拉伸试验试验操作规程.docx
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拉伸试验试验操作规程
目录
一、金属材料室温拉伸试验方法2
二、试样的形状要求2
三、制样规范及弯曲要求3
四、拉伸试验操作4
五、弯曲试验原理5
六、弯曲试验操作6
七、冷弯试验结果的评定等级6
八、牌号和化学成份8
九、钢中的杂质元素及其影响9
十、钢号命名规则11
十一、弯曲试验原理12
十二、产品质量及标准14
十三、铁合金质量证明书16
一、拉伸试验操作
1、试样准备
（1）对试样进行外观检查，依照委托单顺序将试样排好，查对编号，并填写原始记录，如不符合制样规定者不列入试验，要求重新取样，对板状试样，挫掉试样所带毛刺。
（2）测量试样原始尺寸，圆试样直径d0用精度，0.01的千分尺测量，板坯试样和圆状试样都分别在标距长度的中部及两端处分三部分进行测量，圆形试样应在两个相互垂直方向上各测一次，取其平均值，选用三处测得横截面积中的最小值，计算试样的横截面积（保留四位有效数字）。
（3）试样的尺寸公差和形状公差应符合有关要求。
（4）根据横截面积，按要求打上相应长度的标距。
2、顺序开机运行软件，进入联机状态；
3、进入试验窗口选择设置好的试验方案；
4、设置好试验用户参数；
5、装好合适的夹块，根据试样长度调整下横梁位置；
6、启动油泵电机；
7、先夹紧试样的一端，然后升降下横梁到合适的位置，力值清零，然后夹紧试样的别一端。
位移或变形值清零；
8、点击试验窗口“运行”按钮，进入试验状态，顺时针旋转手动阀手轮进行加荷，直至试样断裂。
9、启动油泵，取下试样，再逆时针旋转手动阀手轮，使活塞退回到底，
10、开、关机必须按照正确顺序进行：
开机：
显示器—打印机—计算机—DCS控制器—启动试验软件—液压源
关机：
液压源—退出试验软件—DCS控制器—计算机—显示器—打印机
二、钢中的杂质元素及其影响
在钢的冶炼过程中，不可能除尽所有的杂质，所以实际使用的碳钢中除碳以外，还含有少量的硅、磷、氧、氢、氮等元素，它们的存在，会影响钢的质量和性能。
（一）锰和硅的影响
锰和硅是炼钢过程中必须加入的脱氧剂，用以去除溶于钢液中的氧。
它还可把钢液中的
FeO还原成铁，并形成MnO和SiO2。
锰除了脱氧剂作用外，还有除硫作用，即与钢液中的硫结合成MnS，从而在相当大程度上消除硫在钢中的有害影响。
这些反应产物大部分进入炉渣，小部分残留于钢中，成为非金属夹杂物。
脱氧剂中的锰和硅总会有一部分溶于钢液中，冷至室温后即溶于铁素体中，提高铁素体的强度。
此外，锰还可以溶入渗碳体中，形成（Fe,Mn）3C。
锰对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢的强度和硬度，当含锰量不高（wMn＜
0．8％）时，可以稍微提高或不降低钢的塑性和韧性。
锰提高强度的原因是它溶入铁素体而引起的固溶强化，并使钢材在轧后冷却时得到层片较细、强度较高的珠光体，在同样含锰量和同样冷却条件下珠光体的相对量增加。
碳钢中的含硅量ＷSi一般小于0．5％，它也是钢中的有益元素，在沸腾钢中的含量很低，而镇静钢的含量较高。
硅溶于铁素体后有很强的固溶强化作用，显著提高钢的强度和硬度，但含量较高时，将使钢的塑性和韧性下降。
（二）硫的影响
硫是钢中的有害元素，它是在炼钢时由矿石和燃料带到钢中的杂质。
从Fe-S相图（4-23）可以看出，硫只能溶于钢液中，在固态铁中几乎不能溶解，而是以FeS夹杂的形式存在于固态钢中。
硫的最大危害是引起钢在热加工时开裂，这种现象称为热脆。
造成热脆的原因是由于FeS的严重偏析。
即使钢中含硫量不算高，也会出现（Fe+FeS）共晶。
钢在凝固时，共晶组织中的铁依附在先共晶相——铁晶体上生长，最后把FeS留在晶界处，形成离异共晶。
（Fe+FeS）共晶的熔化温度很低（989℃），而热加工的温度一般为1150～1250℃，这时位于晶界上的（Fe+FeS）共晶已处于熔融状态，从而导致热加工时开裂。
如果钢液中含氧量也高，还会形成熔点更低（940℃）的Fe+FeO+FeS三相共晶，其危害性更大。
