力學性能實驗操作工藝規程目錄1、主題內容合用范疇2、引用原則3、名詞及術語4、試樣制備5、常溫拉伸實驗5.1實驗過程控制及規定5.1.1實驗前準備5.1.2實驗設備5.1.3實驗5.1.4實驗數值的測定5.2實驗數值的修約5.3實驗成果的解決及重復實驗5.4實驗統計及其報告6、沖擊實驗6.1實驗過程控制及規定6.1.1實驗前準備6.1.2實驗設備6.1.3實驗6.1.4實驗數值的測定6.2實驗數值的修約6.3實驗成果的解決及重復實驗6.4實驗統計及其報告7、彎曲實驗7.1實驗過程控制及規定7.1.1實驗前準備7.1.2實驗設備7.1.3實驗7.1.4實驗數值的測定7.2實驗成果的解決及重復實驗7.3實驗統計及其報告8、硬度實驗8.1實驗過程控制及規定8.1.1實驗前準備8.1.2實驗設備8.1.3實驗8.1.4實驗數值的測定8.2實驗數值的修約8.3實驗成果的解決及重復實驗8.4實驗統計及其報告9、壓扁實驗9.1實驗過程控制及規定9.1.1實驗前準備9.1.2實驗設備9.1.3實驗9.2實驗成果的評定9.3實驗成果的解決及重復實驗9.4實驗統計及其報告前言為加強技術管理，嚴格操作規程，確保力學性能實驗工作更加好地為公司的生產和檢查服務，根據我公司理化實驗室的實驗項目規定，結合實驗室現有實驗設備，吸取和參考了對應的實驗原則及驗收原則的基礎上以規范性與精確性為原則，經進一步地學習和探索，并經系統的總結和整頓，編寫成了這本“力學性能實驗操作工藝規程”。本原則由質量管理部提出并歸口。本原則起草單位：質量管理部。本原則起草人：。本原則由質量管理部負責解釋。1、主題內容與合用范疇1.1本原則文獻對原材料、焊接接頭等的力學性能實驗的操作過程進行了規定，同時針對不同產品類型所涉及的實驗規定進行了敘述，以滿足不同的驗收原則的規定。1.2本原則文獻合用于對原材料、焊接接頭進行常溫拉伸，沖擊［常溫、低溫沖擊（10～－60℃）］，彎曲（三點式），硬度(布氏、洛氏、維氏、里氏),壓扁的力學性能實驗的操作工藝規程。2．引用原則下列原則所包含的條文，通過在本原則中引用而構成為本原則的條文。本原則出版時，所示版本均為有效。全部原則都會被修訂，使用本原則的各方應探討使用下列原則最新版本的可能性。GB228—金屬材料室溫拉伸實驗辦法GB229—1994金屬夏比缺口沖擊實驗辦法GB230—91金屬洛氏硬度實驗辦法GB231—84金屬布氏硬度實驗辦法GB246—97金屬管壓扁實驗辦法GB4340—99金屬維氏硬度實驗辦法GB232—99金屬材料彎曲實驗辦法GB/T14452—93金屬彎曲力學性能實驗辦法GB2650—89焊接接頭沖擊實驗辦法GB2651—89焊接接頭拉伸實驗辦法GB2652—89焊縫及熔敷金屬拉伸實驗辦法GB2653—89焊接接頭彎曲及壓扁實驗辦法GB2654—89焊接接頭及堆焊金屬硬度實驗辦法GB8170—87數值修約規則GB12160—單軸實驗用引伸計的標定ASME材料篇JB4708—鋼制壓力容器焊接工藝評定DG0509—1999原材料及焊縫試樣的制備蒸汽鍋爐安全技術監察規程JB4744—鋼制壓力容器產品焊接試板的力學性能檢查SD340—89火力發電廠鍋爐壓力容器焊接工藝評定3.名詞及術語3.1標距測量伸長用的試樣圓柱或棱柱部分的長度。3.2原始標距（L0）施力前的試樣標距。