力学性能试样培训

1、 2013年04月 目录试样的一般要求一一拉伸试样二反复弯曲试样三三硬度试样四冲击试样五 目录金属管压扁试样六六弯曲试样七断裂力学及疲劳试样八八NDT试样九 DWTT试样十 试样是力学性能试验的试验对象的一部分。通过试样是力学性能试验的试验对象的一部分。通过对试样的试验来获得评定冶金产品的力学性能数据，对试样的试验来获得评定冶金产品的力学性能数据，进而评定产品的质量。事实上不可能将一批产品都取进而评定产品的质量。事实上不可能将一批产品都取作试样进行试验以评定产品质量，只能抽取部分产品作试样进行试验以评定产品质量，只能抽取部分产品作为试样。因此，试样的真正意义在于它能代表其所作为试样。因此，试样

2、的真正意义在于它能代表其所在的一批产品的质量。正确取样是准确评定产品性能在的一批产品的质量。正确取样是准确评定产品性能的重要一环。取样部位、取样方向和取样数量是取样的重要一环。取样部位、取样方向和取样数量是取样三要素。这些要素中每一个都对试样力学性能试验结三要素。这些要素中每一个都对试样力学性能试验结果有影响。果有影响。 试样的一般要求一一 由于金属材料在冷变形或热变形的加工过程中，由于金属材料在冷变形或热变形的加工过程中，变形量不会处处均匀，而变形时金属沿主变形方向变形量不会处处均匀，而变形时金属沿主变形方向流动。加工成材之前的原锭坯内部会有各类缺陷，流动。加工成材之前的原锭坯内部会有各类缺

3、陷，在加工变形时，缺陷的分布不均匀以及因热处理条在加工变形时，缺陷的分布不均匀以及因热处理条件的差异，成材后的金属组织也存在不均匀。此外件的差异，成材后的金属组织也存在不均匀。此外还有其他诸多工艺变动因素，使得名义上相同的一还有其他诸多工艺变动因素，使得名义上相同的一批，甚至同一产品的不同部位其力学性能出现差异。批，甚至同一产品的不同部位其力学性能出现差异。正因如此，在不同部位取样试验，其结果必然不同。正因如此，在不同部位取样试验，其结果必然不同。表表1为为45号钢取样部位对拉伸性能的影响结果。号钢取样部位对拉伸性能的影响结果。1.1.取样部位取样部位 试样的一般要求一一表表1 451 45号

4、钢取样部位对拉伸性能的影响号钢取样部位对拉伸性能的影响尺寸尺寸d=40mmd=45mmd=50mmd=60mm部位部位 中心中心1/4 中心中心1/4 中心中心1/4 中心中心1/4 Rm/MPa649671679702785801584603A/%26.024.212.810.26.28.027.125.7 试样的一般要求一一1.1.取样部位取样部位GB/T 2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备图图A1 在型钢腿部宽度方向切取样坯的位置在型钢腿部宽度方向切取样坯的位置图图A2 在型钢腿部厚度方向切取拉伸样坯的位置在型钢腿部厚度方向

5、切取拉伸样坯的位置图图A3 在型钢腿部厚度方向切取冲击样坯的位置在型钢腿部厚度方向切取冲击样坯的位置图图A4 在圆钢上切取拉伸样坯的位置在圆钢上切取拉伸样坯的位置图图A5 在圆钢上切取冲击样坯的位置在圆钢上切取冲击样坯的位置图图A6 在六角钢上切取拉伸样坯的位置在六角钢上切取拉伸样坯的位置图图A7 在六角钢上切取冲击样坯的位置在六角钢上切取冲击样坯的位置图图A8 在矩形截面条钢上切取拉伸样坯的位置在矩形截面条钢上切取拉伸样坯的位置W代代表表宽宽度度t代代表表厚厚度度图图A9 在矩形截面条钢上切取冲击样坯的位置在矩形截面条钢上切取冲击样坯的位置图图A10 在钢板上切取拉伸样坯的位置在钢板上切取拉

6、伸样坯的位置图图A11 在钢板上切取冲击样坯的位置在钢板上切取冲击样坯的位置图图A12 在钢管上切取拉伸及弯曲样坯的位置在钢管上切取拉伸及弯曲样坯的位置L代代表表纵纵向向取取样样T代代表表横横向向取取样样图图A13 在钢管上切取冲击样坯的位置在钢管上切取冲击样坯的位置图图A14 在方形钢管上切取拉伸及弯曲样坯的位置在方形钢管上切取拉伸及弯曲样坯的位置图图A15 在方形钢管上切取拉伸及弯曲样坯的位置在方形钢管上切取拉伸及弯曲样坯的位置 冶金产品在生产制造过程中一般通过压力加工冶金产品在生产制造过程中一般通过压力加工使产品具有一定形状的横截面。在制造时，材料使产品具有一定形状的横截面。在制造时，材