防止热脆的方法是往钢中加入适当的锰。
由于锰与硫的化学亲合力大于铁与硫的化学亲合力，所以在含锰的钢中，硫便与锰形成MnS，避免了FeS的形成。
MnS的熔点为1600℃，高于热加工温度，并在高温下具有一定的塑性，故不会产生热脆。
在一般工业用钢中，含锰量常为含硫量的5～10倍。
此外，含硫量高时，还会使钢铸件在铸造应力作用下产生热裂纹，同样，也会使焊接件在焊缝处产生热裂纹。
在焊接时产生的SO2气体，还使焊缝产生气孔和缩松。
硫能提高钢的切削加工性能。
在易削钢中WS=0．08％～0．2％，同时wMn=0．50％～1．20。
（三）磷的影响
一般说来，磷是有害的杂质元素，它是由矿石和生铁等炼钢原料带入的。
从Fe-P相图（4-24）可以看出，无论是在高温，还是在低温，磷在铁中具有较大的溶解度，所以钢中的磷一般都固溶于铁中。
磷具有很强化作用，它使钢的强度、硬度显著提高，但剧烈地降低钢的韧性，尤其是低温韧性，称为冷脆。
磷的有害影响主要就在于此。
此外，磷还具有严重的偏析倾向，并且它在γ-Fe和α-Fe中的扩散速度很小，很难用热处的方法予以消除。
在一定条件下磷也具有一定的有益作用。
例如由于它降低铁素体的韧性，可以用来提高钢的切削加工性。
它与铜共存时，可以显著提高钢的耐大气腐蚀能力。
其外元素包括，氮氢的影响氧及其它非金属夹杂物的影响以及对钢的危害。
三、机械性能
机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性
1、强度：
材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力，材料，材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点（δs）：
称屈服强度，指材料在拉伸过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载
荷不再增加变形却继续增加或产生0.2％L时应力值,单位用牛顿/毫米2（N/mm2）表示。
3、抗拉强度（δb）：
也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值，单位用牛顿／毫米２（N/mm2）
表示。
４、延伸率（ò）：
材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。
５、断面收缩率（ψ）：
材料在拉伸断裂后，断面最大缩小面积与原断面积百分比。
６、硬度：
指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（HBS，
ＨＢＷ）和洛氏硬度（ＨＫＡ、ＨＫＢ、ＨＲＣ）。
７、冲击韧性（ＡＫ）：
材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳／厘米２（Ｊ／cm２）。
工艺性能:
指材料承受各种加工，处理的能力的那些性能。
8、铸造性能：
指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流动性能、充满铸模能力；
收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力，偏析指化学成分不均性。
9、焊接性能：
指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个以上金属材料焊接到一起，
接口处能满足使用目的的特性。
10、顶气段性能：
指金属材料能承受顶锻而不破裂的性能。
11、冷弯性能：
指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能，弯曲程度一般用弯曲角度α
（外角）或弯心直径d对材料厚度a的比值，a愈大或d/a愈小，则材料的冷弯性愈好。
12、冲压性能:
金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。
在常温进行冲压叫冷冲压，检验方