3.3斷后標距（Lu）試樣斷裂后的標距3.4平行長度（Lc）試樣兩頭部或兩夾持部分（不帶頭試樣）之間平等部分的長度。3.5伸長率原始標距的伸長與原始標距之比的百分率。3.6斷后伸長率（A）斷后標距的殘存伸長與原始標距之比的百分率。3.7引伸計標距（Le）用引伸計測量試樣延伸時所使用試樣平行長度部分的長度。3.8斷面收縮率（Z）斷裂后試樣橫截面積的最大縮減量（S0-Su）與原始橫截面積（S0）之比的百分率。3.9最大力（Fm）試樣在屈服階段之后所能抵抗的最大力。對于無明顯屈服（持續屈服）的金屬材料，為實驗期間的最大力。3.10應力實驗期間任一時刻的力除以試樣原始橫截面積（S0）之商。3.11抗拉強度（Rm）對應最大力（Fm）的應力3.12屈服強度當金屬材料呈現屈服現象時，在實驗期間達成塑性變形發生而力不增加的應力點，應分辨上屈服強度和下屈服強度。3.13上屈服強度（ReH）試樣發生屈服而力初次下降前的最高應力3.14下屈服強度（ReL）在屈服期間，不計初始瞬時效應的最低應力。3.15規定非比例延伸強度（Rp）非比例延伸率等于規定的引伸計標距百分率時的應力。3.16規定總延伸強度（Rt）總延伸率等于規定的引伸計標距百分率時的應力。3.17沖擊吸取功規定形狀和尺寸的試樣在沖擊實驗力一次作用下折斷時所吸取的功。3.18跨距彎曲實驗裝置上試樣兩支承點的距離。3.19彎曲力垂直于試樣兩支承點間連接的橫向集中力。3.20面彎試樣受拉面為焊縫正面的彎曲。含有較大焊縫寬度的面稱為正面；當兩面焊縫寬度相等則先完畢蓋面層焊縫的一側為正面。3.21背彎試樣受拉面為焊縫背面的彎曲。3.22側彎試樣受拉面為焊縫橫截面的彎曲。4.試樣制備4.1應按照有關產品原則或GB/T2975—98的規定切取樣坯和制備試樣。4.2試樣的制備應避免由于加工硬化或過熱而影響金屬的力學性能。4.3試樣的形狀和尺寸應符合有關原則和產品技術規定。5.常溫拉伸實驗5.1操作過程控制及規定5.1.1實驗前準備5.1.1.1原始橫截面積的測定應選用適宜的量具或測量裝置，當橫截面尺寸不不大于2.0~10.0時量具或測量裝置的分辨率應不不不大于0.01，當橫截面尺寸>10.0時,其分辨率應不不不大于0.05。5.1.1.2原始標距（L0）的標記應用小標記、細劃線或細墨線標記原始標距，但不得用引發過早斷裂的缺口作標記。對于比例試樣，應將原始標距的計算值修約至最靠近5mm的倍數，中間數值向較大一方修約。原始標距的標記應精確到±1%。如平行長度（L0）比原始標距長許多，例如不經機加工的試樣，能夠標記一系列重疊的原始標距。有時，能夠在試樣表面劃一條平行于試樣縱軸的線，并在此線上標記原始標距。5.1.2實驗設備5.1.2.1實驗機應按照GB/T16825進行檢查并應為I級或優于I級的精確度。5.1.2.2引伸計的精確度級別應符合GB/T12160的規定，測定上屈服強度、下屈服強度，規定非比例延伸強度，規定總延伸強度，應使用不劣于C級精確度的引伸計。5.1.3實驗5.1.3.1實驗速率：除非產品原則另有規定，實驗速率取決于材料特性并應符合規定。5.1.3.1.1測定屈服強度時的實驗速率：當材料彈性模量E<150000N/mm2時，夾頭分離速率應在2～20N/mm2.S-1范疇內；當E>150000N/mm2時，夾頭分離速率應在6~60N/mm2.S-1范疇內，否則將影響測定成果。