等于或大

于指定的最小測試值的溫度。

3.2.4.1討論?目前使用的過渡溫度定義有很多種，包括：（1）試樣呈現(xiàn)

100%纖維狀斷裂的最低溫度,（2）斷裂呈現(xiàn)50%晶體和50%纖維外觀的溫度,

（3）對應(yīng)于100%和0%纖維斷裂得到的能量值之間差值的50%的能量值的溫

度，以及（4）對應(yīng)于特定能量值的溫度。

3.2.5橫向試驗，n-除非另有明確定義，表示試樣的長度軸與鋼在軋制或

鍛造過程中最大伸長方向垂直。

3.2.5.1討論?施加在橫向拉伸試驗試樣上的應(yīng)力垂直于最大伸長方向，橫

向彎曲試驗試樣的折疊軸平行于最大伸長方向（參見圖1）。

3.3僅適用于熱循環(huán)模擬使用和控制的術(shù)語定義（見附錄A9）：

3.3.1主控圖,n—與將代表其生產(chǎn)鍛件的鍛造基本相同的鍛造所接受的熱

處理的記錄。

3.3.1.1討論一這是一個顯示在指定的測試浸沒和測試位置或位置上的嵌

入在鍛造中的熱電偶輸出的時間和溫度的圖表。

3.3.2程序圖，n—用于編程模擬器裝置的冶金化的片材。

3.3.2.1討論一來自主控圖的時間■溫度數(shù)據(jù)手動轉(zhuǎn)移到程序圖中。

3.3.3模擬器圖，n—測試試樣在模擬器裝置中接受的熱處理的記錄。

3.3.3.1討論一這是一個時間和溫度的圖表，可以與主控圖直接進(jìn)行比較,

以確定復(fù)制的準(zhǔn)確性。

3.3.4模擬器周期，n—模擬器裝置中一組試樣的一個連續(xù)的然處理。

3.3.4.1討論一周期包括從環(huán)境升溫，保持溫度和冷卻。例如，一組試樣的

模擬奧氏體化和淬火是一個周期；同一試樣的模擬回火是另一個周期。

4.意義和用途

4.1這些試驗方法的主要用途是進(jìn)行測試，以確定鋼材、不銹鋼和相關(guān)合

金產(chǎn)品的指定機械性能，用于評估此類產(chǎn)品在ASTMA01委員會及其分委員會

的管轄范圍內(nèi)是否符合材料規(guī)范，該規(guī)范由購買者在采購訂單或合同中指定。

4.1.1這些試驗方法可以被其他ASTM委員會和其他標(biāo)準(zhǔn)編寫機構(gòu)用于一

致性測試的目的。

4.1.2在測試時的材料狀態(tài)、取樣頻率、試樣位置和方向、報告要求以及

其他測試參數(shù)都包含在相關(guān)的材料規(guī)范中，或者包含在特定產(chǎn)品形式的通用要

求規(guī)范中。

4.1.3一些材料規(guī)范要求使用不在這里描述的附加測試方法；在這種情況

下，所需的測試方法在該材料規(guī)范中進(jìn)行了描述，或者通過參考其他適當(dāng)?shù)臏y

試方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了描述。

4.2這些試驗方法也適用于測試鋼材、不銹鋼和相關(guān)合金材料的其他目的,

比如購買者進(jìn)行來料驗收測試或在使用后評估組件。

4.2.1與任何機械測試一樣，除了原始成品的缺陷之外，可能還會出現(xiàn)與

規(guī)范限制或預(yù)期的制造性能的偏差，出現(xiàn)這些偏差還可能有其他合理原因。這

些原因包括但不限于：來自環(huán)境暴露（例如溫度、腐蝕）的后續(xù)服務(wù)退化；靜

態(tài)或循環(huán)應(yīng)力效應(yīng)，機械損傷，材料的不均勻性，各向異性結(jié)構(gòu)，選定合金的

自然老化，未包括在規(guī)范中的進(jìn)一步處理，取樣限制和測量設(shè)備的校準(zhǔn)不確定

性。機械測試的各個方面都存在統(tǒng)計變異，測試結(jié)果的變化是預(yù)期的。在解釋

測試結(jié)果時，應(yīng)考慮可能導(dǎo)致偏離規(guī)定或預(yù)期測試值的可能原因。

5,一般注意事項

5.1某些制造方法，如彎曲、成形和焊接，或涉及加熱的操作，可能會影

響測試材料的性能。因此，產(chǎn)品規(guī)范涵蓋了進(jìn)行機械測試的制造階段。在制造

之前進(jìn)行的測試所顯示的性能不一定代表完全制造完成后的產(chǎn)品。

5.2不正確加工的試樣應(yīng)該被丟棄，替換為其他試樣。

5.3試樣中的缺陷也可能影響結(jié)果。如果任何試樣出現(xiàn)缺陷，適用的產(chǎn)品

規(guī)范的重新測試規(guī)定應(yīng)當(dāng)適用。

5.4如果由于機械原因（例如測試設(shè)備失效或試樣準(zhǔn)備不當(dāng)）導(dǎo)致任何測

試試樣失敗，可以將其丟棄并取另一試樣。

6.試樣的取向

6.1術(shù)語“縱向試驗”和“橫向試驗”僅適用于鍛件的材料規(guī)范，不適用

于鑄件。當(dāng)參考試樣或測試試樣時，請參閱第3節(jié)的術(shù)語和定義。

拉伸試驗

7概述

7.1與鋼產(chǎn)品的機械測試相關(guān)的拉伸試驗是將被檢材料的機械加工或完

整截面試樣置于一個足以導(dǎo)致破裂的已測力載荷之下。所尋求的結(jié)果性能在術(shù)