7、料的金属晶粒沿主变形方向流动，晶粒被变形拉长，的金属晶粒沿主变形方向流动，晶粒被变形拉长，而且夹杂也沿变形方向排列，这就形成所谓的金而且夹杂也沿变形方向排列，这就形成所谓的金属纤维，由此造成性能各向异性。此外冷加工成属纤维，由此造成性能各向异性。此外冷加工成形的制品，会形成织构和残余应力，这也是造成形的制品，会形成织构和残余应力，这也是造成性能各向异性的原因之一。表性能各向异性的原因之一。表2 2是板材沿轧制方向是板材沿轧制方向和垂直于轧制方向取样拉伸试验的结果。和垂直于轧制方向取样拉伸试验的结果。 试样的一般要求一一 2.2.取样方向取样方向表表2 2 取样方向对拉伸性能的影响取样方向对拉伸

8、性能的影响方向方向状态状态R Rm m/MPa/MPaR ReLeL/MPa/MPaZ Z/%/%平行轧制平行轧制方向方向P-FP-F4764763063065656P-FP-F（H H）4424422952956868垂直轧制垂直轧制方向方向P-FP-F4314312782781212P-FP-F（H H）4144142782783030 试样的一般要求一一2.2.取样方向取样方向 为得到有用的试验结果，对于具体试验，最小为得到有用的试验结果，对于具体试验，最小试验数量应规定。但这个问题不容易解决。因为试试验数量应规定。但这个问题不容易解决。因为试验类型不同，试验条件引起的试验结果分散和材料

9、验类型不同，试验条件引起的试验结果分散和材料本身的变化都影响个别试验结果的准确性。目前一本身的变化都影响个别试验结果的准确性。目前一般的做法是：根据要进行的试验类型、产品和材料般的做法是：根据要进行的试验类型、产品和材料的性能的主要用途、性能的分散性以及经济因素确的性能的主要用途、性能的分散性以及经济因素确定最小试验数目。对于生产检验和验收试验的拉伸定最小试验数目。对于生产检验和验收试验的拉伸性能，一般是一批做一个试验。性能，一般是一批做一个试验。 试样的一般要求一一 3.3.取样数量取样数量 用烧割法切取样坯时，从样坯切割线至试样用烧割法切取样坯时，从样坯切割线至试样的边缘必须保留有足够的加

10、工余量。一般不小于钢的边缘必须保留有足够的加工余量。一般不小于钢产品的厚度和直径，但最小不得小于产品的厚度和直径，但最小不得小于20mm20mm。对于。对于厚度和直径大于厚度和直径大于60mm60mm的钢产品，其加工余量可根的钢产品，其加工余量可根据供需双方协议适当减少。据供需双方协议适当减少。 试样的一般要求一一 4.4.样坯加工余量的选择样坯加工余量的选择厚度和直径厚度和直径加工余量加工余量44 4101010 0202020 0353535354厚度和直径厚度和直径101520表表3 冷剪样坯加工余量冷剪样坯加工余量 单位为毫米单位为毫米 试样的一般要求一一4.4.样坯加工余量的选择样坯

11、加工余量的选择 试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。况下可以为某些其他形状。试样原始标距和原始横截面积有试样原始标距和原始横截面积有 关系者称为关系者称为比例试样。国际上试用的比例系数比例试样。国际上试用的比例系数k的值为的值为5.65。原始标距。原始标距不小于不小于15mm。当试样横截面积太小，以致采用比例系数。当试样横截面积太小，以致采用比例系数k为为5.65的值不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的值的值不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的值（优先采用（优先采用11.3的值）或采用非比例试样。非

12、比例试样其原的值）或采用非比例试样。非比例试样其原始标距与原始面积无关。始标距与原始面积无关。00SkL 拉伸试样二二 1.1.拉伸试样形状与尺寸的一般要求拉伸试样形状与尺寸的一般要求a0=8.12mm,b0=30.02mm，则，则 修约为修约为90mm。mmbaL2 .8802.3012. 865. 50065. 50试样的形状试样的形状 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之间应有过渡半经至少为头部与平行长度之间应有过渡半经至少为20mm的过渡的过渡弧相连接。头部宽度应弧相连接。头部宽度应1.2b0。 通过协议，也可以使用不