5.1.3.1.2測定抗拉強度（Rm）的實驗速率：塑性范疇內時，平等長度的應變速率不應超出0.008/s；彈性范疇內時，如實驗不涉及屈服強度或規定強度的測定（如焊接接頭），實驗機的速率能夠達成塑性范疇內允許的最大速率。5.1.3.2試樣的夾持：應使用例如楔形夾頭、螺紋夾頭，套環夾頭等適宜的夾具夾持試樣并應盡最大的努力確保夾持的試樣受軸向拉力的作用。5.1.3.3引伸計的夾持：對于無明顯屈服點的材料，應測定規定非比例延伸強度（Rp0.2）或規定總延伸強度(Rt0.2)。其引伸計的夾持應位于平行長度（Lc）的中部，并應夾持牢固，其夾持點連線應平行于試樣拉伸軸線方向。5.1.4實驗數值的測定5.1.4.1斷后伸長率的測定：應將試樣斷裂的部分認真地配接在一起使其斷裂部分適宜接觸并使其軸線處在同始終線上，采用分辨率優于0.1mm的量具或測量裝置測定斷后標距（Lu），精確到±0.25mm。5.1.4.2屈服強度的測定：對于呈現明顯屈服(不持續屈服)現象的金屬材料，可采用指針法直接讀取測力度盤指針初次回轉前批示的最大力和不計初始瞬時效應時屈服階段中批示的最小力或初次停止轉動批示的恒定力。將其分別除以試樣原始橫截面積（S0）以得到上屈服強度和下屈服強度。對于無明顯屈服（不持續屈服）現象的金屬材料，應按原則規定測定其規定非比例延伸強度（RP0.2）或規定總延伸強度(Rt0.5）。規定非比例延伸強度（RP0.2）可按下列圖解法測定，以實驗機繪制的力—夾頭位移曲線測定規定非比例延伸率為0.2%時的強度作為其強度值。圖解法：用自動統計辦法繪制力—伸長曲線時，力軸每毫米所代表的應力，普通應不不不大于10N/mm2，曲線的高度應使Fp處在力軸量程的二分之一以上。伸長放大倍數n的選擇應使下圖中的OC段的長度不不大于5mm。在曲線上，自彈性直線段與伸長軸交點O起，截取一對應于規定非比例伸長的OC段［OC＝n×Le×0.2%（n為伸長放大倍數，Le為引伸計標距）］，過C點作彈性直線段的平行線CA交曲線與A點，A點所對應的力Fp為所測規定非比例延伸力，規定非比例延伸強度按下式計算：RP0.2=Fp/S0（S0為試樣原始橫截面積）規定總延伸強度(Rt0.5）可采用引伸計測出規定總延伸率為0.5%時的強度為規定總延伸強度(Rt0.5）。5.1.4.3抗拉強度的測定:可采用指針法直接讀取測力度盤上所批示的實驗過程中的最大力,并除以試樣原始截面積S0而得到。5.1.4.4斷面收縮率（Z）的測定：將試樣斷裂部分認真地配接在一起，使其軸線處在同始終線上。對于圓形橫截面試樣，在縮頸處互相垂直方向測量直徑，取其算術平均值計算最小橫截面積；對于矩形橫截面試樣，測量縮頸處的最大寬度和最小厚度，兩者之乘積為斷后最小橫截面積。原始橫截面積（S0）與斷后最小橫截面積（Su）之差除以原始橫截面積的百分率得到斷面收縮率（Z）。5.2實驗數值的修約實驗測定的性能成果數值應按下表的規定進行修約。修約的辦法按照GB/T8170性能成果數值的修約間隔性能范疇修約間隔ReH,ReL,Rp,Rt,Rm≤200N/mm2>200~1000N/mm2>1000N/mm21N/mm25N/mm210N/mm2A/0.5%Z/0.5%5.3實驗數值的解決及重復實驗5.3.1實驗出現下列狀況之一其實驗數值無效,應重做同樣數量的試樣進行實驗：試樣斷在標距處或斷在機械刻劃的標距標記上，并且斷后伸長率不大于規定最小值；b）實驗期間設備發生故障，影響了實驗數值。