法用杯突试验进行检验。
13、锻造性能：
金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。
化学性能：
指金属材料与周围介质接触时抵抗发生化学或电化学性能。
１４、耐腐蚀性：
指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
１５、抗氧化性：
指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。
（摘要）本文分析了化学成分、成品厚度、力学性能、夹杂物等对热思普板冷弯性能的影响，
找出了影响热轧普板冷变性能的主要原因是化学成分中Ｓ含量过高，形成长条状的ＭnＳ夹杂
物，针对该原因从冶炼、轧制工艺、生产计划等方面采取了合理的技术措施，提高了热轧普
板冷弯性能合格率。
四、弯曲试验操作
１、试样准备
（1）试验时用，圆形、长方形或多边形横截面的试样，弯曲外表面不得有划痕，方形长方形
试样的棱边应锉圆，其半径不应大于试样厚度的1/10。
棱边锉圆时不应形成影响实验结果的横
向毛刺伤痕或刻痕。
（２）试样加工时，应去除剪切或火焰切割等形成的影响了材料性能的部分。
（３）试样宽度应按照相关产品标准的要求，如具体规定，试样宽度应按照如下要求：
（a）当产品宽度不大于２０mm度样宽度为原产品的宽度
（b）当产品宽度大于２０mm时，试样宽度为２０mm±５mm；厚度不小于３mm时，试样
宽度在20-50mm之间。
（4）弯曲度样长度根据厚度和弯曲试验装置而定，通常按下式确定，试样长度
Ｌ＝0.5π（d+α）+140mm,试中π为圆周率，其值取3.1。
五、制样规范及弯曲要求
1、拉伸试样尺寸标准：
表1
试样厚度
平行长度
试样总长度
a（mm）
Lc
Lt
2.0～2.3
65
206
2.4～2.8
70
211
2.9～3.4
75
216
3.5～4.0
85
226
4.1～4.6
90
231
4.7～5.4
95
236
5.6～6.2
105
246
6.3～7.1
110
251
7.2～7.8
115
256
8.0～8.9
125
266
9.0～9.9
130
271
10.0～10.4
135
276
10.6～10.9
140
281
11.0～12.0
145
286
备注：
过渡弧半径20mm、头部长度60mm。
2、弯曲试验要求：
2.1、把弯曲压头的定位销插入下横梁底部的孔中，以顶丝固定；
2.2、使弯曲支座底部的Ｔ型螺母处于旋松状态，把弯曲支座（两个）分别从试台面上的Ｔ型槽插入；
2.3、调整压辊座的方向，使弯曲压头上的压辊与弯曲支座上的压辊相互平行，然后用顶丝把弯曲后头锁紧；
2.4、根据度样长度调整原支座间的距离，（按照国家标准）把拉杆穿如弯曲支座的耳环中，拉杆两端旋上螺母（暂不旋紧）；根据度样钢种Ｌ＝d+3α，d为弯心直径＝0.5a、1.5a、2a、2.5a，a为试样厚度。
2.5、调整两个支座右试台上的位置，使其完全对称于试台的几何中心；
2.6、锁紧弯曲支座上T型螺钉的螺母，紧固两支座连接丝杆两端的锁紧螺母；
2.7、试验步骤，同拉伸实验操作；
六、冷弯试验结果的评定等级
表2
等级
结果
评定依据
1
无裂纹
在10倍放大镜下能发现裂纹
2
微裂纹
在10倍放大镜下能清楚地看到裂纹，而肉眼仔细观察也能找到长L<2mm、宽b<0.2mm的裂纹
3
小裂纹
肉眼能明显地看出L=2～10mm、b=0.1～1mm裂纹
4
大裂纹
有L>10mm、b>1mm的裂纹
5
断裂
断成某断裂角的两块（如断口有分层、夹杂、气孔等缺陷应一并注明）
材质、及执行标准
1.做拉力，冷弯剪板正常样宽为45～50mm（根据试样厚度而定）两边平均刨，刨床工作速度不能太快，
容易引起加硬化等缺陷，冷弯刨到30mm宽即完成，拉力刨到36mm宽，然后上铣床将平行部分铣到30mm宽，即完成。
（特种钢另有要求）
2.具体拉力平行部分有多长，总的试样长度为多少，依表因试样厚度而定。
表3
材质
执行标准
Q195－235
GB700-88GB/78164-93
Q195L
GB/709-88
