GB_T232-2024金属材料弯曲试验方法.docx

ICS77.040.10CCSH23中华人民共和OB4家标准GB/T2322024代替GB/T2322010金属材料弯曲试验方法Metallicmaterials-Bendtestingmethod(ISO7438:2020,Metallicmaterials-Bendtest,MOD)2024-03T5发布2024-10-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会目次前言I1范围12规范性引用文件13术语和定义14符号和说明15原理26试验设备26.1 一般要求26.2 支短式弯曲装置36.3 V型模具式弯曲装置36.4 虎钳式弯曲装置36.5 其他弯曲装置37试样37.1 一般要求37.2 试样的棱边47.3 试样宽度47.4 试样厚度47.5 锻材、铸材和半成品的试样47.6 大厚度和大宽度试样47.7 试样的长度58试验程序59试验结果评定610试验报告6附录A（规范性）平面应变条件下的弯曲试验7A.1概述7A.2一般要求8A3试样8A.4结果评定9A.5试验报告9附录B（资料性）通过测量弯曲压头位移测定弯曲角度的方法10参考文献Il本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件代替GB/T2322010金属材料弯曲试验方法，与GB/T2322010相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： 更改了图3（见图3,2010年版的图3）; 增加了试样平面应变条件要求（见7.3）; 更改了锻材、铸材和半成品的试样要求（见7.5,2010年版的6.5）;一更改了部分符号和说明，增加了洛德（1.Ode）角参数0、应力三轴度n和支辑半径R（见表1,2010年版的表1）; 增加了描述平面应变条件下的弯曲试验（见附录A）o本文件修改采用ISO7438:2020金属材料弯曲试验。本文件与ISO7438:2020相比做了下述结构调整： ISO7438:2020的8.3分为8.3和8.4,ISO7438:2020的8.4顺延为8.5;一一调换了附录A和附录B的顺序。本文件与ISO7438:2020的技术差异及其原因如下： 增加了可使用符合弯曲试验原理的其他弯曲装置（见6.5）,保留了翻板式弯曲装置等，以符合我国国情； 增加了规范性引用文件GB/T2975（见7.1）,确保标准的可操作性： 将“内侧半径”更改为“压头直径”（见9.2）,更具可操作性； 将“11的平方根”更改为“n值”（见A2）,保持与前一句内容一致。本文件做了下列编辑性改动： 将标准名称修改为金属材料弯曲试验方法；一增加了图5的提及（见8.2a）.请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。本文件起草单位：首钢集团有限公司、浙江金洲管道工业有限公司、日照市质量检验检测研究院国家碳素结构钢产品质量检验检测中心（山东）、铜陵市富鑫钢铁有限公司、湖南华菱湘潭钢铁有限公司、江苏澄信检验检测认证股份有限公司、宁夏建龙特钢有限公司、内蒙古包钢钢联股份有限公司、建龙西林钢铁有限公司、山东鑫大地控股集团有限公司、浙江省特种设备科学研究院、深圳三思纵横科技股份有限公司、吉林建龙钢铁有限责任公司、山东省特种设备检验研究院集团有限公司、冶金工业信息标准研究院、武汉泛洲中越合金有限公司。本文件主要起草人：邱宇、杨伟芳、鹿宪宝、丁刚、邙永海、邹凡球、甘美露、汪世峰、马越、徐维利、付崇建、程东岳、文陈、赵俊卿、姚小静、董莉、姚联、张清水、倪国良、崔磊、侯慧宁、张兴、苏赞、王书强、王彬、王尚坤、孙大勇、文肿强、册每华、王春茂、李秋寒、张琦、牟雪萍、张强、周志超、吴朝库、王伟。