語E6中定義。

7.2一般來說，測試設(shè)備和方法在試驗方法E8/E8M中已經(jīng)給出。然而,

在鋼材的測試中，有一些對試驗方法E8/E8M實踐的特殊情況，在這些測試方

法中進(jìn)行了涵蓋。

8.測試裝置和操作

8.1載荷系統(tǒng)一載荷系統(tǒng)通常分為兩種類型，機械（螺旋動力）和液壓。

這兩者主要在載荷施加速率的變化性方面有所不同。老舊的螺旋動力機器的可

變速度數(shù)受限于少量固定的自由行程速度。一些現(xiàn)代的螺旋動力機器和所有液

壓機器可以在整個速度范圍內(nèi)無級變化。

8.2拉伸試驗機應(yīng)保持良好的工作狀態(tài)，只能在適當(dāng)?shù)募虞d范圍內(nèi)使用，

并根據(jù)最新修訂的E4實踐定期校準(zhǔn)。

注2：許多試驗機配備了應(yīng)力?應(yīng)變記錄器，用于自動繪制應(yīng)力?應(yīng)變曲線。

值得注意的是，一些記錄器的負(fù)荷測量部件與試驗機的負(fù)荷指示器完全獨立。

這些記錄器是單獨進(jìn)行校準(zhǔn)的。

8.3負(fù)荷系統(tǒng)一試驗機的夾持或保持裝置的功能是將負(fù)荷從試驗機的

兩個頭部傳遞到試驗樣品上?；疽笫秦?fù)荷應(yīng)軸向傳遞。這意味著夾持的作

用中心應(yīng)盡量與試驗樣品的軸線保持對齊，即在試驗開始和進(jìn)行過程中，夾持

的作用中心應(yīng)與試驗樣品的軸線保持對齊，并且彎曲或扭轉(zhuǎn)應(yīng)盡量減小。對于

斷面減小的試樣，夾持應(yīng)限制在減小截面上。對于某些在完整尺寸下測試的截

面，不可避免地會出現(xiàn)非軸向加載，在這種情況下是允許的。

8.4測試速度一測試速度不應(yīng)大于能夠準(zhǔn)確進(jìn)行負(fù)荷和應(yīng)變讀數(shù)的速

度。在生產(chǎn)測試中，通常以以下方式表示測試速度：（1）以自由運行的橫梁速

度（在未受負(fù)荷情況下橫梁的移動速率），（2）以測試機兩個頭部在負(fù)荷下的

分離速率，（3）以施加應(yīng)力的速率，或者（4）以應(yīng)變速率。以下對測試速度

的限制被推薦為適用于大多數(shù)鋼材產(chǎn)品的充分限制：

注3：不應(yīng)使用閉環(huán)式測試機（具有反饋控制速率的裝置）來進(jìn)行負(fù)荷控

制的張力試驗，因為這種測試方式會導(dǎo)致在產(chǎn)生屈服時橫梁加速，從而提高了

測得的屈服強度。

8.4.1可以使用任何方便的測試速度，直至達(dá)到規(guī)定的屈服點或屈服強度

的一半。當(dāng)達(dá)到這個點時、橫梁自由運行的分離速率應(yīng)調(diào)整到不超過每英寸縮

減截面或沒有縮減截面的兩個夾持之間的距離的1/16英寸/分鐘。這個速度

應(yīng)在屈服點或屈服強度處保持不變。在確定抗拉強度時，兩個頭部自由運行的

分離速率不得超過每英寸縮減截面或沒有縮減截面的兩個夾持之間的距離的

1/2英寸/分鐘。無論如何，測試的最小速度不得小于確定屈服點或屈服強度

和抗拉強度的指定最大速率的1/10。

8.4.2如果試驗機配備了調(diào)整自由運行橫梁速度的裝置，以達(dá)到上述指定

值為準(zhǔn)，因為這種機器設(shè)置下負(fù)荷下的頭部分離速率小于自由運行橫梁速度的

指定值。

8.4.3另一種選擇是，如果機器配備了用于指示負(fù)荷速率的裝置，可以通

過調(diào)整半個指定屈服點或屈服強度處的機器速度來使負(fù)荷速度不超過100000

psi（690MPa）/分鐘。但是，負(fù)荷速度的最小值不得低于10000psi（70MPa）

/分鐘。

9.試驗樣品參數(shù)

9.1選擇一試驗樣品應(yīng)根據(jù)適用的產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行選擇。

9.1.1鍛造鋼一鍛造鋼產(chǎn)品通常在縱向方向進(jìn)行測試，但在某些情況下,

如果尺寸允許且使用情況合理，可以在橫向、徑向或切線方向進(jìn)行測試（見圖

1和圖2）。

9.1.2開模鍛造鋼一對于開模鍛造件，通常通過在鍛造件的一端或兩端

提供延伸部分或延伸，或者通過適用的產(chǎn)品規(guī)范提供的一部分的代表性數(shù)量來

提供拉伸測試的金屬材料，試驗樣品通常在半徑中部被取樣。某些產(chǎn)品規(guī)范允

許使用代表性的棒材或者破壞生產(chǎn)件進(jìn)行測試。對于環(huán)狀或盤狀鍛件，通過增

加直徑、厚度或長度來提供拉伸試樣金屬。經(jīng)鍛造的環(huán)狀或盤狀鍛件，在與鍛

造件的軸線垂直的方向上進(jìn)行鍛造或延伸，通常其主要延伸方向是沿著同心圓

的方向，對于這樣的鍛件，切線拉伸試樣是從鍛件外周或末端的額外金屬上獲

得的。對于一些鍛件，如轉(zhuǎn)子，需要進(jìn)行徑向拉伸試驗。在這種情況下，試驗

樣品將從指定的位置切割或套裝。

9.2尺寸和公差一試驗樣品應(yīng)為（1）材料的完整橫截面，或（2）加工

成圖3-6所示形狀和尺寸的樣品。樣品的尺寸和類型的選擇由適用的產(chǎn)品規(guī)范

規(guī)定。完整橫截面試樣應(yīng)在8英寸（200毫米）標(biāo)距長度內(nèi)進(jìn)行測試，除非在

產(chǎn)品規(guī)范中另有規(guī)定。

9.3獲取試驗樣品一樣品可以通過任何方便的方法取樣，注意從

用于評估材料的截面邊緣移除所有變形、冷加工或受熱影響區(qū)域。樣品通

常在中部的截面縮減處，以確保將應(yīng)力均勻分布在截面上，并局部化斷裂區(qū)域。

9.4試驗樣品的時效一除非另有規(guī)定，可以對拉伸試樣進(jìn)行時效處理。

采用的時間?溫度循環(huán)必須使先前處理的影響不會發(fā)生重大變化?？梢酝ㄟ^在

室溫下時效處理24至48小時，或在較高溫度下進(jìn)行短時間處理，例如沸水、

油中加熱或烤箱中加熱，來實現(xiàn)時效處理。

9.5測量試驗樣品尺寸：

9.5.1標(biāo)準(zhǔn)矩形拉伸試樣一這些樣品形式如圖3所示。為了確定橫截面

積，應(yīng)測量中心寬度尺寸，對于8英寸（200毫米）標(biāo)距長度的樣品，測量到

最近的0.005英寸（0.13毫米），對于2英寸（50毫米）標(biāo)距長度的樣品，測

量到最近的0.001英寸（0.025毫米）。中心厚度尺寸應(yīng)對兩個樣品均測量到最

近的0.001英寸。

9.5.2標(biāo)準(zhǔn)圓形拉伸試樣一這些樣品形式如圖4和圖5所示。為了確定

橫截面積，應(yīng)在標(biāo)距長度的中心測量直徑，測量到最近的0.001英寸（0.025

毫米）（見表1）。

9.6總則一試驗樣品應(yīng)根據(jù)所測試材料的產(chǎn)品規(guī)范要求，要么是基本上

與實際尺寸相符，要么是加工制作的。

9.6.1最好是使試樣的橫截面積在標(biāo)距長度的中心最小，以確保在標(biāo)距長

度內(nèi)斷裂。每個以下章節(jié)中描述的試樣所允許的標(biāo)距長度錐度可以實現(xiàn)這一點。

9.6.2對于脆性材料，最好在標(biāo)距長度的末端設(shè)置大半徑的倒角。

10.板狀試樣

10.1標(biāo)準(zhǔn)的板狀試樣如圖3所示。這種試樣用于測試板材、結(jié)構(gòu)和桿形

材料的金屬材料，以及具有名義厚度為3/16英寸（5毫米）或以上的扁平材

料。當(dāng)產(chǎn)品規(guī)范允許時，可以使用其他類型的試樣。

注4：當(dāng)產(chǎn)品規(guī)范要求時，圖3中的8英寸（200毫米）標(biāo)距長度試樣可

用于薄板和帶材。

11.薄板狀試樣

11.1標(biāo)準(zhǔn)的薄板狀試樣如圖3所示。這種試樣用于測試薄板、板材、扁

平線材、帶材、帶子和箍子等形式的金屬材料，名義厚度范圍從0.005到1英

寸（0.13到25毫米）。當(dāng)產(chǎn)品規(guī)范允許時，可以使用其他類型的試樣，如第10

節(jié)所示（見注4）。

12.圓形試樣

12.1標(biāo)準(zhǔn)的直徑0.500英寸（12.5毫米）的圓形試樣如圖4所示，常用

于測試金屬材料。

12.2圖4還顯示了與標(biāo)準(zhǔn)試樣成比例的小尺寸試樣。當(dāng)需要測試無法制

備出標(biāo)準(zhǔn)試樣或圖3所示試樣的材料時，可以使用這些小尺寸試樣。也可以使

用其他小尺寸的圓形試樣，在這樣的小尺寸試樣中，測量延伸的標(biāo)距長度應(yīng)為

試樣直徑的四倍（見注5,圖4）。

12.3試樣的標(biāo)距長度外部應(yīng)適應(yīng)所測試產(chǎn)品的形狀，并應(yīng)正確配合測試

機的夾具或夾持裝置，以便在最小的偏心載荷和滑移下施加軸向載荷。圖5顯

示了帶有不同類型端部的試樣，這些端部已經(jīng)得到了滿意的結(jié)果。

13.標(biāo)距標(biāo)記

13.1圖3-6中所示的試樣應(yīng)該用中心沖頭、劃線標(biāo)記、多點測量裝置或

墨水標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)距標(biāo)記。這些標(biāo)距標(biāo)記的目的是用于測量伸長百分比。沖壓標(biāo)