13、带头试样，对于这类试样，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两夹头间的自由长度应等于L0+3b0。对于宽度等于或小。对于宽度等于或小于于20mm的产品，试样宽度可以相同于产品的宽度。的产品，试样宽度可以相同于产品的宽度。拉伸试样二二 2.2.厚度厚度0.1mm0.1mm3mm3mm薄板和薄带使用的试样类型薄板和薄带使用的试样类型拉伸试样二二试样的尺寸试样的尺寸 平行长度应不小于平行长度应不小于L0+b0/2。仲裁试验，平行长度。仲裁试验，平行长度应为应为L0+2b0。 对于宽度等于或小于对于宽度等于或小于20mm的不带头试样，除非产的不带头试样，除非产品标准中

14、另有规定，原始标距应等于品标准中另有规定，原始标距应等于50mm。 2.2.厚度厚度0.1mm0.1mm3mmLc+4d0表表D.1 圆形横截面比例试样圆形横截面比例试样 单位为毫米单位为毫米拉伸试样二二b0rk=5.65k=11.3L0Lc试样试样编号编号L0Lc试样试样编号编号12.512L0+1.5仲裁试验仲裁试验L0+2 P7L0+1.5仲裁试验：仲裁试验：L0+2 P0715P8P0820P9P0925P10P01030P11P011注：如相关产品标准无具体规定，优先采用比例系数注：如相关产品标准无具体规定，优先采用比例系数k=5.65的比例试样。的比例试样。表表D.2 D.2 矩形

15、横截面比例试样矩形横截面比例试样 单位为毫米单位为毫米 0S65. 50S0S0S0S03 .11S表表D.3 矩形横截面非比例试样矩形横截面非比例试样b0/mmr/mmL0/mmLc/mm试样编号试样编号12.52050L0+1.5仲裁试验：仲裁试验：L0+2 P122080P132550P143850P1540200P160S0S 表表D.4 D.4 试样横向尺寸公差试样横向尺寸公差 单位为毫米单位为毫米 名称名称标称横向尺寸标称横向尺寸尺寸公差尺寸公差形状公差形状公差机加工的圆形机加工的圆形横截面直径横截面直径和四和四面机加工的矩形面机加工的矩形横截面试样横向横截面试样横向尺寸尺寸360

16、.020.036100.030.0410180.050.0418300.100.05相对相对两面机加工两面机加工的矩形横截面试的矩形横截面试样横向尺寸样横向尺寸360.020.036100.030.0410180.050.0618300.100.1230500.150.15通常不经机加工，原始标距为通常不经机加工，原始标距为200mm2mm和和100mm 1mm。试验机两夹头间的自由长度应至少为。试验机两夹头间的自由长度应至少为L0+3b0或或L0+3d0，最小值为，最小值为L0+20mm。 如不测定断后伸长率，两夹头间的最小自由长度可以为如不测定断后伸长率，两夹头间的最小自由长度可以为50m

17、m。d0或或a0/mmL0/mmLc/mm试样编号试样编号4100120R9200220R10表表C.1 C.1 非比例试样非比例试样拉伸试样二二4 4、直径或厚度小于、直径或厚度小于4mm4mm线材、棒材和型材使线材、棒材和型材使用的试样类型用的试样类型 分为全壁厚纵向弧形试样、管段试样、全壁厚横向试分为全壁厚纵向弧形试样、管段试样、全壁厚横向试样，或从管壁厚机加工的圆形横截面试样。样，或从管壁厚机加工的圆形横截面试样。 通过协议，可采用不带头的纵向弧形试样和不带头的通过协议，可采用不带头的纵向弧形试样和不带头的横向试样。仲裁试验采用带头试样。横向试样。仲裁试验采用带头试样。 不带头的试样，

18、两夹头间的自由长度应足够，以使试不带头的试样，两夹头间的自由长度应足够，以使试样原始标距的标记与最接近的夹头间的距离不小于样原始标距的标记与最接近的夹头间的距离不小于1.5拉伸试样二二 5 5、管材使用的试样类型、管材使用的试样类型0S 表表E.1 E.1 纵向弧形试样纵向弧形试样 单位为毫米单位为毫米D0b0a0rK=5.65K=11.3L0Lc试样试样编号编号L0Lc试样试样编号编号305010原原壁壁厚厚12 L0 +1.5仲裁试验：仲裁试验： L0 +2 S1 L0 +1.5仲裁试验：仲裁试验： L0 +2 S01507015S2S0270 10020/19S3/S4S03100200

19、25S5S62002003838065. 5S0S0S0S0S03 .11S表表E.2 E.2 管段试样管段试样065. 5SL0 /mmLc/mm试样编号试样编号 L0 +D0/2仲裁试验：仲裁试验： L0 +2D0S750100S8 机加工的横向矩形横截面试样，管壁厚度小于机加工的横向矩形横截面试样，管壁厚度小于3mm时，采用表时，采用表B.1或或B.2规定的试样尺寸；管壁厚度大于或规定的试样尺寸；管壁厚度大于或等于等于3mm时，采用表时，采用表D.2或或D.3规定的试样尺寸。规定的试样尺寸。 管壁厚度机加工的纵向圆形横截面试样应采用表管壁厚度机加工的纵向圆形横截面试样应采用表D.1规定的

