中華人民共和國國家標準

UDC 669.1/.8

金屬拉伸試驗試樣

:620.172

GB 6397-86

本標準規(guī)定了各種金屬產(chǎn)品常溫拉伸試驗用試樣的一般要求,試祥應按有關標準和雙方協(xié)議的規(guī)定選用。
本標準適用于鋼鐵和有色金屬材料的通用拉伸試祥。如無特殊規(guī)定,棒、型、板(帶)、管、線(絲)、鑄件、壓鑄件和鍛壓件的試樣,均按本標準規(guī)定執(zhí)行。
1 樣坯的切取、試樣的制備及標志
1.1 樣坯從制品上切取的部位和方向應按GB2975-82《鋼材力學及工藝性能試驗取樣規(guī)定》、有關標準或雙方協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行。
1.2 切取樣坯和機加工試樣,均應嚴防因冷加工或受熱而影響金屬的力學性能,通常以在切削機床上進行為宜。因燒割或冷剪法切取樣坯時,邊緣應留有足夠的機加工余量,一般不小于制品的厚度,最低不小于20mm。但對薄板(帶)等則為例外,詳見GB2975-82。機加工試樣時,切削、磨削深度及潤滑(冷卻)劑應適當,最后一道切、磨削深度不宜過大,以免影響性能。建議保留機加工中心孔,以便必要時重新修整。
1.3 從外觀檢查合格的板材、扁材或帶材上切取的矩形樣坯,一般應保留其原表面層,不予損傷。試樣毛刺須清除,尖銳棱邊應倒圓,圓孤半徑不宜過大。由盤卷上切取的線和薄板(帶)的試樣,允許校直或校平,但矯正不得對試樣的力學性能有顯著影響。對不測定伸長率的試樣,則可不經(jīng)矯正進行試驗。
1.4 不經(jīng)機加工單鑄試樣表面上的夾砂、夾渣、毛剌、飛邊等,必須加以清除。
1.5　凡不符合本標準所規(guī)定的各項要求,表面有顯著橫向刀、磨痕或機械損傷,有明顯淬火變形或裂紋以及肉眼可見冶金缺陷的試樣,均不允許用于試驗。
1.6　試樣標志一般應標在頭部端面或側邊上〈對小截面試樣,可掛標志牌〉,以便試驗時易于辨識。
2　試樣的符號、名稱及單位(見表1)
3　試樣形狀及只寸的一般規(guī)定
3.1　拉伸試樣分為比例和定標距兩種,一般為經(jīng)機加工的試祥和不經(jīng)機加工的全截面試樣,其橫截面通常為圓形、矩形、異形以及不經(jīng)加工的全截面形狀。對全截面試樣原始橫截面積F。可根據(jù)規(guī)定,以名義或實測尺寸進行計算。
3.2　試樣平行長度1：對圓形試樣不小于lo十do,對矩形試樣不小于lo+bo/2。仲裁試驗時,則應分別為lo+2do、lo+bo。
3.3　對機加工帶頭圓形和矩形試樣,平行部分至頭部的過渡必須緩和,圓弧半徑r的大小可按試樣各部分尺寸、材質與機加工工藝而定。對脆性材料,r應適當加大。試樣頭部形狀和尺寸應按試樣大小、材料特性、試驗目的以及試驗機夾具的結構進行設計,但須保證軸向的拉伸力。對帶頭和不帶頭圓形或矩形試樣,其夾持部分的長度至少應為模形夾具長度的3/4。
3.4　比例試樣系按公式lo=k根號Fo計算而得的試樣,式中系數(shù)K通常為5.65或11.3，
前者稱為短試樣,后者稱為長試樣。對短、長比例試樣的標距lo分別等于5d。或5.65根號Fo及10do或11.3根號Fo。一般應采用短比例試樣。長比例試樣僅系過渡性質,但如橫截面積太小,10小于25mm,為保證測量精度,亦可采用。
　但在特殊情況下,根據(jù)產(chǎn)品標準或雙方協(xié)議要求采用10=4do或8do的試樣時,亦應遵照執(zhí)行。此時,對矩形試樣,lo應分別等于4.52根號Fo或9.04根號Fo,對于脆性材料,亦可采用lo=2.50d。或2.82根號Fo的試樣。
3.5　定標距試樣系原始標距lo與原始橫截面積Fo或直徑間do間無3.4所述比例關系。
其標距lo和平行長度lo,應按有關標準或雙方協(xié)議規(guī)定執(zhí)行。
3.6　拉伸試樣的分類
3.6.1　棒材試樣