記應(yīng)該輕、銳利且間隔準(zhǔn)確。標(biāo)記點處的應(yīng)力集中會使硬度高的試樣在標(biāo)記點

處易于開裂。在斷裂后測量伸長的標(biāo)距標(biāo)記應(yīng)位于平面上或平面拉伸試樣的邊

緣內(nèi)部；對于8英寸標(biāo)距長度試樣（圖3）,可以使用一個或多個8英寸標(biāo)距

標(biāo)記集，標(biāo)距長度內(nèi)的中間標(biāo)記是可選的。矩形2英寸標(biāo)距長度試樣（圖3）

和圓形試樣（圖4）用雙尖中心沖頭或劃線標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)距標(biāo)記。可以使用一個

或多個標(biāo)距標(biāo)記集，但是必須至少有一個集合大致位于縮減部分的中心位置。

在測試試樣為完整斷面時，也應(yīng)遵守同樣的預(yù)防措施。

14.測定拉伸性能

14.1屈服點一屈服點是材料中的第一個應(yīng)力，小于最大可獲得的應(yīng)力,

在這種應(yīng)力下發(fā)生應(yīng)變的增加，而應(yīng)力沒有增加。屈服點僅適用于可能表現(xiàn)出

應(yīng)變增加而應(yīng)力沒有增加的材料。應(yīng)力?應(yīng)變圖表現(xiàn)出一個明顯的膝部或不連

續(xù)點。通過以下方法之一來確定屈服點：

14.1.1梁落下法或指針停止法一在這種方法中，以均勻速率對試樣施加

逐漸增大的載荷。當(dāng)使用梁和負(fù)荷掛鉤的測試機時，通過以大致穩(wěn)定的速度取

出負(fù)荷掛鉤以保持梁平衡。當(dāng)達(dá)到材料的屈服點時，負(fù)荷的增加將停止，但是

將負(fù)荷掛鉤稍微移到平衡位置之外，測試機的梁會在一個短暫但明顯的時間內(nèi)

下降。當(dāng)使用配備負(fù)荷指示刻度的測試機時，負(fù)荷指示器對應(yīng)于梁的下降會停

止或猶豫。記錄“梁下降”或“指針停止”處的負(fù)荷，并將相應(yīng)的應(yīng)力記錄為

屈服點。

14.1.2自動繪圖法一當(dāng)通過自動繪圖記錄設(shè)備獲得一個具有明顯膝部

的應(yīng)力?應(yīng)變圖時，取對應(yīng)于膝部頂部的應(yīng)力（圖7）,或者在曲線下降的應(yīng)力

處作為屈服點。

14.1.3在負(fù)載下總延伸法一在對材料進(jìn)行屈服點測試時，如果試樣可能

不表現(xiàn)出明確定義的比例應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，這種關(guān)系表現(xiàn)為由14.1.1和14.1.2

中描述的梁落下、指針停止或自動繪圖法測得的屈服點，可以使用以下方法來

測定與屈服點具有相同實際意義的等效值，這個值可以作為屈服點記錄；將c

級或更好的伸長計（注5和注6）連接到試樣上。當(dāng)達(dá)到產(chǎn)生指定伸長（注7）

的負(fù)荷時，記錄與該負(fù)荷相對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點（圖8）。

注5-有些設(shè)備可以在不繪制應(yīng)力?應(yīng)變曲線的情況下確定指定總伸長

下的負(fù)荷。如果其準(zhǔn)確性已得到證明，可以使用這些設(shè)備。乘法卡尺和其他類

似的設(shè)備可以接受使用，前提是其準(zhǔn)確性已經(jīng)證明等同于C級伸長計。

注6—可參考E83做法。

注7一對于屈服點不超過80,000psi（550MPa）的鋼材，適當(dāng)?shù)闹凳?/p>

0.005英寸/英寸的標(biāo)距長度。對于大于80,000psi的值，除非增加限制的總伸

長，否則該方法無效。

注8一自動確定指定總伸長下負(fù)荷的設(shè)備可供選擇，而不需要繪制應(yīng)力

?應(yīng)變曲線。如果其準(zhǔn)確性已經(jīng)得到證明，可以使用這些設(shè)備。乘法卡尺和其他

類似的設(shè)備可以接受使用，前提是其準(zhǔn)確性已經(jīng)證明等同于C級伸長計。另請

參考E8/E8M的第32注。

14.2屈服強度一屈服強度是材料表現(xiàn)出與應(yīng)力和應(yīng)變成比例關(guān)系的特

定偏差的應(yīng)力。這種偏差可以以應(yīng)變、百分位偏移、負(fù)荷下的總延伸等方式來

表示?？梢酝ㄟ^以下方法之一來確定屈服強度：

14.2.1偏移法一要通過“偏移法”來確定屈服強度，需要從以前對類似

材料進(jìn)行的試驗中獲得數(shù)據(jù)（自動繪圖或數(shù)值數(shù)據(jù)），以繪制出具有特定材料

模量特征的應(yīng)力■應(yīng)變曲線。然后在應(yīng)力■應(yīng)變圖上（圖9）以指定的偏移值為

0m,繪制與OA平行的mn,從而確定交點r,mn與與負(fù)載R相對應(yīng)的應(yīng)力.

應(yīng)變曲線相交，負(fù)荷R為屈服強度負(fù)荷。在記錄由此方法獲得的屈服強度值

時，應(yīng)在屈服強度術(shù)語之后在括號中說明所指定或使用的偏移值，例如：

屈服強度屈.2%偏移)=55,200psi(360MPa)(1)

當(dāng)偏移量為0.2%或更大時，使用的伸長計應(yīng)在0.05%至1.0%的應(yīng)變范圍

內(nèi)符合B2級。如果指定了較小的偏移量，可能需要指定更準(zhǔn)確的設(shè)備(即B1

級設(shè)備)或減小應(yīng)變范圍的下限(例如，至0.01%),或兩者兼而有之。對于

自動設(shè)備，請參見注釋10。

注9—對于不包含明顯模量的應(yīng)力?應(yīng)變圖，例如某些冷加工材料，建議

使用負(fù)荷下的總延伸法。如果在沒有明顯模量的情況下使用偏移法，則應(yīng)使用

適用于所測試材料的模量值：碳鋼為30,000,000psi(207,000MPa)；鐵素體

不銹鋼為29,000,000psi(200,000MPa)；奧氏體不銹鋼為28,000,000psi

(193,000MPa)。對于特殊合金，應(yīng)聯(lián)系生產(chǎn)商以討論適當(dāng)?shù)哪Ａ恐怠?/p>

14.2.2負(fù)荷下的總延伸法一用于確定已知材料的應(yīng)力-應(yīng)變特性的測試,

以確定是否接受或拒絕材料，其特性是通過以前類似材料的測試?yán)L制出應(yīng)力?