20、试样尺寸。相关产品标准应根据管壁厚度规定机规定的试样尺寸。相关产品标准应根据管壁厚度规定机加工的纵向圆形横截面试样。如无具体规定，根据表加工的纵向圆形横截面试样。如无具体规定，根据表E.3选定试样。选定试样。 表表E.3 管壁厚度机加工的纵向圆形横截面试样管壁厚度机加工的纵向圆形横截面试样管壁厚度管壁厚度a0/mm采用试样采用试样813R71316R516R4拉伸试样二二 取样取样 取样所采用的机械加工方法或热加工方法不得对试样性能产取样所采用的机械加工方法或热加工方法不得对试样性能产生影响。生影响。钢：钢：厚度超过厚度超过8mm时，不得采用剪切方法。当采用热切割或可能时，不得采用剪切方法。当

21、采用热切割或可能影响切割面性能的其他切割方法从焊件或试件上截取试样时，应影响切割面性能的其他切割方法从焊件或试件上截取试样时，应确保所有切割面距离试样的表面至少确保所有切割面距离试样的表面至少8 mm以上。平行于焊件或试以上。平行于焊件或试件的原始表面的切割，不应采用热切割方法。件的原始表面的切割，不应采用热切割方法。其他金属材料：其他金属材料：不得采用剪切方法和热切割方法，只能采用机不得采用剪切方法和热切割方法，只能采用机械加工方法械加工方法(如锯或铣、磨等如锯或铣、磨等)。6 6、焊接拉伸试样、焊接拉伸试样拉伸试样二二 机械加工机械加工一般要求：一般要求：公差按照公差按照GB/T 228规

22、定。规定。位置：位置：试样的厚度试样的厚度ts一般应与焊接接头处母材的厚度相同，一般应与焊接接头处母材的厚度相同，参见图参见图2a)。当相关标准要求进行全厚度（厚度超过。当相关标准要求进行全厚度（厚度超过30mm）试验时，可从接头截取若干个试样覆盖整个厚度，参见图试验时，可从接头截取若干个试样覆盖整个厚度，参见图2b)。在这种情况下，试样相对接头厚度的位置应做记录。在这种情况下，试样相对接头厚度的位置应做记录。6 6、焊接拉伸试样、焊接拉伸试样拉伸试样二二图图2 试样的位置示例试样的位置示例 图图3 板接头板接头 拉伸试样二二拉伸试样二二图图4 管接头管接头 拉伸试样二二表表4 板及管板状试样

23、尺寸板及管板状试样尺寸 单位为毫米单位为毫米拉伸试样二二 表面制备表面制备 试样制备的最后阶段应进行机加工，应采取预防措施避试样制备的最后阶段应进行机加工，应采取预防措施避免在表面产生形变硬化或过热。试样表面应没有垂直于试样免在表面产生形变硬化或过热。试样表面应没有垂直于试样平行长度平行长度Lc方向的划痕或切痕，不得除去咬边，除非相关标方向的划痕或切痕，不得除去咬边，除非相关标准另有要求。准另有要求。 超出试样表面的焊缝金属应通过机加工除去。除非另有超出试样表面的焊缝金属应通过机加工除去。除非另有要求，对于有熔透焊道的整管试样应保留管内焊缝。要求，对于有熔透焊道的整管试样应保留管内焊缝。6 6

24、、焊接拉伸试样、焊接拉伸试样拉伸试样二二7 7、加工班常用圆拉伸试样、加工班常用圆拉伸试样15R2101015601200.80.812.56.312.5其余2010132013 图图5 室温室温10拉伸试样拉伸试样拉伸试样二二7 7、加工班常用圆拉伸试样、加工班常用圆拉伸试样 图图6 室温室温6拉伸试样拉伸试样R2661445900.80.812.56.312.5其余1367137614拉伸试样二二7 7、加工班常用圆拉伸试样、加工班常用圆拉伸试样 图图7 室温室温12.5拉伸试样拉伸试样15R2101015601200.80.812.56.312.5其余2012.5132013拉伸试样二二

25、7 7、加工班常用圆拉伸试样、加工班常用圆拉伸试样 图图8 室温室温14拉伸试样拉伸试样R10R1515181700.80.812.56.312.5其余281418901815拉伸试样二二7 7、加工班常用圆拉伸试样、加工班常用圆拉伸试样 图图9 高温高温10拉伸试样拉伸试样0.03 AAR10M160.lc=70l0=5012.518181200.412.52450.02其余1.6100.03拉伸试样二二7 7、加工班常用圆拉伸试样、加工班常用圆拉伸试样 图图10 高温高温6拉伸试样拉伸试样0.03 AAR6M120.4lc=l0=3012.51818900.412.52450.02其余1.