20＃
GB699-88GB/78164-93GB709-88
08AL
GB/7699-1999
七、钢号命名规则
1、碳素结构钢
1.1牌号表示方法
钢的牌号由Ｑ＋数字＋质量等级符号＋脱氧方法符号组成它的钢号冠以“Ｑ”代表钢材的屈服点，
后面的数字表示屈服点数值，单位是Ｍpa例如Ｑ２３５表示屈服点（δs）为235Mpa的碳素
结构钢。
1、2必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号，质量等级符号分别为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，脱氧方法符号；Ｆ表示沸腾钢；Ｂ表示半镇静钢；Ｚ表示镇静钢；ＴＺ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Ｚ和ＴＺ都可不标。
如：
Ｑ２３５－ＡＦ表示Ａ级沸腾钢。
Q－钢材屈服强度“屈”字汉语拼音首位字母A、B、C、D－分别为质量等级。
F－沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母
Z－镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母
ＴＺ－特殊镇静钢“特镇”两字汉语拼音首位字母
在牌号组成表示方法中“Z”与“TZ”符号可以省略。
1、3专门用途的碳素钢，例如桥梁钢，船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。
Q195一般用于拉丝、包装等。
Q235一般作建筑用
Q195L与Q195的主要区别：
Q195L含碳量稍低，即材质偏软，拉伸性能较好。
Q195含碳量稍高，即材质偏硬，拉伸性能较差。
“Q”是屈服强度，就是195Mpa，化学成分的五大元素里除了碳的含量有区别，其余几种差不多，
至于执行标距，看你是做什么用了，当板材和做钢管的标准都是根据你年的用途而划分的。
八、牌号和化学成份
钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表4的规定。
表4
牌号
统一数字
代号
等级
厚度（或
直径）/mm
脱氧
方法
化学成分（质量分数）%，不大于
C
Si
Mn
P
S
Q195
U11952
-
—
F、Z
0.12
0.30
0.50
0.035
0.040
Q215
U12152
A
—
F、Z
0.15
0.35
1.20
0.045
0.050
U12155
B
0.045
Q235
U12352
A
—
F、Z
0.22
0.35
1.40
0.045
0.050
U12355
B
0.20b
0.045
U12358
C
Z
0.17
0.040
0.040
U12359
D
TZ
0.035
0.035
Q275
U12752
A
—
F、Z
0.24
0.35
1.50
0.045
0.050
U12755
B
≤40
Z
0.21
0.045
0.045
＞40
0.22
U12758
C
—
Z
0.20
0.040
0.040
U12759
D
TZ
0.035
0.035
a、表中为镇静钢、特殊镇静钢牌号的统一数字，沸腾钢牌号的统一数字代号如下：
Q195F—U11950；
Q215AF—U12150，Q215BF—U12153；
Q235AF—U12350，Q235BF—U12353；
Q275AF—U12750。
b、经需方同意，Q235B的碳含量可不大于0.22%。
九、金属材料室温拉伸试验方法
拉伸试验原理
１.1拉伸试验原理：
实验系用拉力拉伸试样，一般拉至断裂，除非另有规定，试验一般在室温10℃～35℃范围内进行，对温度严格的试验，试验温度应为23℃±5℃。
2、定义：
本标准采用下列定义
２.1标距：
测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。
原始标距：
施力前的试样标距（Ｌo）
断后标距：
度样断裂后的标距（Ｌu）
2.2平行长度：