對棒材(包括方和六方形等),一般采用圓形試樣,其平行部分直徑通常為3～25mm。而各部分尺寸之允許偏差及表面加工粗糙度符合圖1的和表2的規(guī)定。對鋼、銅材通常采用do=10mm,lo=5do的比例試樣,但有時為了考核產(chǎn)品的整體性能,也可取制do>25mm或盡可能大的圓形試樣進行試驗。通常鋁材尺寸偏小,試樣可按有關標準或雙方協(xié)議規(guī)定執(zhí)行。對軟金屬,經(jīng)雙方同意,可采用較低表面粗糙度,但對高強材料,則要求高的加工表面粗糙度,直至拋光。
　試樣分為帶頭不帶頭的兩種,仲裁試驗時應采用前者,后者一般用于不宜或不經(jīng)機加工而整拉的棒材。
3.6.2　板材試樣
對厚、薄板材,一般采用矩形試樣,其寬度根據(jù)產(chǎn)品厚度(通常為0.10～25mm),采用10、12.5、15、20、25和30mm六種比例試樣,盡可能采用lo=5.65而的短比例試樣。試樣厚度一般應為原軋制厚度,但在特殊情況下也允許多號用四面機加工的試樣。通常試樣寬度與厚度之比不大于421或821,其試樣按表10規(guī)定散制,對鋁錢材則一般可采用較小寬度。對厚度小于0.5mm的薄板(帶),亦可采用定標距試樣。試樣各部分允許機加工偏
差及側邊加工粗糙度應符合圖2和表3的規(guī)定,對四面機加工的矩形試樣,其機加工偏差應用于圓形試樣,如表2所示。
根據(jù)有關標準要求,對厚鋼板亦可取制垂直軋制面(Z向)的拉伸試樣,此時應按鋼板厚度及表2的規(guī)定,采用帶頭圓形試樣為宜。必要時,可焊鋼板于兩端,以利夾持。對中、薄高強度板材,亦可采用頭部帶銷孔的試樣,以免其在拉伸過程中的卷曲現(xiàn)象。
矩形試樣分為帶頭和不帶頭的兩種,帶頭試樣兩頭部軸線與平行部分軸線間的偏差不得大于0.5mm。仲裁試驗時應采用帶頭試樣。
3.6.3　管材試樣
3.6.3.1　管材試樣一般為自管材切取的全截面管段或從管材切取的全壁厚縱向或橫向條狀試樣。根據(jù)管材外徑Do和壁厚ao,可為弧形、矩形或圓形截面。如條件許可,應優(yōu)先采用全截面管段試樣。
3.6.3.2　全截面管段試樣,對Do≤50mm的無縫及焊管,可切取全截面管段進行試驗,全截面管段推薦采用lo=5.65根號Fo的比例或定標距試樣。為使試驗順利進行,可按管材尺寸及材質制作塞頭加塞于試樣兩端或將其夾持部分壓扁,內塞扁塊金屬以利夾持。全截面管段試樣的塞頭形狀尺寸以及壓扁的具體規(guī)定分別示于圖3a、b、c中。如有關標準或雙方協(xié)議另有要求時,對Do≤5Omm的管材,亦可切取縱向弧形試樣。
3.6.3.3　縱向試樣一般管材壁厚ao小于8mm時,縱向弧形試樣按管材外徑D。大小規(guī)定不同寬度bo,如表4所示。對直縫焊管的縱向弧形試樣,應在離焊縫90°處取制。其bo的允許偏差及其在平行長度內****與最小值的允許差值均同于3.6.2中對矩形試樣的要求。其各部分形狀、尺寸及側邊加工粗糙度見圖4。
　縱向弧形試樣分為帶頭與不帶頭的兩種,前者兩頭部軸線與平行部分軸線間之偏差不得大于0.5mm。仲裁試驗時,應要用帶頭試樣。必要時可將試樣的夾持部分壓平或利用孤形夾具進行試驗。
3.6.3.4　橫向試樣,如管材外徑、壁厚適宜,亦可取制橫向帶頭與不帶頭矩形或圓形比例試樣。對直縫焊管的橫向焊縫接頭試樣,應使焊縫,位于矩形試樣標距部分的中間。矩形試樣的各項要求應符合3.6.2對板材試樣的要求。試樣應自管材切下的環(huán)坯上切取孤段壓平或環(huán)坯壓平后再切下試樣,如圖5a、b所示。此時壓平條件(包括壓平前后加熱在內)應根據(jù)管材尺寸與材質進行,而不顯著影響金屬的力學性能。
圖5
3.6.3.5管材圓形試樣,對壁厚ao等于和大于8mm的管材,可按照3.6.1的要求,制成盡可能大的縱、橫向圓形試樣或按表5規(guī)定制成相應直徑do的試樣進行試驗。
　　　　　　表5　　　　　　　　　　　　　　　mm

