金属材料取样规定-钢板、锻件分析

试样的制备
• 制备试样时应避免由于机加工使钢表面产 生硬化及过热而影响其力学性能。机加工 最终工序应使试样的表面质量、形状和尺 寸满足相应试验方法标准的要求。 • 当要求标准状态热处理时，应保证试样的 热处理制度与样坯相同。
取样位置
一般要求： • 该标准给出了型钢、条钢、钢板、及钢管的 拉伸、冲击和弯曲试验取样位置 • 应在钢产品表面切取弯曲样坯，弯曲试样应 至少保留一个表面，当机加工和试验机能力 允许时，应制备全截面或全厚度弯曲试样。 • 当要求取一个以上试样时，可在规定位置相 邻处取样。
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定义
试料 为了制备试样，从抽样 产品中切取的材料。 样坯 经过处理的试料 。如锻 造、热处理等 试样 满足试验要求的样坯 标准状态 代表最终产品的状态。
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一般要求
• 试样要有代表性。产品在不同位置取样时，力学 性能会有差异，当按本标准附录A规定的位置取 样时，则认为具有代表性。 • 应在外观及尺寸合格的钢产品上取样。试料应有 足够的尺寸以保证机加工出足够的试样进行规定 的试验和复验。 • 取样时，应对抽样产品、试料、样坯和试样作出 标记，以保证始终能识别取样的位置和方向。 • 取样时，应防止过热、加工硬化而影响力学性能， 须留有足够的加工余量。 • 取样的方向由产品标准或供需双方协议规定。
锻件取样规定2-2
• 顺便简要介绍一下收集到的其它部分锻件标准的取样规 定，目的是让大家了解不同标准取样规定的差别，提醒 工作中区别对待。 • JB/T6395-1992 大型齿轮、齿圈锻件 JB/T6398-2006 大型不锈、耐酸、耐热钢锻件 JB/T6401-1992 大型轧辊锻件用钢 JB/T9178.1-1999 水压机上自由锻件 通用技术条件 JB/T9638-1999 汽轮机用联轴器等重要锻件 技术条件 • TB/T2944-1999 铁道用碳素钢锻件 TB/T3104-2001 铁道用低合金钢锻件 • JB4726-2000 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4727-2000 低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4728-2000 压力容器用不锈钢锻件
二、锻件取样规定2-1
• 锻件标准很多，规定各有不同，必须具体对待， 虽然大同小异，但仍不能一概而论。根据企业实 际，主要介绍和了解以下三个标准的取样规定。 • 重型机械标准： JB/T 5000.8 -2007 重型机械通用技术条件 第八 部分： 锻件 JB/T6396-2006 大型合金结构钢锻件 技术条件 JB/T6397-2006 大型碳素结构钢锻件 技术条件
一、钢板、型钢取样规定，及检测结果判定 二、锻件取样规定，及检测结果判定 三、提请注意
一、型钢、钢板取样规定
GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备
标准介绍
GB/T 2975在1982年首次发布，名称是《钢材力学及工艺性能试验 取样规定》，在此之前，钢材的取样规定只在GB228 -76（63）《金属 拉力试验法》中提出了一些简单、笼统的要求，比如，不能因热影响和 冷加工影响金属性能等，没有具体的规定，操作性不强，也没有代表性。 型钢、钢板的取样方法在国家标准GB/T 2975-1998 《钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备》中有比较详细的规定，是一个比较 通用的取样方法规定，是推荐标准，不是强制执行的标准。 该标准等效采用国际标准ISO 377:1997《钢及钢产品—力学性能试验 的取样位置及试样制备》，已与国际标准接轨。 该标准主要技术内容，如应用范围、试样制备、取样位置等均与ISO 377相同。根据我国具体情况，对于切取样坯时所留加工余量的规定较 为详细，对于纵轧钢板横向取样做了明确规定。 该标准只规定了取样的位置和要求，拉伸试验的试样加工尺寸规定， 在GB/T228-2002 《金属材料 室温拉伸试验方法》中做了很详细的规 定。
冷剪样坯所留加工余量按下表选取：