5.3.2實驗后試樣出現兩個或兩個以上的縮頸以及顯示出肉眼可見的冶金缺點（例如分層、氣泡、夾渣、縮孔等），應在實驗統計和報告中注明。5.3.3斷后伸長率的測定，原則上只有斷裂處與最靠近的標距標記的距離不不大于原始標距的1/3狀況方為有效。但斷后伸長率不不大于或等于規定值，不管斷裂位置處在何處，測量均為有效。5.3.4實驗成果的評定應按對應的驗收原則或產品技術條件所規定的項目及合格范疇進行綜合評定。5.3.5當有某項不合格時，應從原檢查試件中取雙倍位伸試樣復驗或將原檢查試件與產品再熱解決一次后進行全方面復驗，重復實驗后的成果擬定評定可再次按對應驗收原則的對應條款進行評定。5.4實驗統計及其報告5.4.1應有正式統計備查，且實驗統計的保管期限最少應為五年。5.4.2實驗報告普通應涉及下列內容：原則號；試樣標記；材料名稱、牌號；試樣類型；試樣的取樣方向和位置；所測性能成果；斷口上發現的缺點種類；評定成果。6.沖擊實驗6.1操作過程控制及規定6.1.1實驗前準備6.1.1.1室溫沖擊實驗應在10~35℃進行。對于低溫沖擊實驗，溫度控制裝置應能將實驗溫度穩定在規定值的±2℃以內且恒溫槽測溫儀的誤差應不超出±0.1%。可使用液體介質在恒溫槽中冷卻試樣，恒溫槽應有足夠的容量和介質，并應有使介質溫度均勻的裝置。6.1.1.2對于低溫沖擊實驗，其實驗溫度<0~10℃時，可使用水+冰混合物作為恒溫槽冷卻介質，實驗溫度-70~0℃時，可用乙醇+干冰混合物作為冷卻介質，且試樣應在規定所需要的設定溫度下保持足夠時間，普通在上述冷卻介質中應不少于5分鐘。移取試樣的夾具應與試樣同時在恒溫槽中冷卻。使其溫度與介質溫度相近。6.1.1.3實驗間應檢查試樣的尺寸與否符合原則規定，其量具的最小分度值應不不不大于0.02mm。6.1.1.4沖擊實驗機的原則打擊能量為300J（±10J）和150J（±10J），為使沖擊實驗機能在擺錘最大能量的10%~90%范疇內使用,應合理選用沖擊擺錘。6.1.1.5沖擊實驗前應檢查擺錘空擊時被動指針的回零差,回零差不應超出最小分度值的四分之一。6.1.1.6試樣應緊貼支座放置，并使試樣缺口的背面朝向擺錘刀刃。且使用對刀樣板放置試樣，使試樣缺口對稱面位于兩支座對稱面上，其偏差不應不不大于0.5mm。6.1.2實驗設備6.1.2.1恒溫槽應有足夠的容量和介質，并應有使介質溫度均勻的裝置，且恒溫槽測溫儀的誤差應不超出±0.1%。6.1.2.2沖擊實驗機其打擊瞬間擺錘的沖擊速度應為5.0~5.5m/s。6.1.2.3沖擊實驗機的試樣支座及擺錘刀刃尺寸應符合GB/T229—94規定，其它技術條件應符合GB3808規定，并定時按JJG145檢定。6.1.3實驗6.1.3.1將從動指針拔至零位6.1.3.2試樣從液體介質中移出至打擊的時間應在2s之內，如不能滿足上述規定，則必須在3~5s內打斷試樣，此時應采用過冷試樣的辦法賠償溫度損失。普通實驗溫度在-60～0℃時，其過冷賠償溫度為1~2℃。6.1.4實驗數值的測定6.1.4.1實驗數值可直接從沖擊實驗機上從動指針所對應的刻度盤上讀出。6.2實驗成果數值的修約6.2.1沖擊吸取功數值最少應保存兩位有效數字，修約辦法按GB8170執行。6.2.2實驗數值的評定應按對應的驗收原則規定的合格范疇進行評定。6.3實驗數值的解決及重復實驗6.3.1由于實驗機打擊能量局限性使試樣未完全折斷，應在實驗數據之前加不不大于符號“＞”，其它狀況則應注明“未折斷”。