26、660.02拉伸试样二二7 7、加工班常用圆拉伸试样、加工班常用圆拉伸试样 图图11 Instron10低温、高温圆拉伸试样低温、高温圆拉伸试样 11111、试样厚度应为薄带或薄板产品的厚度，并保留两个原表面。、试样厚度应为薄带或薄板产品的厚度，并保留两个原表面。2、其宽度应为、其宽度应为2025mm；对于宽度小于；对于宽度小于20 mm的薄带产品，的薄带产品， 试样宽度应为原产品的全宽度。试样长度约试样宽度应为原产品的全宽度。试样长度约150 mm。1、表面应光滑和平坦，并且不应有氧化皮及外界污物，尤其、表面应光滑和平坦，并且不应有氧化皮及外界污物，尤其不应有油脂。试样表面应能保证压痕直径的

27、精确测量。不应有油脂。试样表面应能保证压痕直径的精确测量。2、布氏试样表面粗糙度参数、布氏试样表面粗糙度参数Ra一般不大于一般不大于1.6m。3、维氏试样建议抛光处理、维氏试样建议抛光处理。4、洛氏试样表面粗糙度参数、洛氏试样表面粗糙度参数Ra一般不大于一般不大于1.6m。薄板和薄带反复弯曲试样三三硬度试样四四 硬度试样四四5、焊接接头硬度试样、焊接接头硬度试样 试件横截面应通过机械切割获取，通常垂直于焊接接试件横截面应通过机械切割获取，通常垂直于焊接接头。头。 试样表面的制备过程应正确进行以保证硬度侧量没有试样表面的制备过程应正确进行以保证硬度侧量没有受到冶金因素的影响。受到冶金因素的影响。

28、 被检测表面制备完成后最好进行适当的腐蚀，以便准被检测表面制备完成后最好进行适当的腐蚀，以便准确确定焊接接头不同区域的硬度测试位置。确确定焊接接头不同区域的硬度测试位置。1、根据有关标准或协议，试样可以保留一或两个轧制面，缺、根据有关标准或协议，试样可以保留一或两个轧制面，缺 口轴线垂直于轧制面。口轴线垂直于轧制面。2、对于端面定位的试样，缺口中心线至端面距离应为、对于端面定位的试样，缺口中心线至端面距离应为（27.50.165）mm ，端面粗糙度，端面粗糙度Ra应不大于应不大于3.2m，且端面，且端面 应与试样侧面垂直。应与试样侧面垂直。3、试样缺口底部应光滑，对于仲裁试验，缺口底部表面粗糙

29、、试样缺口底部应光滑，对于仲裁试验，缺口底部表面粗糙度度Ra应不大于应不大于1.6m。4、如不能制备标准试样，可采用宽度、如不能制备标准试样，可采用宽度7.5mm、5mm、2.5mm等小尺寸试样。等小尺寸试样。5、试样标记的位置不应影响试样的支承和定位，并应尽量远、试样标记的位置不应影响试样的支承和定位，并应尽量远离缺口。离缺口。6、焊接冲击按委托者确定的试样位置和缺口方向进行加工。、焊接冲击按委托者确定的试样位置和缺口方向进行加工。冲击试样五五 图图12 标准夏比标准夏比V型缺口冲击试样型缺口冲击试样图图13 缺口深度为缺口深度为2mm的标准夏比的标准夏比U型缺口冲击试样型缺口冲击试样 试样

30、长度应不小于试样长度应不小于10mm，但不超过，但不超过100mm。试样的棱边允许用锉或其他方法倒圆或倒角，如果试样的棱边允许用锉或其他方法倒圆或倒角，如果试验结果满足试验要求，可以不对试样棱边倒圆或试验结果满足试验要求，可以不对试样棱边倒圆或倒角。倒角。金属管压扁试样六六 1、当产品宽度不大于、当产品宽度不大于20mm时，试样宽度为原产品宽度；时，试样宽度为原产品宽度；2、当产品宽度大于、当产品宽度大于20mm时：时： 厚度小于厚度小于3mm时，试样宽度为时，试样宽度为20mm5mm；厚度不小于；厚度不小于3mm时，试样宽度为时，试样宽度为20mm50mm。3、试样厚度和直径应按照相关产品标

