金属弯曲试验

金属弯曲试验

弯曲试验就是按规定尺寸弯心，将试样弯曲至规定程度，以此检验金属承受塑性变形的能力，并显示其冶金或焊接缺陷。

试验标准GB/T223—1999《金属材料弯曲试验方法》，GB/T2653—1989《焊接接头弯曲及压扁试验方法》。

一、弯曲试样

1、母材弯曲试样弯曲试验试样样坯的截取部位、方向及数量应根据有关标准和技术条件进行。如无其他特殊规定，则按GB/T2975的要求进行。母材弯曲试样可使用圆形、方形、矩形或多边形横截面的试样。

试样宽度应按照相关产品标准的要求，如有关标准未作具体规定，则当产品宽度不大于20mm时，试样宽度为原产品宽度，产品宽度大于20mm，厚度小于3mm时，试样宽度为20±5mm；厚度不小于3mm时，试样宽度在20～50mm之间。

圆形多边形

试样厚度或直径就按照相关产品标准的要求，如果有关标准未作出具体规定，则对于板材、带材和型材，产品厚度不大于25mm时，试样厚度应为原产品厚度；产品厚度大于25mm时，试样厚度可以加工减薄至不小于25mm，并应保留一侧原表面。直径或多边形横截面内切圆直径不大于50mm的产品，其试样横截面应为产品的横截面；如试验设备能力不足，对于直径或多边形横截面内切圆直径超过30～50mm的产品或大于50mm的产品，可将其机加工成横截面内切圆直径不小于25mm的试样，并应保留一侧原表面。

试样长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定，通常可按照下式确定试样

π++

长度：L＝0.5()140

d a

式中L——试样长度，a——试样厚度，d——弯心直径，单位为mm。

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。加工试样时，应通过机加工去除由于剪切或火焰切割等影响了材料性能的部分，并应保留一侧原表面。弯曲试验时试样保留的原表面应位于受拉变形一侧。

2。焊接试板弯曲试样焊接试板弯曲试样有纵弯、横弯和侧弯三种形状，其形状和尺寸如图6-1～图6-3所示。压力容器产品焊接试板和工艺评定试板的弯曲试样取样方法应遵照JB4744—2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》和JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》中的有关规定进行。

横弯试样侧弯试样

纵弯试样

如果接头厚度超过20mm时或试验机能力不够时，可在试样受压面一侧加工至20mm。横弯试样的宽度b应不小于厚度a的1.5倍，且最小为20mm。通常试样厚度应为焊接接头试件厚度。如果试件厚度超过20mm，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的厚度应不小于20mm，且所取试样应覆盖整个厚度，在这种情况下，应当注明试样在焊接接头厚度中的位置。侧弯试样的厚度a应不小于10mm，宽度b应当等于靠近焊接接头的母材的厚度。当原接头的厚度超过40mm时，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的宽度b应在20～40mm范围内，这些试样应覆盖接头的全厚度。在这种情况下，应当标明试样在焊接接头厚度中的位置。焊缝加强部分应除去，加工的刀痕应和焊缝轴向垂直，棱边用锉刀加工，棱角半径为试样厚度的0.2倍，但不能大于3mm。考虑到试样有一定的挠度和差度（错边量），允许在弯曲试样的两面进行加工，但截去部分最多不超过板厚的0.15倍，并不得大于5mm。焊缝可以是单面的也可以是双面的。试验单面焊缝时，试样的伸长面应位于焊接表面；试验双面焊缝时，试样的伸长面应位于最后焊接的焊缝表面。

二、试验设备

试验设备可使用配备弯曲装置的压缩试验机或万能材料试验机。常用的弯曲装置有支辊式弯曲装置、V型模具式弯曲装置、虎钳式弯曲装置和翻板式弯曲装置等四种。支辊式弯曲装置的弯曲压头直径和弯曲角度应在相关产品标准中规定。弯曲压头宽度应大于试样宽度或直径，弯曲压头应有足够的硬度。支辊长度应大于试样宽度或直径。支围绕半径应为1～10倍试样厚度。支辊间距离（l）可按

照下式确定。(3)0.5

=+±

l d a a

支辊式弯曲装置

V型模具式弯曲装置虎钳式弯曲装置

翻板式弯曲装置

弯曲压头直径应在相关产品标准中规定。弯曲压头宽度应大于试样宽度或直径。弯曲压头的压杆厚度应略小于弯曲压头直径，压头应足够的硬度。

三、试验操作程序

１、试验温度应控制在10～35℃以内，对温度有严格要求，试验应在23℃±5℃下进行。

2、试样在力作用下弯曲至规定的弯曲角度。将试样放于两支辊或V型模具上,试样轴线应与弯曲压头轴线垂直,弯曲压头在两支座之间的中点处对样试样连续施加力使其弯曲,直至达到规定的弯曲程度。如不能直接达到规定的弯曲角度，应将试样置于两平行的压板之间，连续施加力压其两端使进一步弯曲，直至达到规定的弯曲角度。

。

试样置于两平行的压板之间

3、试样在力作用下弯曲至两臂相距规定

距离且相互平行。首先对试样进行初步弯曲

（弯曲角度应尽可能大），然后将试样置于

两面平行压板之间，连续施加力压其两端使

进一步弯曲，直至两臂平行。试验时可以加

或不加垫块，垫块厚度应等于规定的弯曲压

头直径。

4、试样在力作用下弯曲至两臂直接接

触。首先将试样进行初步弯曲（弯曲角度应

尽可能大），然后将其旰于两平行压板之间，

连续施加力压其两端使其进一步弯曲，直至

两臂接触。

采用虎钳式弯曲装置进行弯曲试验时，

将试样一端固定，使另一端绕弯心进行弯

曲，直至达到规定的弯曲角度。

四、试验结果评定与分析

试样弯曲后，应按照相关产品标准的要求评定弯曲试验结果。如未规定具体要求，若试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹，则应评定为合格。

影响试验结果的主要因素

（1）试样或样坯一般应在外观及尺寸均合格的钢材上截取，试验前应认真检查其表面质量。若试样存在折叠或热轧伤痕等表面缺陷或砂眼和气孔等内部缺陷，则试验将失去代表性。

（2）取样部位不合理会影响试验结果，如从冷轧钢板的边缘（未切边）截取试样，则试样恰好取自冷加工硬化层，容易造成开裂。

（3）截取试样时应防止受热、加工硬化及变形的影响。用烧割法霰取样坯时，从样坯切割线至试样边缘必须留有足够的加工余量。此余量一般不小于钢材的厚度或直径，且至少不得小于20mm。厚度或直径大于60mm的钢材，其加工余量可根据双方协议适当减小。如果所留的加工余量不足，或者热影响区和加工硬化层未除尽均会影响试验结果。

（4）在选取弯心直径和弯曲角度时要考虑试样的加工状况。弯心直径一般是随材质和规格而变化的，弯曲角度也随标准的不同而变化。如果选择错误或者弄错了弯曲方向均会使试验出差错。

（5）弯曲角度按规定是在受力状况下测定的，比在自由状态下要小。如果不考虑这一点，便会弯过了头。

（6）弯曲试验机未定期检定，设备状态不正常，均会造成试验结果不准确。

（7）如果试样弯曲时出现裂纹（或裂缝），要正确判断形成裂纹（或裂缝）的主要原因。如果这些裂纹（或裂缝）不是由于弯曲变形引起的，应不予考虑或重新试验。

（8）方形，矩形和多边形截面试样的尖锐棱边会造成严重的应力集中并引起棱边开裂，因此试验前应对试样棱边进行倒圆处理，倒圆半径应不超过试样厚度的1/10。