试样两头部或两夹持部分（不带头试样）之间平行部分的长度（Ｌc）
2.3伸长：
试验期间任一时刻原始标距（Ｌo）的增量。
2.4伸长率：
原始标距的伸长与原始标距（Ｌo）之比的百分率。
断后伸长率（A）：
断后标距的残余伸长（Ｌu－Ｌo）与原始标距（Ｌo）之比的百分率。
2.5断裂总伸长率（AT）：
断裂时刻原始标距的总伸长（弹性伸长加塑性伸长）与原始标距（Ｌo）之比的百分率。
2.6最大力伸长率：
最大力时原始标距的伸长与原始标距（Ｌo）之比的百分率。
应区分最大力总伸长率（Agt）和最大力非比例伸长率（Ag）。
2.7最大力（Fm）：
试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力。
伸长的定义
2.8应力：
试验期间任一时刻的力除以试样原始横截面积（So）之商。
2.9抗拉强度：
（Ｒm）相应最大力（Fm）的应力。
屈服强度：
当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不曾加的应力点，分上屈服强度和下屈服强度。
①上屈服强度（ＲeH）：
试样发生屈服而力首次下降前的最高应力（应用的）
②下屈服强度（ＲeL）：
在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力（见图）。
图5
不同类型曲线的上屈服强度和下屈服强度（ReH和ReL）
3、0试样原始标距与原始截面积
3、1试样原始标距与原始截面积有Lo=5.65*So1/2
3、2关系者称为比例试样，使用的5.65为固定比例系数。
十、试样的形状要求
1.试样的形状：
试样的夹持头部一般应比其平行长度部分宽。
试样头部与平行长度（Lc）之间应有过渡半径至少为20mm的过渡弧相连接。
头部宽度应至少为20mm,但不超过40mm。
通过协议，也可以使用不带头试样，对于这类试样，两夹头间的自由长度应等于Lo+3b。
对于宽度等于或小于20mm的产品，试样宽度可以相同于产品的宽度。
2.试样的制备：
制备试样应不影响其力学性能，应通过机加工方法。
去除由于剪切或冲压而产生的加工硬化部分材料。
3.试样的宽度公差为±0.5mm，也就是沿其平行长度部分所测的宽度。
4.原始标距的标记（Lo）：
应用小标记，细划线或细墨线标记原始标距，但不得用引起过早断裂的缺口为标记。
5.试验结果处理：
1）试验出现下列两种情况之其实验结果无效，应重做，同样数量式样的实验。
a：
试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上，而且断后伸长率小于规定最小值。
b：
试验期间设备发生故障，影响了实验结果。
2）实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，分层、气炮、夹杂、缩孔等），应在试验记录和报告中注明。
所测性能结果要求：
表6
牌号
等级
屈服强度aReH/（N/mm2）,不小于
抗拉强度bRm/
（N/mm2）
断后伸长率A/%，不小于
冲击试验（V型缺口）
厚度（或直径）/mm
厚度（或直径）/mm
温度/
℃
冲击吸收功（纵向）/J不小于
≤16
＞16～40
＞40～60
＞60～100
＞100～150
＞150～200
≤40
＞40～60
＞60～100
＞100～150
＞150～200
Q195
－
195
185
－
－
－
－
315～430
33
－
－
－
－
－
－
Q215
A
215
205
195
185
175
165
335～450
31
30
29
27
26
－
－
B
+20
27
Q235
A
235
225
215
215
195
185
370～500
26
25
24
22
21
－
－
B
+20
27c
C
0
D
-20
Q275
A
275
265
255
245
225
215
410～540
22
21
20
18
17
－
－
B
+20
27
C
0
D
-20
aQ195的屈服强度值仅供参考，不作交货条件。