應(yīng)變曲線。在此曲線中，當(dāng)達(dá)到指定偏移(見注釋10和11)所對應(yīng)的總應(yīng)變

時，試樣上的應(yīng)力將在滿意的限度內(nèi)得到確定。當(dāng)這個總應(yīng)變被達(dá)到時，試樣

上的應(yīng)力值就是屈服強度的值。在記錄通過這種方法獲得的屈服強度值時，應(yīng)

在屈服強度術(shù)語之后在括號中說明所指定或使用的“延伸”值，例如：

屈服強度(0.5%延伸下的總伸長)=55,200psi(360MPa)(2)

通過使用Bl級伸長計(注5、注6和注8),可以滿意地獲得總應(yīng)變。

注10-可以使用不繪制應(yīng)力?應(yīng)變曲線的自動設(shè)備來確定偏移屈服強度。

如果其準(zhǔn)確性已經(jīng)得到證明，可以使用這些設(shè)備。

注11一延伸下的息伸長的適當(dāng)大小顯然會因測試中所測試的特定鋼的

強度范圍而異。通常，適月于任何強度水平的延伸下的總伸長值可以通過在指

定屈服強度處預(yù)期的比例應(yīng)變和塑性應(yīng)變之和來確定。使用以下方程式：

延伸下的總伸長，英寸/英寸標(biāo)距長度=(YS/E)Xr(3)

其中：

YS=指定屈服強度，psi或MPa,

E=彈性模量，psi或MPa,以及

r=限定的塑性應(yīng)變，英寸/英寸。

14.3抗拉強度一通過將試樣在拉伸試驗中承受的最大負(fù)荷除以試樣的

初始橫截面積，可以計算抗拉強度。如果上屈服強度是最大的應(yīng)力記錄，并且

如果應(yīng)力?應(yīng)變曲線類似于E8/E8M-15a附圖25中的曲線，則不受購買者另

行說明的情況下，不連續(xù)屈服后的最大應(yīng)力將被報告為抗拉強度。

14.4延伸率：

14.4.1小心地將斷裂的試樣兩端對齊，并測量標(biāo)距之間的距離，對于小于

2英寸的標(biāo)距，測量至最近的0.01英寸(0.25毫米)，對于大于2英寸的標(biāo)距，

測量至標(biāo)距的0.5%最小單位?？梢允褂靡粋€百分比刻度，刻度間隔為標(biāo)距的

0.5%c延伸率是標(biāo)距長度的增加量，以原始標(biāo)距長度的百分比表示。在記錄延

伸率值時，同時給出百分比增加和原始標(biāo)距長度。

14.4.2如果斷裂的任何部分發(fā)生在標(biāo)距的中部一半以外,或者在縮頸部分

內(nèi)的沖壓或劃線標(biāo)記上，所得的延伸值可能不代表材料的性能。如果測得的延

伸率滿足指定的最小要求，則無需進(jìn)一步測試；但如果延伸率小于最小要求,

則應(yīng)舍棄該測試并重新進(jìn)行測試。

14.4.3使用伸長計的自動拉伸測試方法允許按照下述方法測量延伸率?？?/p>

以用這種方法測量和報告延伸率，或者按照上述方法，將斷裂的兩端對齊。兩

種結(jié)果都是有效的。

14.4.4斷裂時的延伸率被定義為與斷裂相關(guān)的突然負(fù)載減小之前測得的

延伸率。對于許多不具有突然負(fù)載減小的延伸率的延性材料，斷裂時的延伸率

可以視為負(fù)載下降到試驗期間最大負(fù)載的10%以下之前測得的應(yīng)變。

14.4.4.1斷裂時的延伸率應(yīng)包括彈性和塑性延伸，并可以通過驗證感興趣

應(yīng)變范圍的自動記錄或自動測試方法來確定。對于具有小于5%延伸率的材料,

使用B2級或更好的伸長計；對于具有5%或更大但小于50%延伸率的材料，

使用C級或更好的伸長計；對于具有50%或更大延伸率的材料，使用D級或

更好的伸長計。在所有情況下，伸長計的標(biāo)距長度應(yīng)為正在測試的試樣所需的

名義標(biāo)距長度。由于將斷裂的兩端精確對齊的精度不高，使用前文的手動方法

在斷裂后測量的延伸率可能與使用伸長計測定的斷裂時的延伸率有所不同。

14.4.4.2斷裂時的百分比延伸率可以直接從斷裂時的延伸率數(shù)據(jù)中計算

出來，并可以報告，而不是使用1441中計算的百分比延伸率。然而，這兩個

參數(shù)不能互換使用。一般情況下，使用斷裂時的延伸率方法會提供更具重復(fù)性

的結(jié)果。

14.5斷面收縮率一將斷裂的試樣兩端對齊，并測量最小橫截面的平均

直徑或?qū)挾群秃穸?，精度與原始尺寸相同。所測得的面積與原始橫截面的面積

之差，以原始面積的百分比表示，即為斷面收縮率。

彎曲試驗

15.描述

15.1彎曲試驗是評估延性的一種方法，但不能被視為在所有彎曲操作中

預(yù)測服務(wù)性能的定量手段。彎曲試驗的嚴(yán)重性主要取決于試樣的彎曲內(nèi)徑角度

以及試樣的橫截面。根據(jù)試驗樣品的位置、方向以及指定鋼材的化學(xué)成分、抗

拉性能、硬度、類型和質(zhì)量，這些條件會有所變化?？蓞⒖紲y試方法E190和

E290以了解執(zhí)行試驗的方法。

15.2除非另有規(guī)定，可以對彎曲試驗樣品進(jìn)行時效處理。所采用的時間?

溫度循環(huán)必須使先前加工的影響不會發(fā)生實質(zhì)性變化?？梢酝ㄟ^在室溫下時效

24到48小時，或在較高溫度下通過在水中煮沸、用汕加熱或在烤箱中加熱的

較短時間來實現(xiàn)。

15.3將試驗樣品在室溫下彎曲到內(nèi)徑，如適用的產(chǎn)品規(guī)范所指定的程度。

彎曲的速度通常不是一個重要因素。

硬度測試

16.總則

16.1硬度測試是一種確定抗穿透性的方法，有時用于快速近似估計抗拉

強度。表2?5用于將硬度測量值從一個刻度轉(zhuǎn)換為另一個刻度，或者近似估計

抗拉強度。這些轉(zhuǎn)換值是從計算機生成的曲線中獲得的，并且以最近的0.1點

的精度呈現(xiàn)，以便準(zhǔn)確地復(fù)制這些曲線。所有轉(zhuǎn)換后的硬度值必須被視為近似

值。所有轉(zhuǎn)換后的洛氏硬度和維氏硬度數(shù)值應(yīng)四舍五入到最近的整數(shù)。

16.2硬度測試：

16.2.1如果產(chǎn)品規(guī)格允許使用替代硬度測試來確定是否符合指定的硬度

要求，則應(yīng)使用表2-5中列出的轉(zhuǎn)換值。

16.2.2在記錄轉(zhuǎn)換后的硬度數(shù)值時，應(yīng)在括號中標(biāo)明測量的硬度和測試刻

度，例如：353HBW(38HRC)o這意味著使用洛氏C刻度獲得了一個硬度值

為38,然后轉(zhuǎn)換為布氏硬度值為353。

17.布氏硬度測試

17.1描述：

17.1.1通過規(guī)定直徑的鴇碳化物球,在待測試試樣的平坦表面上施加一定

的載荷。所形成的凹痕的平均直徑被用作計算布氏硬度數(shù)值的基礎(chǔ)。所施加載

荷與凹痕表面的面積之比，假定為球形，稱為布氏硬度數(shù)值（HBW）,按照以

下方程計算：

HBW=P/@?TID/2!~D2=D22d2!#（4）

其中：

HBW=布氏硬度數(shù)值，

P=施加載荷，千克力，

D=鴇碳化物球的直徑，毫米，以及

d=凹痕的平均直徑，毫米。

注12：從標(biāo)準(zhǔn)表格中（如表6）更方便地獲取布氏硬度數(shù)值，這些表格顯

示與各種凹痕直徑對應(yīng)的數(shù)值，通常以0.05毫米為增量。

注13：在試驗方法E10中，值以國際單位制（SI單位）表示，而在本節(jié)