管材壁厚ao	試樣直徑do
8～13	5
>13～16	8
>16	10

3.6.3.6大口徑〈Do≥168mm〉螺旋焊管母材及焊縫接頭,試驗時所采用的試樣,應按矩形試樣計算Fo且使其縱軸垂直于焊縫異位于試樣標距中間。試樣應符合3.6.2對板材試樣的要求。另外,此試樣亦可用于大口徑直縫焊管及無縫焊管,對前者應于距焊縫90。處切取縱向試樣。
3.6.4鑄件試樣
自鑄件中切取樣坯的部位和方向應按有關標準或雙方協(xié)議執(zhí)行。對不需測伸長率的試樣平行長度可等于或稍大于直徑do,對需測伸長率的試樣,l。可為5d。、10do,平行長度l為lo+do或定標距試祥。試樣頭部直徑D為〈1.5～2.0〉do,過渡圓弧半徑r取決于材質、頭部和平行部分直徑,通常為〈0.6～1.6〉do,后者適用于脆性材料。鑄鋼試樣的形狀和尺寸按3.6.1的規(guī)定執(zhí)行。
　機加工鑄造試樣平行部分的尺寸和形狀偏差可稍寬于同尺寸的鍛、軋材試樣,并隨材質及試樣尺寸而異。平行部分機加工粗糙度可稍低于鍛、軋材試樣,一般Ra12.6mm。單鑄不機加工試樣的表面狀態(tài)應能滿足所代表鑄件表面質量的規(guī)定要求。
3.6.5　鍛件試樣
試樣從鍛件上切取的部位和方向按相應有關標準或雙方協(xié)議之規(guī)定執(zhí)行。一般d。為5、10mm,lo為5do的短比例試樣,其余均應符合3.6.1的各項規(guī)定,但有特殊要求如l。為10do、4do或定標距時,亦應遵照執(zhí)行。
3.6.6　線(絲)材試樣
通常系不經(jīng)機加工的全截面試樣,一般可采用1。為100mm或20Omm的定標距試樣,后者適用于伸長率較小或小規(guī)格線(絲)材。但有關標準或協(xié)議有規(guī)定時,對直徑d。或邊距≥3mm,亦可采用lo為5do、5.65根號Fo或10do、11.3根號Fo的試樣。
3.6.7　某些產(chǎn)品〈如光面和帶筋棒、線材、窄扁及帶材、小型材及異型材等〉對不宜或不經(jīng)機加工進行全截面拉伸的試樣,可采用短、長比例或定標距試樣,后者l。一般可為50、100或20Omm。
對小型異型材可切取寬度b。為10、8、6、4mm的試樣。
4　拉伸試樣的分類及形狀尺寸
4.1　拉伸試樣的形狀尺寸,一般隨金屬產(chǎn)品的品種、規(guī)格及試驗目的之不同而分為圓形矩形及異型三類,如無特殊要求,應按下列表6中之規(guī)定選用,并注明所使用的試樣號。
4.2　圓形試樣
4.2.1　Rl～8及R01～08圓形比例試樣形狀尺寸見圖6和表7。