厚度或直径 （ mm） ≤4 ＞4~10 ＞10~20 ＞20~35 ＞35 加工余量 （ mm） 4 厚度或直径 10 15 20
试料的状态
• 按产品标准规定，取样的状态分为交货状态和标 准状态。 • 在交货状态下取样时，可从以下二种条件中选择： a、产品成型或热处理完成之后取样。 b、如在热处理之前取样，试料应在与产品交货 状态相同的条件下进行热处理。当需要矫直试料 时，应在冷状态下进行，除非产品标准另有规定。 • 在标准状态下取样时，应按产品标准或订货单规 定的生产阶段取样。如必须对试料矫直，可在热 处理之前进行热加工或冷加工，热加工的温度应 低于最终热处理的温度。 • 热处理之前的机加工：当热处理要求试样尺寸较 小时，产品标准应规定样坯的尺寸及加工方法。 • 样坯的热处理应按产品标准或订货单要求进行。
烧割样坯加工余量的选择
• 用烧割法切取样坯时，从样坯切割线至试样边缘 必须留有足够的加工余量，一般应不小于钢产品 的厚度或直径，但最小不得少于20mm。对于厚 度或直径大于60mm的钢产品，其加工余量可根 据供需双方协议适当减少。 •
30 试样宽度 ≥20 ≥20 瓦斯切割
70以上
样坯宽度
冷剪样坯加工余量的选择
合格判定与复验规定2-1
• 执行GB/T 17505-1998 钢及钢产品交货 一般技术要求 1、拉伸、弯曲试验（非序贯试验） ⑴试验单元是单件产品，进行双倍复验，应全部合格，否 则为不合格； ⑵若试验单元不是单件产品，除非另有协议，供方可以将 抽样产品从试验单元中挑出，也可不挑出。进行双倍复验， 应全部合格，否则为不合格； ①若抽样产品从试验单元中挑出，应再选取另外两个样 品，分别制取试样，应全部合格。 ②若抽样产品保留在试验单元中，应从同一抽样产品、 以及另一个抽样产品上，分别制取试样，应全部合格。
合格判定与复验规定2-2
2、冲击试验（序贯试验） • 冲击功值按一组3个试样单值的算术平均值计算，允许其 中1个试样的单个值低于规定值，但不得低于规定值的 70%。 • 如果没有满足上述要求，可从同一抽样产品上再取3个试 样，先后6个试样的平均值不得低于规定值，允许有2个试 样低于规定值，但低于规定值70%的只允许有1个。 • 冲击试验结果不符合以上规定时，抽样产品应挑出报废， 再从该检验批的剩余部分取两个抽样产品，在每个抽样产 品上各选取新的一组3个试样，这两组试样的复验结果均 应合格，否则该批产品为不合格。
金属材料检验取样规定 及检测结果的判定
（钢板、锻件）
制定取样规定的目的
任何材料都存在成分、组织和性能的不 均匀性，所以产品在不同位置取样时，力 学性能会有差异，因此理化检验试样的取 样位置非常重要，一定要有代表性； 另外，取样时，应防止过热、加工硬化 而影响力学性能，须留有足够的加工余量。
主要内容
适用范围
该标准规定了GB/T15574 钢产品分类中定 义的型钢、条钢、钢板和钢管的力学性能 试验、取样位置和试样制备要求。经供需 双方协商，该标准也可用于其它金属产品 的取样。 如产品或供需双方协议对取样另有规定， 应按其规定执行。
定义
试验单元 一次接收或拒收产品的 件数或吨数。例如一批 板 抽样产品 检验、试验时，在试验 单元中抽取的部分。例 如一张板
重机标准取样规定
• 锻件力学性能的检验项目和取样数量由需方选定的锻 件类别确定。通常Ⅳ级锻件每批抽检2%，但不少于2 件，同一锻件只取一组试样，需方有特殊要求时也可 增加试样数量；Ⅴ级锻件按件检验，需方有特殊要求 时也可增加试样数量。所谓每批的概念是指：同钢号、 同热处理炉次（JB/T9178.1和JB/T9638还规定是同 一熔炼炉号）、外形尺寸相同或相近的锻件。 • 除合同或标准允许用模拟试件代替外，锻件的拉伸、 冲击试样应取自锻件的延长部位（加长段或加大部 分）。这是JB/T6396中的一项说明，JB/T5000.8和 JB/T6397没有这一条，也可以理解为JB/T5000.8和 JB/T6397不允许采用模拟试样。
图1 在型钢腿部宽度方向 切取样坯位置示意图
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图1 在型钢腿部宽度方向 切取样坯位置示意图
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图2 在型钢腿部厚度方向 切取拉伸样坯位置示意图
图3 在型钢腿部厚度方向 切取冲击样坯位置示意图