中使用千克/米單位。

17.1.2使用10毫米鐺碳化物球的標(biāo)準(zhǔn)布氏試驗在硬材料上使用3000千

克力的載荷，在薄截面或軟材料上使用1500或500千克力的載荷（見附錄A2

中的鋼管產(chǎn)品）。當(dāng)指定時，可以使用其他載荷和不同尺寸的壓痕器。在記錄

硬度值時，必須說明球的直徑和載荷，除非使用10毫米球和3000千克力載

荷。

17.1.3只有對淬火和回火或正火和回火材料才能適當(dāng)?shù)刂付ㄒ幌盗杏捕取?/p>

對于退火材料，只應(yīng)指定一個最大值。對于正火材料，可以通過協(xié)議指定最小

或最大硬度。一般來說，不應(yīng)對未經(jīng)處理的材料施加硬度要求。

17.1.4當(dāng)未指定拉伸性能時，可能需要布氏硬度。

17.2設(shè)備?設(shè)備應(yīng)符合以下要求：

17.2.1測試機-布氏硬度測試機可在其載荷測量裝置準(zhǔn)確度為61%的

載荷范圍內(nèi)使用。

17.2.2測量顯微鏡?顯微鏡或其他用于測量凹痕直徑的測量設(shè)備的微米

刻度的刻度應(yīng)使得可以直接測量直徑到0.1毫米，并可以估計直徑到0.05毫

米。

注14：此要求僅適用于顯微鏡的構(gòu)造，不適用于凹痕測量，詳見1743。

17.2.3標(biāo)準(zhǔn)球?布氏硬度測試的標(biāo)準(zhǔn)鋁碳化物球的直徑為10毫米

（0.3937英寸），直徑的偏差不得超過0.005毫米（0.0002英寸）。適用于使

用的鴇碳化物球在受到3000千克力的壓力作用下，不得顯示直徑永久性變化

超過0.01毫米（0.0004英寸）。根據(jù)這些試驗方法，鋼球壓痕器不再允許用于

布氏硬度測試。

17.3試樣?布氏硬度測試是在制備好的區(qū)域上進(jìn)行的，必須從表面去除

足夠的金屬以消除脫碳金屬和其他表面不規(guī)則性。被測試的零件的厚度必須足

夠，以便在凹痕的反面沒有凸起或其他顯示載荷效應(yīng)的痕跡。

17.4測試步驟：

17.4.1適用的產(chǎn)品規(guī)格必須清楚地說明應(yīng)制作布氏硬度凹痕的位置以及

所需的凹痕數(shù)量。凹痕的中心距離試樣邊緣或其他凹痕邊緣的距離必須至少是

凹痕直徑的兩倍半。

17.4.2施加載荷持續(xù)10至15秒。

17.4.3根據(jù)試驗方法E10測量凹痕的直徑。

17.4.4布氏硬度測試不推薦用于硬度超過650HBW的材料。

17.4.4.1如果對一個試樣進(jìn)行測試，顯示出布氏硬度數(shù)值超過1744中所

詳細(xì)說明的球的限制，那么該球要么應(yīng)該被廢棄并更換為新的球，要么應(yīng)重新

測量以確保符合試驗方法E10的要求。

17.5布氏硬度數(shù)值：

17.5.1布氏硬度數(shù)值不能僅用一個數(shù)字來指代，因為有必要指示在測試中

使用了哪種壓痕器和哪種載荷。布氏硬度數(shù)值后面應(yīng)跟隨符號HBW,并以索

引補充，以以下順序表示測試條件：

17.5.1.1球的直徑，毫米，

17.5,1.2代表施加載荷的值，千克力，以及

17.5.1.3施加載荷持續(xù)時間，秒，如果不是10至15秒。

17.5.1.4唯一的例外是在使用10至15秒持續(xù)時間的情況下，HBW

10/3000刻度。只有在這種情況下，布氏硬度刻度可以簡單地報告為HBWo

17.5.1.5示例：220HBW二用10毫米直徑的球進(jìn)行測試，施加3000千

克力的測試載荷，持續(xù)時間為10至15秒，得到的布氏硬度為220；350HBW

5/1500=用5毫米直徑的球進(jìn)行測試，施加1500千克力的測試載荷，持續(xù)

時間為10至15秒，得到的布氏硬度為350。

17.6詳細(xì)程序?關(guān)于此測試的詳細(xì)要求，應(yīng)參考試驗方法E10的最新修

訂版。

18.洛氏硬度測試

18.1描述：

18.1.1在這個測試中，通過在一定的任意固定條件下確定鉆石尖或鴇碳化

物球在試樣中的穿透深度來獲得硬度值。首先施加10千克力的小載荷，這會

導(dǎo)致初始穿透，將壓痕器放在材料上并將其保持在位置上。然后施加一個依賴

于所使用刻度的大載荷，增加壓痕深度。大載荷被移除，在小載荷仍然作用下，

洛氏數(shù)值被確定，該數(shù)值與大載荷和小載荷之間的穿透深度差成比例；通常機

器完成這一步驟，顯示在表盤、數(shù)字顯示器、打印機或其他設(shè)備上。這是一個

隨著硬度增加而增加的任意數(shù)值。最常使用的刻度如下所示：

刻度

符號

壓痕器

大載荷，千克力

小載荷，千克力

B

1/16英寸鴇碳化物球

10010

C鉆石帶鉆刀具15010

18.1.2洛氏表面硬度機用于測試非常薄的鋼材或薄表面層。應(yīng)用15、30

或45千克力的載荷在鋁碳化物（或硬化鋼）球或鉆石壓頭上，以覆蓋與較重

載荷相同范圍的硬度值。只允許使用硬化鋼球來測試薄薄的錫制品，如規(guī)范

A623和A623M中所示，使用HR15T和HR30T刻度與鉆石點狀基準(zhǔn)。使用

鴇碳化物壓頭測試此產(chǎn)品可能會與使用硬化鋼球獲得的歷史測試數(shù)據(jù)相比產(chǎn)

生顯著不同的結(jié)果。表面硬度刻度如下所示：

刻度

符號

E痕器

大載荷，千克力

小載荷，千克力

15T

1/16英寸鴇碳化物或鋼球

153

30T

1/16英寸鴇碳化物或鋼球

303

45T

1/16英寸鴇碳化物球

453

15N鉆石帶鉆刀具153

30N鉆石帶鉆刀具303

45N鉆石帶鉆刀具453

18.2報告硬度-在記錄硬度值時，硬度數(shù)值應(yīng)始終在刻度符號之前，例

如：96HRBW,40HRC,75HR15N,56HR30TS,或77HR30TW。后綴W表

示使用鴇碳化物球。后綴S表示使用硬化鋼球，如18.1.2所允許。

18.3測試塊?應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)化的洛氐硬度測試塊來檢查機器是否正常。

18.4詳細(xì)程序?關(guān)于此測試的詳細(xì)要求，應(yīng)參考試驗方法E18的最新修

訂版。

19.便攜式硬度測試

19.1雖然本標(biāo)準(zhǔn)通常更傾向于使用固定位置的布氏或洛氏硬度測試方法,

但由于零件尺寸、位置或其他后勤原因，不總是可能使用這些設(shè)備進(jìn)行硬度測

試。在這種情況下，應(yīng)使用便攜式設(shè)備進(jìn)行硬度測試，如試驗方法A956/A956M、

A1038和E110所描述，并嚴(yán)格遵守所選標(biāo)準(zhǔn)的測試結(jié)果報告要求(見下面的

示例)。

19.1.1實施規(guī)程A833?應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)方法報告測得的硬度數(shù)值，并在其后

加上HBC標(biāo)記，后面跟隨比較試驗桿的硬度，以表明是由便攜式比較硬度測

試儀確定的，例如以下示例：

19.1.1.1232HBC/240,其中232是使用便攜式比較測試方法(HBC)測

得的硬度測試結(jié)果，240是比較試驗桿的布氏硬度。

19.1.2試驗方法A956/A956M：

19.1.2.1應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)方法報告測得的硬度數(shù)值,并在括號內(nèi)附加一個Leeb