注:①本表試樣號按截面形狀規(guī)定為R××、P××及S××,其中R為圓形、P為矩形、S為異型,符號之后為該試樣在本類試樣中之順序號.因此不管取樣的材種為何,只要試樣為某一類即歸入該類中編號.
②表內比例試樣系指lo為5.65或11.3根號Fo的試樣.
③建議制訂冶金產(chǎn)品標準時,在《驗收規(guī)則和試驗方法》一章內,除注明按本標準試驗,還應列出試樣號,以免由于所用試樣尺寸形狀的不同影響材料的力學性能,特別是斷后伸長率值,從而避免不必要的爭議。
注:①試樣頭部形狀與尺寸,分為單、雙肩和螺紋形狀,可根據(jù)試驗機夾具、試樣材質,自行設計選用.單臺試樣頭部直徑一般為(1.5～2.0)do,
②如棒材直徑大于25mm,可采用全截面或取制盡可能大的圓形試樣。
③如試樣裝卡時能正確對正中心,則棒材試樣頭部不須加工即可,否則應進行租車.
④對不經(jīng)機加工的試樣,根據(jù)要求亦可采用其他比例標距,如lo為4do、8do或其他定標距.
⑤管材縱、橫向圓形比例試樣,亦可根據(jù)管材壁厚或有關標準,從R1～8中選用。
4.2.2R9～16鑄造試樣,形狀和尺寸見圖7和表8。

注：①如圓截面線材直徑小于3mm,可采用定標距試祥Rl7或R18如表9所示,但必要時并不排除采用比例或其他定標距試樣。
②對直徑大于或等于3mm的線材試樣且需測定伸長率時,應根據(jù)直徑大小和材質,采用lo為5do或10do的比例試樣,見表7,如有要求亦可采用lo為4d。或8do.
4.3　矩形試樣
矩形試樣可以分為帶頭和不帶頭的比例或定標矩兩種。短試樣為P1～7,長試樣為P01～07,對do小于05～0.1rrun薄板(帶),一般采用定標距試樣P8或P9。其形狀、尺寸如圖9、表10所示。
注:①如果分組機加工試樣,****與最小平行長度之差不應大于25mm.
②試樣頭部形狀和尺寸應根據(jù)材質與試驗機夾具自行設計。
③仲裁試驗時,如有關標準無規(guī)定試樣尺寸,對于黑色金屬選用P4(P04)或P5〈P05〉試樣的寬度比。
④對厚度大于25mm的鋼材,如有關標準或協(xié)議有要求,可取制厚度方向(Z向(而do為6mm或10mm,lo≥1.54,或短比例試樣.
⑤小型材(如角、槽、工字材等)切取矩形試樣時,如樣坯寬度按表10不足以機加工成與其厚度ao相對應的寬度bo時,則經(jīng)雙方協(xié)議可制成與緊鄰較薄試樣對應寬度或采用無頭試樣進行試驗。
⑥按表中規(guī)定計算的比例標距小于25mm時,采用定標距或其他比例標距。
4.3.1　Pl～7和P01～07矩形比例試樣及P8～9定標距試祥。
4.3.2　PlO～11大口徑螺旋焊管用材和焊縫頭定標距矩形試樣,其形狀、尺寸見圖10和表11。
注:①試樣頭部形狀與尺寸應根據(jù)材質與試驗機夾具自行設計.
②有關標準或雙方協(xié)議有要示時,亦可采用10=5.65JF;的比例試樣.
4.4　異型試樣
異型試樣S1～8包括不宜或不經(jīng)加工的管形、弧形、光面和帶筋圖形、周期截面以及各種小型材和異型截面材料的試樣,而其橫截面積系借用公式、稱重法或名義尺寸予以確定。通常應根據(jù)有關標準或雙方協(xié)議采用短、長比例試樣（l＝5.65或11.3根號Fo或其他比例試樣（lo=4.52或9.04根號Fo）或定標距試樣。
4.4.1 S1～6管材縱向弧形比例試樣以及定標距試樣,其形狀、尺寸見圖11,表12.

注:①對有色金屬,外徑Do<30mm的管材的縱向弧形試樣其寬度b。可取10mm。
②試樣頭部形狀和尺寸應根據(jù)材質與試驗機夾具自行設計。
③對銅合金管材(壁厚≤8～10mm),可以采用縱向弧形比例試樣。
4.4.2　S7～8管材全截面比例及定標距試樣,其形狀、尺寸見圖12、表13。