本文件于1963年首次发布，1982年第一次修订，1988年第二次修订，1999年第三次修订，2010年第四次修订，本次为第五次修订。金属材料弯曲试验方法1范围本文件描述了测定金属材料承受弯曲塑性变形能力的试验方法。本文件适用于金属材料相关产品标准规定的试样的弯曲试验，不适用于金属管材全截面和金属焊接接头的弯曲试验，金属管材和金属焊接接头的弯曲试验由其他标准规定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注口期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备（GB/T2975-2018,ISO377,2017,MOD）3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4符号和说明本文件使用的符号和说明见表1。表1符号和说明符号说明单位a试样厚度或直径（或多边形横截面内切圆直径）11mb试样宽度runC试验前支程中心轴所在水平面与弯曲压头中心轴所在水平面之间的间距D弯曲压头直径IWDf弯曲压头位移11fD7应力三轴度-1.试样长度rm1支辐间距离111nP支辑中心轴所在垂直面与弯曲压头中心轴所在垂宜面之间的间距runR支辐半径r试样弯曲后的弯曲半径11118洛德角参数，例如应变路径方向a弯曲角度5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。弯曲试验时，试样两臂的轴线保持在垂直于弯曲轴的平面内。在弯曲180。的弯曲试验中，按照相关产品标准的要求，可将试样弯曲至两臂直接接触或相互平行且相距规定距离，可使用垫块控制规定距离。6试验设备6.1一般要求弯曲试验应在配备下列弯曲装置之一的试验机或压力机上完成：a）配有两本支辑和一个弯曲压头的支辑式弯曲装置，见图1;b）配有个型模具和一个弯曲压头的V型模具式弯曲装置，见图2;图2配有一个V型模具和一个弯曲压头的V型模具式弯曲装置标引序号说明：1虎钳：2一弯曲压头。图3虎钳式弯曲装置6.2 支辐式弯曲装置6. 2.1支较长度和弯曲压头的宽度应大于试样宽度或直径（见图1）。弯曲压头的直径由产品标准规定。支馄和弯曲压头应具有足够的硬度。7. 2.2除非另有规定，支辑间距离1应按照公式确定。此距离在试验期间应保持不变。/9+加）.注：若规定支辑间距离1不大于叫在试验中会导致试样被夹紧，发生拉弯变形。6.3 V型模具式弯曲装置模具的V形槽的角度应为180°-a（见图2）,弯曲角度a应在相关产品标准中规定。模具的支承棱边应倒圆，倒圆半径应为1倍10倍试样厚度。模具和弯曲压头宽度应大于试样宽度或直径并应具有足够的硬度。6.4 虎钳式弯曲装置装置由虎钳及具有足够硬度的弯曲压头组成（见图3）,可配置加力杠杆。由于虎钳左端面的位置会影响测试结果，因此虎钳的左端面（见图3）不能达到或者超过弯曲压头中心垂线。6.5 其他弯曲装置符合弯曲试验原理的其他弯曲装置（例如翻板式弯曲装置等）亦可使用。7试样7.1 一般要求试验应使用圆形、方形、矩形或多边形横截面的试样，试样表面不应有影响试验结果的划痕或损伤。样坯的切取位置和方向应符合相关产品标准的规定。如未具体规定，对于钢产品，应按照GB/T2975的要求。试样应去除由于剪切、火焰切割或类似的操作而影响材料性能的部分。如果试验结果不受影响，试样受影响的部分可不去除。7.2 试样的横边矩形和多边形横截面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不应超过以下数值：1mm,当试样厚度小于10mm时；1.5mm,当试样厚度大于或等于10mm且小于50mm时；3mm,当试样厚度大于或等于50mm时，棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或刻底.