6.3.2不同類型和尺寸試樣的實驗數值不能直接對比和換算。6.3.3實驗后試樣斷口有肉眼可見裂紋或缺點時，應在實驗報告中注明。6.3.4實驗中如有下列狀況之一時，實驗數值無效，應重做同樣數量的試樣進行實驗：誤操作；試樣打斷時有卡錘現象。6.3.5沖擊實驗不合格時，應從原檢查試件中再取三個試樣復驗或將原檢查試件與產品再熱解決一次后進行全方面復驗。重復實驗后的數值確認評定可再次按對應驗收原則或產品技術條件的對應條款進行評定。6.4實驗統計及其報告6.4.1各項檢查均應有正式統計備查，且實驗統計的保管期限最少五年。6.4.2實驗報告普通應涉及下列內容：原則號；試樣標記；材料名稱、牌號、規格；試樣尺寸、型式（U或V）及缺口位置（對于焊接接頭應注明母材、熔合線、熱影響區、熔敷金屬的沖擊）；實驗溫度；沖擊吸取功；斷口上發現的缺點種類；實驗成果。7.彎曲實驗7.1操作過程控制及規定7.1.1實驗前準備7.1.1.1彎曲實驗應在室溫10~35℃下進行。7.1.1.2施力滾柱的直徑應按缺點驗收原則規定選用且長度應不不大于試樣直徑或寬度且應含有足夠的硬度。對于兩支承滾柱其直徑應相似且安裝軸線平行。7.1.1.3采用支輥式彎曲裝置進行三點式彎曲時，支輥間距應按下表擬定：l=(d+3a)±0.5a此距離在實驗期間應保持不變。7.1.1.4對于焊接接頭，焊縫的正、背表面均應用機械辦法修整，使之與母材的原始表面齊平，但任何咬邊均不得用機械辦法去除，除非產品原則中另有規定。7.1.2實驗設備各類萬能實驗機和壓力實驗機均可使用。7.1.3實驗7.1.3.1實驗應控制實驗速度，加卸力應平穩，無振動、沖擊。7.1.3.2實驗時彎曲實驗裝置不應發生相對移動和轉動。7.1.3.3施力滾柱的軸線應與支承滾柱的軸線平行且至兩支承滾柱軸線的距離應相等，施力時，力的作用方向應垂直于兩支承滾柱的軸線所在平面，對于焊接接頭，其壓頭力的作用點應在焊縫中部。7.1.3.4緩緩施力彎曲至驗收原則所規定的彎曲角度。7.1.4實驗成果數值的測定實驗后檢查試樣拉伸面上出現的裂紋或焊接缺點的尺寸及位置。7.2實驗數值的解決及重復實驗7.2.1實驗數值的評定應按對應的驗收原則規定或產品技術條件進行評定。7.2.2當彎曲實驗成果不符合規定時，應從原檢查試件中取雙倍彎曲試樣復驗或將原檢查試件與產品再熱解決一次后進行全方面復驗，重復實驗后的成果擬定評定可再次按對應驗收原則或產品技術條件的對應條款進行評定。7.3實驗統計及其報告7.3.1應有正式的統計備查，且實驗統計的保管期限最少五年。7.3.2實驗報告普通應涉及下列內容：原則號；試樣標記；材料名稱、牌號、規格；試樣類型（對于焊接接頭應注明是面彎、背彎、側彎）；試樣形狀及尺寸；壓頭直徑及彎曲角度；實驗成果。8.硬度實驗8.1操作過程控制及規定8.1.1實驗前準備8.1.1.1實驗普通在10~35℃室溫進行。8.1.1.2對于洛氏、里氏硬度實驗，實驗前應使用對應的與試樣硬度值相近的原則洛氏、里氏硬度試塊對硬度計進行校驗，其示值誤差及重復性應不不不大于對應國標規定。8.1.1.3試樣的實驗面、支承面、試臺表面和壓頭表面應清潔且無其它污物（氧化皮、油脂、灰塵等）。試樣應穩固地放置在試臺上，以確保在實驗過程中不產生位移及變形。8.1.1.4對于洛氏硬度，試樣支承面、支座和試臺工作面上均不得有壓頭壓痕。