图4 在圆钢上切取 拉伸样坯位置示意图
图5 在圆钢上切取 冲击样坯位置示意图
图6 在六角钢上切取 拉伸样坯位置示意图
Leabharlann Baidu
符号
• W——产品的宽度 • t ——产品的厚度（型钢为腿部厚度， 钢管为管壁厚度） • d ——产品的直径（多边形条钢为内切圆直径） • L ——纵向试样（试样纵向轴线与主加工方向 平行） • T ——横向试样（试样纵向轴线与主加工方向 垂直）
型钢取样位置
• 按图1在型钢腿部切取拉伸、弯曲和冲击样坯。 如型钢尺寸不能满足要求，可将取样位置向 中部位移。 • 对于腿部有斜度的型钢，可在腰部1/4处取样 （见图1b和d），经协商也可从腿部取样进行 机加工。 • 对于腿部长度不相等的角钢，可从任一腿部 取样。
图7 在六角钢上切取 冲击样坯位置示意图
图8 在矩形截面条钢上切取 拉伸样坯位置示意图
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图8 在矩形截面条钢上切取 拉伸样坯位置示意图
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图9 在矩形截面条钢上切取 冲击样坯位置示意图
图10 钢板上切取拉伸 样坯位置示意图
图11 钢板上切取冲击 样坯位置示意图
钢管
• 圆形钢管取样规定 • 试验机能力允许时，拉伸试样应按全截面试验。目前我公司的设备能夹持的 最大直径是φ40 ，最大负荷60吨。 • 当钢管直径超过试验机能力时，可加工矩形截面试样、或圆形试样。 • 如果产品标准未规定取样位置，应由生产厂提供。 • 通常直缝焊管应在与焊缝90°角的位置制取试样；当检验焊管的焊接性能时， 应取横向试样，焊缝应在试样中部。 • 通常螺旋焊管应在两条焊缝之间的位置制取样；当检验焊管的焊接性能时， 可垂直焊缝取样，焊缝应在试样中部。 • 如果钢管尺寸允许，应切取10～5mm最大厚度的横向试样。切取横向试样的 钢管最小外径Dmin (mm)按下式计算：
• 如果钢管不能取横向冲击试样，应切取10 ～5mm最大厚度的纵向试样 。 • 在钢管上切取样坯的位置件以下图示。
在钢管上切取拉伸及弯曲样坯的位置
在钢管上切取冲击样坯的位置
在方形钢管上 切取拉伸及弯曲样坯的位置
• 规定与圆形钢管相似，当试验机能力允许时，拉 伸试样应按全截面试验。目前我公司设备能夹持 的最大距离是37mm，最大负荷60吨。 • 拉伸试样都是矩形试样。
几个常用标准的取样方向规定
1、GB/T700-2006碳素结构钢、和GB/T1591-2008 低合金高强度结构钢等标准规定： • 拉伸和冷弯试样：钢板、钢带取横向，型钢、钢 棒和受宽度限制的窄钢带取纵向； • 冲击试样：取纵向，可以保留一个轧制面。 2、GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板 拉伸、弯曲和冲击试样均取横向，对于厚度大于 40mm的钢板，冲击试样应位于厚度四分之一处。
在方形钢管上 切取冲击样坯的位置
钢管取样需说明的事项
• GB/T228中规定：钢管一般切取纵向弧形试样。壁厚不大于8mm的钢管，样 坯长度约300mm，壁厚大于8mm的钢管，可根据技术条件要求的试样形状， 切取350～ 180mm长度样坯。 • GB/T8162和GB/T8163仅规定了钢管的纵向力学性能，未要求检测横向力学 性能。 • GB/T8162和GB/T8163均规定：外径小于等于22mm的钢管进行整管弯曲试验； 外径大于22～400mm，并且壁厚与外径的比值不大于10%的钢管进行压扁试 验； GB/T8163还规定：壁厚小于8mm的钢管可做扩口试验。 • GB5310规定：外径大于等于76mm，且壁厚大于等于14mm的钢管，应做纵 向冲击试验；外径大于等于219mm，且壁厚大于等于25mm的钢管，可做横 向力学性能试验替代纵向力学性能试验。 • GB5310不要求弯曲试验，但外径大于22～400mm，及壁厚不大于40mm的钢 管应做压扁试验； 还规定：壁厚小于等于8mm的钢管可根据需方要求做扩口 试验。 • 这些都说明前述GB/T2975规定的横向试样基本不适用，除非需方要求检测横 向力学性能。 • 压扁试样的尺寸，旧标准中规定试样长度为钢管外径，但不大于50mm，热切 割试样应去除不少于20mm的加工余量，未见到新标准，不知是否有变化。