31、准的要求，如未具体规、试样厚度和直径应按照相关产品标准的要求，如未具体规定，应按照如下要求：定，应按照如下要求：3.1 对于板材、带材和型材，产品厚度不大于对于板材、带材和型材，产品厚度不大于25mm时，试样时，试样厚度应为原产品的厚度；产品厚度大于厚度应为原产品的厚度；产品厚度大于25mm时，试样厚度可时，试样厚度可以机加工减薄至不小于以机加工减薄至不小于25 mm，并应保留一侧原表面。，并应保留一侧原表面。弯曲试样七七 金属材料金属材料 弯曲试样弯曲试样3.2 直径或多边形横截面内切圆直径不大于直径或多边形横截面内切圆直径不大于30mm的产品，其试样的产品，其试样横截面应为产品的横截面。直

32、径或多边形横截面内切圆直径大于横截面应为产品的横截面。直径或多边形横截面内切圆直径大于30mm而不大于而不大于50mm的产品，其试样横截面可加工成横截面内切的产品，其试样横截面可加工成横截面内切圆直径不小于圆直径不小于25mm的试样。直径或多边形横截面内切圆直径大于的试样。直径或多边形横截面内切圆直径大于50mm的产品，其试样横截面可加工成横截面内切圆直径不小于的产品，其试样横截面可加工成横截面内切圆直径不小于25mm的试样。试验时原表面位于受拉变形一侧。的试样。试验时原表面位于受拉变形一侧。弯曲试样七七 金属材料金属材料 弯曲试样弯曲试样图图14 取样示意图取样示意图4、试样表面不得有划痕和

33、损伤。方形、矩形和多边形横截、试样表面不得有划痕和损伤。方形、矩形和多边形横截面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不能超过以下数值面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不能超过以下数值:1mm，当试样厚度小于，当试样厚度小于10 mm;1.5 mm，当试样厚度大于或等于，当试样厚度大于或等于10 mm且小于且小于50 mm；3 mm，当试样厚度不小于，当试样厚度不小于50mm。 棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或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。如果试验结果不受影响，允许试样的棱边不倒圆。刻痕。如果试验结果不受影响，允许试样的棱边不倒圆。弯曲试样七七 金属材料金属材料 弯曲试样

34、弯曲试样弯曲试样七七焊接接头弯曲试样焊接接头弯曲试样对接接头正弯试样（对接接头正弯试样（FBB）焊缝表面为受拉面的试样，双面焊时焊缝表面为焊缝较宽或焊焊缝表面为受拉面的试样，双面焊时焊缝表面为焊缝较宽或焊接开始的一面。接开始的一面。对接接头背弯试样（对接接头背弯试样（RBB)焊缝根部为受拉面的试样。焊缝根部为受拉面的试样。对接接头侧弯试样（对接接头侧弯试样（SBB）焊缝横截面为受拉面的试样。焊缝横截面为受拉面的试样。图图15 对接接头横向弯曲试样（对接接头横向弯曲试样（FBB和和RBB)图图16 对接接头侧弯试样（对接接头侧弯试样（SBB）图图17 对接接头纵向弯曲试样（对接接头纵向弯曲试样（

35、FBB和和RBB)弯曲试样七七对接接头横向弯曲试样（对接接头横向弯曲试样（FBB和和RBB）试样截取）试样截取 试样的截取参见图试样的截取参见图18。 试样厚度试样厚度ts应等于焊接接头处母材的厚度。应等于焊接接头处母材的厚度。 当相关标准要求对整个厚度（当相关标准要求对整个厚度（30mm以上）进行试验时，以上）进行试验时，可以截取若干个试样覆盖整个厚度。在这种情况下，试样可以截取若干个试样覆盖整个厚度。在这种情况下，试样在焊接接头厚度方向的位置应做标识。在焊接接头厚度方向的位置应做标识。焊接接头弯曲试样焊接接头弯曲试样弯曲试样七七图图18 对接接头横向弯曲试样（对接接头横向弯曲试样（FBB和

36、和RBB）截取图）截取图弯曲试样七七 对接接头侧弯试样（对接接头侧弯试样（SBB）截取）截取 试样的截取参见图试样的截取参见图19。 试样宽度试样宽度b应等于焊接接头处母材的厚度。试样厚度应等于焊接接头处母材的厚度。试样厚度ts至少应为（至少应为（100.5）mm，而且试样宽度大于或等于试样，而且试样宽度大于或等于试样厚度的厚度的I. 5倍。倍。 当接头厚度超过当接头厚度超过40 mm时，允许从焊接接头截取几个时，允许从焊接接头截取几个试样代替一个全厚度试样，试样宽度试样代替一个全厚度试样，试样宽度b的范围为的范围为20mm40mm。在这种情况下，试样在焊接接头厚度方向的位置。在这种情况下，试