沖擊裝置，以表明是由便攜式硬度測試儀確定的，例如以下示例：

(1)350HLD,其中350是使用帶有HLD沖擊裝置的便攜式Leeb硬度測

試方法的硬度測試結(jié)果。

19.1.2.2當(dāng)報告從Leeb數(shù)值轉(zhuǎn)換而來的硬度值時，應(yīng)在括號內(nèi)報告使用

的便攜式儀器，例如：

(l]350HB(HLD),其中原始硬度測試是使用帶有HLD沖擊裝置的便攜式

Leeb硬度測試方法進(jìn)行的，并轉(zhuǎn)換為布氏硬度值(HB)。

19.1.3試驗方法A1038-應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)方法報告測得的硬度數(shù)值，并在括

號內(nèi)附加UCI,以表明是由便攜式硬度測試儀確定的，例如以下示例：

19.1.3.1446HV（UCI）10,其中446是在10千克力的作用力下使用便攜

式UCI測試方法測得的硬度測試結(jié)果。

19.1.4試驗方法E110?應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)方法報告測得的硬度數(shù)值，并在其后

加上/P,以表明是由便攜式硬度測試儀確定的，如下所示：

19.1.4.1洛氏硬度示例：

（1）40HRC/P,其中40是使用便攜式洛氏C硬度測試方法測得的硬度測

試結(jié)果。

（2〕72HRBW/E,其中72是使用帶有鐺碳化物球壓頭的便攜式洛氏B硬

度測試方法測得的硬度測試結(jié)果。

19.1.4.2布氏硬度示例：

⑴220HBW/P10/3000,其中220是在10毫米直徑的球和3000千克

力（2942千牛頓）的測試載荷（持續(xù)10至15秒）下使用便攜式布氏硬度測

試方法測得的硬度測試結(jié)果。

（2）350HBW/P5/750,其中350是在5毫米直徑的球和750千克力

（7.355千牛頓）的測試載荷（持續(xù)10至15秒）下使用便攜式布氏硬度測試

方法測得的硬度測試結(jié)果，

CHARPY沖擊試驗

20.概述

20.1CharpyV型缺口沖擊試驗是一種動態(tài)試驗，其中一個帶有刻痕的試

樣在專門設(shè)計的試驗機中受到單一的沖擊而斷裂。測得的試驗值可以是吸收的

能量、剪切斷口的百分比、刻痕相對位置的橫向擴展，或以上幾種的組合。

20.2產(chǎn)品或一般要求規(guī)范（以下簡稱規(guī)范）中通常會指定除常溫（環(huán)境溫

度）以外的測試溫度。盡管測試溫度有時與預(yù)期使用溫度相關(guān)，但兩者不必相

同。

21.意義和用途

21.1韌性與脆性行為?體心立方或鐵素體合金在一系列溫度下進(jìn)行沖

擊試驗時會呈現(xiàn)顯著的行為轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變溫度以上，沖擊試樣會通過韌性（通

常是微小空洞融合）機制斷裂，吸收相對較大數(shù)量的能量。在較低溫度下，它

們以脆性（通常是解理）方式斷裂，吸收的能量明顯較少。在過渡范圍內(nèi)，斷

裂通常會是韌性斷裂和脆性斷裂區(qū)域的混合。

21.2從一種行為到另一種行為的轉(zhuǎn)變的溫度范圍因所測試的材料而異。

出于規(guī)范目的，該轉(zhuǎn)變行為可以用各種方式定義。

21.2.1規(guī)范可能要求在指定的測試溫度下，吸收的能量、斷裂外觀、橫向

擴展或以上幾種的組合的最小測試結(jié)果。

21.2.2規(guī)范可能要求在一系列溫度下進(jìn)行測試時，吸收能量或斷裂外觀達(dá)

到指定水平的轉(zhuǎn)變溫度的確定?；蛘?，規(guī)范可能要求確定斷裂外觀轉(zhuǎn)變溫度

（FATTn）,即在所需的剪切斷口的最小百分比（n）達(dá)到的溫度。

21.3關(guān)于沖擊試驗意義的進(jìn)一步信息可見附錄A5。

22.設(shè)備

22.1試驗機：

22.1.1Charpy沖擊試驗機是一種通過一個自由擺動的擺錘單次打擊一個

刻痕試樣并使其斷裂的機器。擺錘從固定高度釋放。由于擺錘擺動前被抬升的

高度和擺錘的質(zhì)量已知，打擊的能量是預(yù)先確定的。提供一種方法來指示斷裂

試樣時吸收的能量。

22.1.2該機器的另一個主要特點是一個夾具（見圖10）,用于支撐試驗樣

品，使其作為一個簡單的梁位于精確定位的位置。夾具被設(shè)計成試樣的刻痕面

是垂直的。擺錘直接擊打與刻痕相對的另一個垂直面。試樣支撐和沖擊邊緣的

尺寸應(yīng)符合圖10的要求。

22.1.3用于測試鋼材的Charpy機器通常具有220至300ft?lbf（300至

400J）能量范圍。有時會使用能力較小的機器；然而，機器的能力應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過

試樣的吸收能量（見試驗方法E23）O在沖擊點的線速度應(yīng)在16至19ft/s（4.9

至5.8m/s）的范圍內(nèi)。

注15?可用探討擊打半徑效應(yīng)的調(diào)查報告。

22.2溫度介質(zhì)：

22.2.1為了在除了室溫以外的溫度下進(jìn)行測試，需要在受控溫度下對

Charpy試樣進(jìn)行條件處理。

22.2.2低溫介質(zhì)通常是冷卻的流體（如水，冰加水，干冰加有機溶劑或液

態(tài)氮）或冷卻的氣體。

22.2.3高溫介質(zhì)通常是加熱的液體，如礦物油或硅油。也可以使用循環(huán)通

風(fēng)的烤箱。

22.3操作設(shè)備-夾子，特別適用于固定在沖擊試樣刻痕上，通常用于將

試樣從介質(zhì)中取出并放置在砧上（參考試驗方法E23）o在機器夾具不具備試

驗樣品自動居中的情況下，夾子可能經(jīng)過精密加工以實現(xiàn)居中。

23.取樣和試樣數(shù)量

23.1取樣:

23.1.1試驗位置和方向應(yīng)根據(jù)規(guī)范進(jìn)行。如果沒有指定，對于鍛造產(chǎn)品，

試驗位置應(yīng)與拉伸試樣相同，方向應(yīng)為縱向，刻痕垂直于被測試產(chǎn)品的主表面。

23.1.2試樣數(shù)量。

23.1.2.1用于Charpy沖擊試驗的所有試樣應(yīng)來自單一的試驗樣卷或試驗

位置。

23.1.2.2當(dāng)規(guī)范要求最小平均測試結(jié)果時，應(yīng)測試三個試樣。

23.1.2.3當(dāng)規(guī)范要求確定過渡溫度時，通常需要八到十二個試樣。

23.2類型和尺寸：

23.2.1使用標(biāo)準(zhǔn)的完整尺寸CharpyV型缺口試樣，如圖11所示，除非允

許使用23.2.2中所允許的。

23.2.2亞尺寸試樣。

23.2.2.1對于厚度小于7/16英寸（11毫米）的平板材料，或者當(dāng)吸收能

量預(yù)計超過滿量程的80%時，使用標(biāo)準(zhǔn)的亞尺寸試樣。

23.2.2.2對于在橫向方向上測試的管材，其中直徑和壁厚之間的關(guān)系不允

許使用標(biāo)準(zhǔn)的完整尺寸試樣的情況，可以使用包含外徑（0D）曲率的標(biāo)準(zhǔn)亞尺

寸試樣或標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣，如下所示：

（1）標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣和亞尺寸試樣可以包含如圖12所示的管狀產(chǎn)品的原始

0D表面。所有其他尺寸應(yīng)符合圖11的要求。

注16-對于韌性水平超過約50ft-lbs的材料，包含原始OD表面的試樣

可能會產(chǎn)生超過使用常規(guī)Charpy試樣得到的值。

23.2.2.3如果無法準(zhǔn)空標(biāo)準(zhǔn)的全尺寸試樣，則應(yīng)準(zhǔn)備最大可行的標(biāo)準(zhǔn)亞尺

寸試樣。試樣必須被加工以確保試樣不包含距離表面更近的材料，距離不得小

于0.020英寸（0.5毫米）。

23.2.2.4標(biāo)準(zhǔn)亞尺寸試樣的公差如圖11所示。標(biāo)準(zhǔn)亞尺寸試樣的尺寸有:

10X7.5毫米，10義6.7毫米，10X5毫米，10X3.3毫米和10X2.5毫米。

23.2.2.5將標(biāo)準(zhǔn)亞尺寸試樣的窄面切割成刻痕，使刻痕垂直于10毫米寬

的面。

23.3刻痕制備?刻痕的加工（例如銃削、鏈削或磨削）至關(guān)重要，因為

刻痕半徑和剖面的輕微偏差，或在刻痕底部的工具痕跡可能導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)的變

化，特別是在低沖擊能量吸收的材料中（見附錄A5）。

24.校準(zhǔn)

24.1精度和靈敏度?根據(jù)試驗方法E23的要求進(jìn)行Charpy沖擊機的校

準(zhǔn)和調(diào)整。

25?條件?溫度控制

25.1當(dāng)規(guī)范或購買者要求特定的測試溫度時，在加熱或冷卻介質(zhì)內(nèi)控制

溫度在±2。F（±1°C）內(nèi)。

注17-對于某些鋼材，可能不需要這種受限溫度，例如奧氏體不銹鋼。

注18?由于實驗室的溫度通常在60至90。F（15至32。C）之間變化，

因此在“室溫”下進(jìn)行的測試可能在此范圍內(nèi)的任何溫度下進(jìn)行。

26.手續(xù)

26.1溫度：

26.1.1通過將試樣置于測試溫度的介質(zhì)中，至少在液體介質(zhì)中保持5分

鐘，在氣體介質(zhì)中保持30分鐘，以使試樣適應(yīng)該溫度。

26.1.2在每次測試之前，保持用于處理試樣的夾子與試樣相同的溫度，以

避免影響刻痕處的溫度。

26.2位置和斷裂試樣；

26.2.1小心地將試驗樣品置于砧上并釋放擺錘以斷裂試樣。

26.2.2如果在從調(diào)節(jié)介質(zhì)中取出試樣后的5秒內(nèi)未釋放擺錘，則不要斷

裂試樣。將試樣重新放入調(diào)節(jié)介質(zhì)中，時間與2611中要求的時間相同。

26.3恢復(fù)試樣?如果必須確定斷裂表面或側(cè)向擴展，恢復(fù)每個斷裂試樣

的匹配部分，然后再斷裂下一個試樣。

26.4單個測試值：

26.4.1沖擊能量?記錄吸收的沖擊能量，精確到最近的ft?Ibf（焦耳）。

26.4.2斷裂表面：

26.4.2.1通過以下任一方法確定剪切斷裂區(qū)域的百分比：

（1）測量斷裂表面脆弱部分的長度和寬度，如圖13所示，然后根據(jù)測量

單位選擇表7或表8中的一個來確定剪切區(qū)域的百分比。

（2）將試樣的斷裂外觀與圖14中的斷裂外觀圖進(jìn)行比較。

（3）放大斷裂表面，并將其與經(jīng)過預(yù)校準(zhǔn)的疊加圖進(jìn)行比較，或者通過

使用平動儀測量剪切斷裂區(qū)域的百分比。

（4）以適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)拍攝斷裂表面，并通過使用平動儀測量剪切斷裂

區(qū)域的百分比。

26.4.2.2將各個斷裂表面的值確定到最近的

5%的剪切斷裂，并記錄該值。

26.4.3側(cè)向擴展：

26.4.3.1側(cè)向擴展是試樣寬度的增加，以千分之一英寸（mil）為單位，在

壓縮側(cè)，即與斷裂CharpyV缺口試樣刻痕相反的一側(cè)，如圖15所示。

26.4.3.2檢查每個試樣半部，以確定突起部分是否因與砧、機器安裝面等

接觸而受損。丟棄此類試樣，因為它們可能導(dǎo)致誤讀。

26.4.3.3檢查垂直于刻痕的試樣側(cè)面，確保在沖擊測試期間未在側(cè)面形成

毛刺。如果存在毛刺，則小心地在砂布或類似的磨料表面上擦去它們，確保在

去除毛刺時不要摩擦到正在測量的突起部分。

26.4.3.4使用類似于圖16和圖17所示的量規(guī)，測量每半個試樣的每側(cè)

擴展量，相對于試樣側(cè)的未變形部分定義的平面。

26.4.3.5由于斷裂路徑很少會在試樣的兩側(cè)的最大擴展點處平分，所以測

量每側(cè)的較大值之和即為試驗值。將一個試樣的兩半部分排列在一起，使壓縮

側(cè)相互面對。使用量規(guī)測量每半個試樣的突出部分，確保測量同一側(cè)的試樣。

分別測量兩個斷裂的半部分。重復(fù)該過程，測量試樣兩側(cè)的突出部分。每側(cè)的

兩個值中較大的值即為試樣該側(cè)的擴展量。

26.4.3.6將單個側(cè)向擴展值測量到最近的mil（0.025毫米），并記錄值。

26.4.3.7除了以下描述的情況外，任何在被單次打擊時不分為兩半的試樣

都應(yīng)報告為未斷裂。如果試樣可以通過將錢接的兩半推在一起一次，然后再將

它們分開而不會進(jìn)一步疲勞試樣，且未彎曲前的未斷裂試樣的側(cè)向擴展值（在

彎曲前）等于或大于分開兩半的側(cè)向擴展值，則未斷裂試樣的側(cè)向擴展可以報

告為斷裂。在試樣無法分成兩半的情況下，可以測量側(cè)向擴展，只要可以在被

試驗期間變形的較接連接部位不受干擾地進(jìn)入剪切唇部。

27.測試結(jié)果的解釋

27.1當(dāng)任何沖擊試驗的接受標(biāo)準(zhǔn)被指定為給定溫度下的最小平均值時，

試驗結(jié)果應(yīng)是來自一個測試位置的三個試樣的各個試驗值的平均值（算術(shù)平均

值，四舍五入到最近的ft-lbf（焦耳））。

27.1.1當(dāng)指定最小平均測試結(jié)果時：

27.1.1.1當(dāng)滿足以下所有條件時，試驗結(jié)果是可接受的：

（1）試驗結(jié)果等于或超過指定的最小平均值（在規(guī)范中給出），

（2）不多于一個試樣的各個試驗值小于指定的最小平均值，

（3）任何試樣的個別試驗值不少于指定最小平均值的三分之一。

27.1.1.2如果不滿足2711.1的接受要求，則從相同的測試位置重新測試

另外三個試樣。重新測試試樣的每個個別試驗值都應(yīng)等于或大于指定的最小平

均值。

27.2指定最小過渡溫度的試驗：

27.2.1過渡溫度的確定：

27.2.1.1在預(yù)期的過渡溫度之上和之下的一系列溫度下，使用第26節(jié)中

的程序?qū)γ總€試樣進(jìn)行斷裂試驗。將每個測試溫度記錄到最近的1。F(0.5°

C)o

27.2.1.2將各個測試結(jié)果或剪切百分比)作為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的測