8.1.1.5試樣的實驗面最佳是平面，實驗面應含有金屬光澤，不應有氧化皮及其它污物，試樣的表面粗糙度應符合對應原則規定。布氏、洛氏硬度試樣其表面粗糙度應不不不大于Ra0.8，里氏硬度應不不不大于Ra1.6，維氏硬度應不不不大于Ra0.4。8.1.1.6對于焊接接頭，實驗前可用腐蝕劑使焊接接頭各區域金屬顯示清晰后在指定位置測定。8.1.1.7實驗前應選用適宜的壓頭及實驗載荷。8.1.2實驗設備硬度計、壓頭及原則硬度塊、壓痕測量裝置均應符合對應的原則及檢定規定。8.1.3實驗8.1.3.1實驗時，必須保持實驗力方向與試樣的實驗面垂直，加力過程中不應有沖擊和振動，直至將實驗力施加至規定值。8.1.3.2整個實驗過程中，硬度計應避免受到沖擊和振動。8.1.3.3對于洛氏硬度，在任何狀況下，不允許壓頭與試臺及支座觸碰。且調節示值批示器至零點后，應在2~8s內施加全部主實驗力，施加主實驗力后，總實驗力的保持時間應以示值批示器批示基本不變為準。布氏、維氏硬度其實驗力保持時間應符合對應實驗原則規定。8.1.3.4對于布氏、洛氏、維氏硬度實驗中，任一壓痕至試樣邊沿距離應符合對應實驗原則規定。8.1.3.5對于里氏硬度測定小件試樣時，可在大物件上進行耦合后進行測定，但實驗面應與支承臺面平行，試樣背面和支承臺面必須平坦光滑，可在耦合的平面上涂以適量的耦合劑，使試樣與支承臺面在垂直耦合面的方向上成為承受壓力的剛性整體。實驗時，沖擊方向必須垂直于耦合平面。建議用凡士林作為耦合劑。對于大面積板材，長桿、彎曲件等試樣，在實驗時應予以適宜的支承及固定以確保沖擊時不產生位移及彈動。8.1.3.7里氏硬度計不合用于帶磁后的材料測定，且不應在強烈震動、嚴重粉塵、腐蝕性氣體或強磁場的場合使用。8.1.3.8試樣上實驗點數應不少于對應實驗原則規定規定。8.1.4實驗成果的測定8.1.4.1布氏硬度8.1.4.1.1應在兩互相垂直方向測量壓痕直徑，壓痕兩直徑最大差不應超出較小直徑的2%。對各向異性明顯材料，兩直徑可不受此限制，但應在有關原則中規定。8.1.4.1.2用壓痕兩直徑的算術平均值按GB231查得布氏硬度值。8.1.4.2洛氏硬度從硬度計標尺上直接讀出對應的洛氏硬度值。8.1.4.3維氏硬度8.1.4.3.1應測量壓痕兩條對角線的長度，用其算術平均值按GB/T4340.1之附錄查出對應的維氏硬度值。8.1.4.3.2在平面上壓痕兩對角線長度之差應不超出對角線平均值的5%，如果超出5%，則應在實驗報告中注明。8.1.4.4里氏硬度用五個有效實驗點的平均值作為一種里氏硬度實驗數據。8.2實驗成果數值的修約8.2.1測定的洛氏硬度值應精確至0.5個洛氏硬度單位。8.2.2對于圓柱面和球面上測得的洛氏硬度值，應按GB/T230之附錄進行修正。8.3實驗成果的解決及重復實驗8.3.1遇有測點處出現冶金及焊接缺點時，則該點實驗成果無效，應重做同樣數量的試樣進行實驗：8.3.2實驗成果的評定應按對應的驗收原則或產品技術條件所規定的項目及合格范疇進行評定。8.3.3當有某項不合格時，應從原檢查試件中取雙倍硬度試樣復驗或將原檢查試件與產品再熱解決一次后進行全方面復驗，重復實驗后的成果擬定評定可再次按對應驗收原則或產品技術規定的對應條款進行評定。8.4實驗統計及其報告8.4.1應有正式統計備查，且實驗統計的保管期限最少應為五年。8.4.2實驗報告普通應涉及下列