37、样在焊接接头厚度方向的位置应做标识应做标识.焊接接头弯曲试样焊接接头弯曲试样弯曲试样七七图图19 对接接头侧弯试样（对接接头侧弯试样（SBB）截取图）截取图弯曲试样七七对接接头纵向弯曲试样（对接接头纵向弯曲试样（FBB和和RBB)截取截取 试样的截取参见图试样的截取参见图20。 试样厚度试样厚度ts应等于焊接接头处母材的厚度。如果试件厚应等于焊接接头处母材的厚度。如果试件厚度大于度大于12 mm，试样厚度，试样厚度ts应为（应为（120.5）mm，而且试样，而且试样应取自焊缝的正面或背面。应取自焊缝的正面或背面。焊接接头弯曲试样焊接接头弯曲试样弯曲试样七七图图20 对接接头纵向弯曲试样（对接接

38、头纵向弯曲试样（FBB和和RBB)截取图截取图弯曲试样七七长度：长度：试样的长度试样的长度Lt应为应为Ltl+2R，且至少应满足相关标准的要，且至少应满足相关标准的要求（求（l=(d+3a)0.5a，R为弯曲试验机支辊半径）。为弯曲试验机支辊半径）。厚度：厚度：试样厚度试样厚度ts的要求见前面介绍。的要求见前面介绍。宽度：宽度：a）横向正弯和背弯试样）横向正弯和背弯试样钢板试样宽度钢板试样宽度b应不小于应不小于1.5 ts，最小为，最小为20mm。铝、铜及其合金板试样宽宽度铝、铜及其合金板试样宽宽度b应不小于应不小于2 ts，最小为，最小为20mm。管径管径50mm时，管试样时，管试样 最小宽

39、度最小宽度b为为t+0.1D（最小为（最小为8mm）管径管径50mm时，管试样时，管试样 最小宽度最小宽度b为为t+0.05D（最小为（最小为8mm，最，最大为大为40mm）焊接接头弯曲试样焊接接头弯曲试样弯曲试样七七焊接接头弯曲试样焊接接头弯曲试样宽度：宽度：b）侧弯试样：试样宽度）侧弯试样：试样宽度b一般等于焊接接头处母材厚度。一般等于焊接接头处母材厚度。c）纵向弯曲试样：试样宽度）纵向弯曲试样：试样宽度b=ls+2b1,尺寸见表尺寸见表5。材料材料试样厚度试样厚度ts试样宽度试样宽度b钢钢2020Ls+210Ls+215铝、铜及其试样铝、铜及其试样2020Ls+215Ls+225 表表5

40、 5 单位为单位为mm 弯曲试样七七焊接接头弯曲试样焊接接头弯曲试样棱角棱角 试样拉伸面棱角应加工成圆角，其半径试样拉伸面棱角应加工成圆角，其半径r不超过不超过0.2ts，最大，最大为为3mm。表面制备表面制备 试样加工的最后工序应采用机加工或磨削，避免材料的表试样加工的最后工序应采用机加工或磨削，避免材料的表面变形硬化或过热。在试验的长度范围内，试样表面应没有横面变形硬化或过热。在试验的长度范围内，试样表面应没有横向划痕或切痕，不得除去咬边，除非相关标准和向划痕或切痕，不得除去咬边，除非相关标准和/或协议另有要或协议另有要求。求。 除非相关标准和和除非相关标准和和/或协议另有要求，超出试样表

41、面的焊缝或协议另有要求，超出试样表面的焊缝金属一般应通过机加工方法除去。小直径管内壁的熔透焊缝应金属一般应通过机加工方法除去。小直径管内壁的熔透焊缝应保留。保留。断裂力学及疲劳试样八八1101.60.80.80.80.8其余42200.45AB0.04 A0.04 B0.04 A0.08 A B30图图21 重轨疲劳裂纹扩展速率试样重轨疲劳裂纹扩展速率试样断裂力学及疲劳试样八八图图22 重轨平面应变断裂韧性试样重轨平面应变断裂韧性试样1.61.61.61.61.6其余400.20200A250.40.04 A0.04 A456.5217.5断裂力学及疲劳试样八八图图23 圆形横截面疲劳试样圆形

42、横截面疲劳试样断裂力学及疲劳试样八八图图24 矩形横截面疲劳试样矩形横截面疲劳试样断裂力学及疲劳试样八八对于较硬材料，磨削优于工具加工对于较硬材料，磨削优于工具加工(车削或者铣削车削或者铣削)，随后进行，随后进行抛光：抛光：磨削：从离最终直径的磨削：从离最终直径的0.1mm开始，以每转不超过开始，以每转不超过0. 005 mm的速率进行；的速率进行；抛光：用逐次变细的砂布或砂纸处理掉最后的抛光：用逐次变细的砂布或砂纸处理掉最后的0. 025 mm。建。建议最后的抛光方向沿着试样的议最后的抛光方向沿着试样的 轴向。轴向。平均表面粗糙度小于或等于平均表面粗糙度小于或等于Ra0.2m 。机加工刮伤：