試溫度作為橫坐標(biāo)繪制，并通過繪制的數(shù)據(jù)點構(gòu)建最佳擬合曲線。

27.2.1.3如果過渡溫度被指定為達(dá)到測試值的溫度，則通過圖形插值確定

繪制的曲線與指定的測試值相交的溫度。將該過渡溫度記錄到最近的5。F(3°

C)o如果表格中的測試結(jié)果明顯表明過渡溫度低于指定值，則無需繪制數(shù)據(jù)。

報告試驗值超過指定值的最低測試溫度。

27.2.1.4如果確定的過渡溫度等于或低于指定值，則接受試驗結(jié)果。

27.2.1.5如果確定的過渡溫度高于指定值，但不超過指定值的20。F(12°

C),則按照第26節(jié)的要求測試足夠的樣本以繪制另外兩條曲線。如果從兩個

額外測試中確定的溫度都等于或低于指定值，則接受試驗結(jié)果。

27.3當(dāng)允許或必要使用亞尺寸試樣時，或兩者皆然，根據(jù)表9修改指定

的試驗要求，或根據(jù)ASME鍋爐和壓力容器代碼UG-84.2表修改試驗溫度，或

兩者皆然。購買者和供應(yīng)商可以商定更大的能量或更低的試驗溫度。

28.記錄

28.1測試記錄應(yīng)包含適當(dāng)?shù)囊韵滦畔ⅲ?/p>

28.1.1被測試材料的完整描述(即，規(guī)格編號、等級、類別或類型、尺寸、

爐號)。

28.1.2試樣相對于材料軸的定向。

28.1.3試樣尺寸。

28.1.4每個被斷裂試樣的測試溫度和各個試驗值，包括初始試驗和重新試

驗。

28.1.5試驗結(jié)果。

28.1.6過渡溫度及其確定標(biāo)準(zhǔn)，包括初始試驗和重新試驗。

29.報告

29.1規(guī)范應(yīng)指定要報告的信息。

IZOD沖擊試驗

30.測試程序

30.1測試設(shè)備和方法在試驗方法E23中給出。

31.精度和偏差

31.1這些測試方法測量機械性能的精度和偏差基本上如試驗方法

E8/E8M、E10、E18和E23中所規(guī)定。

32.關(guān)鍵詞

32.1彎曲試驗；布氏硬度；查爾皮沖擊試驗；延伸率；斷裂外觀轉(zhuǎn)變溫度

（FATT）；硬度試驗；IZOD沖擊試驗；便攜硬度；面積縮減；洛氏硬度；拉伸

強度；拉伸試驗；屈服強度

附錄（強制性信息）

A1.鋼桿產(chǎn)品

A1.1范圍

A1.1.1本補充僅說明了熱軋和冷拉鋼桿中的特殊細(xì)節(jié)，這叱細(xì)節(jié)未在這

些試驗方法的一般部分中涵蓋。

A1.2試樣的取向

A1.2.1由于碳鋼和合金鋼桿和鋼桿尺寸形狀相對較小，因此通常在縱向

方向上進(jìn)行測試。在特殊情況下，如果尺寸允許并且零件的加工或使用需要在

橫向方向上進(jìn)行測試，試驗的選擇和位置應(yīng)由制造商和購買者協(xié)商確定。

A1.3拉伸試驗

A1.3.1碳鋼桿?在輪廓直徑或平行面距離小于1/2英寸（13毫米）或其

他小于1平方英寸（645毫米2）的桿形截面，除了平板以外，碳鋼桿在軋制

狀態(tài)下通常不會規(guī)定拉伸要求。

A1.3.2合金鋼桿?合金鋼桿通常不在軋制狀態(tài)下進(jìn)行測試。

A1.3.3當(dāng)規(guī)定進(jìn)行拉伸試驗時，各種大小的熱軋和冷拉鋼桿的試樣選擇

方法應(yīng)符合A1.1表，除非在產(chǎn)品規(guī)范中另有規(guī)定。

A1.4彎曲試驗

A1.4.1當(dāng)規(guī)定進(jìn)行彎曲試驗時，熱軋和冷拉鋼桿的推薦方法應(yīng)符合A1.2

表。

A1.5硬度試驗

A1.5.1桿形產(chǎn)品?平板、圓形、正方形、六角形和八角形的硬度試驗在

最少切除0.015英寸的表面后進(jìn)行，以提供準(zhǔn)確的硬度穿透。

A2.鋼管產(chǎn)品

A2.1范圍

A2.1.1本補充涵蓋適用于管形產(chǎn)品的試樣和試驗方法，未在A370試驗

方法和定義的一般部分中涵蓋。

A2.1.2本規(guī)范涵蓋的管形形狀包括圓形、正方形、矩形和特殊形狀。

A2.2拉伸試驗

A2.2.1全尺寸縱向試樣：

A2.2.1.1作為使用縱向條形試樣或縱向圓形試樣的替代方案，可以使用全

尺寸管形截面的拉伸試樣，前提是測試設(shè)備具有足夠的承載能力。應(yīng)將貼合的

金屬塞插入這些管形試樣的末端，以便測試機夾具正確地夾住試樣而不會壓碎。

這樣塞的設(shè)計如圖A2.1所示。塞不應(yīng)延伸到測量伸長的那部分試樣（圖A2.1）。

應(yīng)盡可能保證在這種情況下所施加的載荷是軸向的。全截面試樣的長度取決于

規(guī)定用于測量伸長的標(biāo)距長度。

A2.2.1.2除非產(chǎn)品規(guī)范另有要求，標(biāo)距長度為2英寸或50毫米，但對于

外徑為3/8英寸（9.5毫米）或更小的管材，當(dāng)需要與較大試樣可比的伸長時,

通常使用標(biāo)距長度等于外徑的四倍。

A2.2.1.3確定全截面試樣的橫截面積時，應(yīng)記錄外徑最大和最小測量值的

平均值或均值，以及平均壁厚，取最近的0.001英寸（0.025毫米），并使用以

下公式確定橫截面積：

注意A2.1——還存在其他確定橫截面積的方法，例如通過試樣稱重，

這些方法同樣準(zhǔn)確或適用于此目的。

A2.2.2縱向條形試樣：

A2.2.2.1作為使用完整尺寸縱向試樣或縱向圓形試樣的替代方案，可以使

用從管材中切割并加工為理A2.3所示尺寸的縱向條形試樣。對于焊接結(jié)構(gòu)鋼

管，這樣的試樣應(yīng)來自距離焊縫至少90°的位置；對于其他焊接管材，這樣

的試樣應(yīng)來自離焊縫約90。的位置。除非產(chǎn)品規(guī)范要求，量規(guī)長度為2英寸

或50毫米。試樣應(yīng)使用平面夾具或具有與管材曲率相對應(yīng)的曲面夾具進(jìn)行測

試，或在試樣測試前將試樣兩端壓扁而不加熱，然后使用平面夾具進(jìn)行測試。

除非測試設(shè)備的容量或被測試的管材的尺寸和性質(zhì)使使用第1、2或3號試樣

成為必需，否則應(yīng)使用圖3中的第4號試樣。

注意A2.2——從圓形管材中取出的圖A2.3所示類型的試樣的橫截面積

的精確計算公式，可在試驗方法E8或E8M中找到。

A2.2.2.2應(yīng)在量規(guī)長度的每端以及中心測量寬度，以確定平行度。在中心

處應(yīng)測量厚度，并與寬度的中心測量值一起使用以確定橫截面積。中心寬度尺

寸應(yīng)記錄到最近的0.005英寸（0.127毫米），厚度測量值應(yīng)記錄到最近的0.001

英寸（0.025毫米）。

A2.2.3橫向條形試樣：

A2.2.3.1通常不建議對小于8英寸的名義直徑的管材進(jìn)行橫向拉伸試驗。

如果需要，可以從圖A2.4所示的管或管端環(huán)上取出橫向拉伸試樣。壓扁試樣

可以在分離管材之后進(jìn)行，如圖A2.4（a）,或在分離之前進(jìn)行，如圖A2.4（b）,

可以熱處理或冷處理；但如果試樣是冷壓扁的，則試樣可以隨后進(jìn)行正火處理。

對于規(guī)定熱處理的管或管材，經(jīng)過熱或冷壓扁后的試樣應(yīng)得到與管或管材相同

的處理。對于壁厚小于3/4英寸（19毫米）的管或管材，橫向試樣的形狀和

尺寸應(yīng)如圖A2.5所示，并且可以加工一個或兩個表面以確保厚度均勻。用于

測定焊縫強度的鋼管或焊接管的橫向拉伸試樣應(yīng)垂直于焊縫，在其長度的中間

部位。

A2.2.3.2應(yīng)