b厚度大于100mm的钢材，抗拉强度下限允许降低20N/mm2.宽带钢（包括剪切钢板）抗拉强度上限不作交货条件。
c厚度小于25mm的Q235B级钢材，如供方能保证冲击吸收功值合格，经需方同意，可不作检验。
试验中应注意：
上下夹头夹紧时，严禁升降下横梁
十一、弯曲试验原理
弯曲试验是以圆形、方形、矩形或多边形横截面试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形，不.改变加力方向，直至达到规定的弯曲角度。
（a=180°）角。
α－厚Ｌ－试样长度d－弯心压头或弯心直径
b－宽Ｌ－支辗间距a－弯曲角度
试样要求：
1、表面不得有划痕和损伤，方形、矩形、或多边形横截等试样的棱边应倒圆，倒圆半径不超过试样厚度的1/10。
棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或刻痕。
2、试验时弯曲压头的选择，也就是弯心直径的大小根据不同厚度不同材质而定，我们所取试样的方向是横向，经常做的有两种。
3、钢材标准中所称纵向和横向，均指与轧制（锻制）及拔制方向的相对关系而言，与加工方向平行（即顺加工方向）者称纵向，与加工方向垂直者称横向。
沿加工方向取的试样叫纵向试样；与加工方向垂直取的试样称横向试样，而在纵向试样上打的断口是与轧制方向垂直的，故叫横向断口，横向试样上打的断口则与加工方向平行，故叫纵向断口。
（见表）
表7
牌号
试样方向
冷弯试验180°B=2αa
钢材厚度（或直径）b/mm
≤60
>60～100
弯心直径d
Q195
纵
0
－
横
0.5α
Q215
纵
0.5α
1.5α
横
α
2α
Q235
纵
α
2α
横
1.5α
2.5α
Q275
纵
1.5α
2.5α
横
2α
3α
aB为试样宽度，α为试样厚度（或直径）。
b钢材厚度（或直径）大于100mm时，弯曲试验由双方协商确定。
厚度≤60mm
Q1950.5α=dQ235（A、B、C、D）1.5α=d
支辊间距：
L=（d+3α）±0.5α
4、在弯曲试验时注意应缓慢施加弯曲力
5、试验结果评定：
弯曲试验后试样弯曲外表面无肉眼可见的裂纹，应评定合格。
拉伸试样制备要求
1）试样进行机加工，平行长度和夹持头部应以过渡弧连接，试样头部形状，应适合于试验机夹头的夹持，夹持端和平行长度Lc之间的过渡弧半径≥12mm；试样宽厚比不超过8：
1
2）试样平行长度：
Lc≥Lo+2So1/2（So保留4位小数）
3）原始标距个位进十位取数规则：
2.5以下取‘0’
2.5～7.5取‘5’
7.5以上取‘0’进‘1’
4原始标距：
Lo=5.65*So1/2；修至5mm的陪数，并不小于15mm。
5夹持端长度：
J的长度最少为夹头长度的3/4；
6形状公差：
机加工面（宽度）最大最小差值应小于0.2mm；（平行长度部分）。
7截面积测定:
应在标距两断及中间三初测量宽度、厚度，取三处测得最小值计算So；（见图）
十二、产品质量及标准
产品质量的好坏，关系到企业发展前途，提高产品质量主要靠生产技术改造和加强企业管理，但标准化也是保证产品质量的一项重要措施，这是不能忽视的。
产品标准是衡量产品质量的技术依据，通常说产品合格不合格，这个“格”就是标准，说明标准和产品质量有密切关系。
标准化工作不但要求制定好标准，而且要求在生产建设中认真贯彻执行标准，原材料、半成品，成品都要严格按标准检查、验收，不合格原料不得投料，不合格的半成品不流人下一道工序，要树立用户第一、质量第一的思想，严格贯彻标准，努力提高产品质量。
1、基本标准
2、产品标准
标准的分类
3、方法标准
4、包装标准
公称尺寸是指标准中规定的名义尺寸，是生产过程中希望得到的理想尺寸，但实际生产中，钢材实际尺寸往往大于或小于公称尺寸，实际所得到的尺寸，叫做实际尺寸。
标准中规定实际尺寸与公称尺寸之间有一允许差值，叫做偏差。
差值有：
a）负偏差b）正偏差（标准中规定的允许正负偏差绝对值之和叫公差）。
钢的分类
钢是含碳量在0.04%～2.3%
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