43、圆形试样的最后工序应该消除在车削工序中产生机加工刮伤：圆形试样的最后工序应该消除在车削工序中产生的圆周方向上划痕。特别建议在磨削之后进行纵向的抛光，抛光的圆周方向上划痕。特别建议在磨削之后进行纵向的抛光，抛光后再进行低倍后再进行低倍(大约大约20倍倍)检查，试样测试长度内不应有圆周方向检查，试样测试长度内不应有圆周方向的划痕。的划痕。疲劳试样加工流程疲劳试样加工流程断裂力学及疲劳试样八八疲劳试样加工工艺范例疲劳试样加工工艺范例A.1车削车削A.1.I 车削粗加工车削粗加工 将试样的直径从将试样的直径从x+5mm(x是试样标称直径是试样标称直径d加上适当的表面加上适当的表面抛光余量抛光余量)车至

44、车至x+0.5mm时，应逐次减少其切削深度。建议切削时，应逐次减少其切削深度。建议切削深度为：深度为： 1.25mm 、0.75 m、0.25 mm。 注注:高强度材料试样的表面抛光余量为高强度材料试样的表面抛光余量为0.025mm。 A.1.2 车削精加工车削精加工 将试样的直径将试样的直径x+0.5mm从车至从车至x时，应进一步逐次减少切削时，应进一步逐次减少切削深度。建议切削深度为：深度。建议切削深度为：0.125mm、0.075mm、0.05 mm。 应采用较小的走刀量，如每转不超过应采用较小的走刀量，如每转不超过0.06mm。断裂力学及疲劳试样八八疲劳试样加工工艺范例疲劳试样加工工艺

45、范例A.2铣削铣削 此方法可用于从料坏切取试样毛坯，并将矩形横截面试样毛此方法可用于从料坏切取试样毛坯，并将矩形横截面试样毛坯加工到试样的标称尺寸。其切削速度和进刀量应根据试样材料坯加工到试样的标称尺寸。其切削速度和进刀量应根据试样材料而定。精铣时，应考虑到所要求的表面精加工质量。而定。精铣时，应考虑到所要求的表面精加工质量。A.3磨削磨削 对因热处理而提高强度以至不易车削加工的材料，可将试样对因热处理而提高强度以至不易车削加工的材料，可将试样毛坯直径车至毛坯直径车至x+0.5mm后进行热处理。然后采用磨削精加工至直后进行热处理。然后采用磨削精加工至直径为径为x。建议采用如下磨削深度：。建议采

46、用如下磨削深度： 比标称直径大比标称直径大0.1mm之前，磨削深度为之前，磨削深度为0.030mm； 比标称直径大比标称直径大0.025mm之前，磨削深度为之前，磨削深度为0.005mm； 以以0.0025mm的磨削深度，磨到试样直径为的磨削深度，磨到试样直径为x。 磨削时，应充分冷却。磨削时，应充分冷却。断裂力学及疲劳试样八八疲劳试样加工工艺范例疲劳试样加工工艺范例A.4 表面抛光表面抛光 当试验部分直径加工至工后，用逐次变细的砂布或砂纸，沿当试验部分直径加工至工后，用逐次变细的砂布或砂纸，沿近似平行于试样的轴向进行机械或手工抛光。使其表面光洁度小近似平行于试样的轴向进行机械或手工抛光。使其

47、表面光洁度小于或等于于或等于Ra0.2m 。6000号水磨碳化硅砂纸可用来迸行试验部分表面的最后抛光。号水磨碳化硅砂纸可用来迸行试验部分表面的最后抛光。注注:本工艺虽适合加工多种金属材料，但并非万能。因此，应根据本工艺虽适合加工多种金属材料，但并非万能。因此，应根据试样的材料性能选择合理的加工工艺。试样的材料性能选择合理的加工工艺。NDT试样九九图图25 NDT 标准试样标准试样名称名称试验型号试验型号P-2P-3试样厚度试样厚度T20.01.016.00.5试样宽度试样宽度W50.01.050.01.0试样长度试样长度L130.02.5130.02.5焊道长度焊道长度l20652065焊道宽度焊道宽度b12161216焊道高度焊道高度a3.55.53.55.5缺口宽度缺口宽度a01.51.5缺口底高缺口底高a11.82.01.82.0NDT试样九九单位为mm表表6 标准试样尺寸标准试样尺寸NDT试样九九 试样坯料和试样端部可采用锯切、剪切或火焰切割的方法切试样坯料和试样端部可采用锯切、剪切或火焰切割的