-如试验结果不受影响，试样的棱边可不倒圆。7.3 试样宽度试样宽度应律合相表产品标准的规定，如未具体规定，应按照以下要录a）当产出宽度术大于20mm时，试样宽度为产品宽度；b）当产品宽度大于20mm时1）当言品厚度小于3mm时，试样究度为（2015）imm2当一品厚度人于或年2m市两，样究度在20mm和50mm之间如相保方同意厚度大于3mm的面样保械要面应燃条件（阳录入对平面应变进行了量释），弯曲试验应按照附录人执行。7.4 试样厚度7.4 .1对青板卷、带材和型材，试样理度应为产品厚度。如果产品理度大于26mm,法样厚度可机加工减薄至不月于2mm,并保即一侧原表血变曲试验时，试将未经机加工的表面应置于受拉变形面。7.4.2直径圆形横截面）或内切圆育径（多边形横成面）不大于30mm的产品，其正样博截面应为产品的横截面。对于直登或多边形横截而内切圆直径大手30mM但不大于5Omm的产部，可将其机加工成横截面内切圆直径石小于25mm的试样。直径或多边形横截面内切圆直存大于Omrn的产品，应将其机加工成横德面内明圆直径不小于25mm的试样（见图4）。弯曲试验时，试群未经机加工的表面图4圆形横截面试样的直径和多边形横微面试样的内切圆直径7.5 锻材、铸材和半成品的试样对于锻材、铸材和半成品，其试样的尺寸和取样方法应在交货要求或协议中规定。7.6 大厚度和大宽度试样经协议，可使用大于7.3规定宽度和7.4规定厚度的试样进行弯曲试验。7.7 试样的长度试样长度应根据试样厚度（或直径）和所使用的试验设备确定。8试验程序警告：试验过程中应采取足够的安全措施和防护装置。8.1试验一般在10°C35°C的室温范围内进行。对温度要求严格的试验，试验温度应为（23±5）°C。8.2 按照相关产品标准规定，应采用下列方法之一完成试验：a）试样在给定的条件和力作用下弯曲至规定的弯曲角度（见喝1、图2、图3和图5）;b）试样在力作用下弯曲主两臂相距规定距离且相互平行（见图6）;c）试样在力作用工弯曲至圆膺直接接触（见图7）.图6试样的两臂相互平行图7试样的两皆相互接触8.3 试样弯曲至规定弯曲角度的试验。应将试样放于两支辑（见图1）或V型模具（见图2）上，试样轴线应与弯曲压头轴线垂直，弯曲压头在两支混之间的中点处对试样连续施加力使其弯曲，直至达到规定的弯曲角度。弯曲角度a可以通过测量弯曲压头的位移计算得出，见附录B。弯曲试验可采用图3所示的方法进行。试样一端固定，绕弯曲压头进行泻曲，可绕过弯曲压头，直至达到规定的弯曲角度（详见6.4）O对于三种方法（见图1、图2和图3）,应缓慢施加弯曲力，以使材料能够自由地进行塑性变形。当出现争议时，弯曲压头的位移速率应为（1.0±0.2）mmso使用上述方法如不能直接达到规定的弯曲角度，应直接施力压试样两端使其进一步弯曲，直至达到规定的弯曲角度（见图5）。8.4 试样弯曲至两臂相互平行的试验。首先对试样进行弯曲（见图5）,然后将试样置于两平行压板之间，连续施加力压其两端使之进一步弯曲，直至两臂平行（见图6）。试验时可加或不加垫块。垫块厚度应按相关标准或协议规定。8.5 试样弯曲至两臂直接接触的试验，首先对试样进行预弯曲，然后将试样置于两平行压板之间，对试样两端连续施加压力进行进一步弯曲，直至两臂直接接触（见图7）。9试验结果评定9.1 应按照相关产品标准的要求评定弯曲试验结果。产品标准未规定时，不使用放大辅助设备观察弯曲后的试样，穿曲外表面无目视可见裂纹应评定为合格。9.2 如相关产品标准规定弯曲角度，该值为试验最小值；如规定压头直径，该值为试验最大值。注：弯曲试样受拉应力侧的未加工表面存在氧化层，会影响对僦结果的评定。这一般由产品标准或相关方进行规定。10试哪l试验报告至少应包括下列内容：a）本文件编号；b）试样标识（材4牌号、炉号、取样方向等）；c）试样的形状和尺寸；d）试验条件（弯曲压头直径、弯曲角度）；）与本文件的偏离；f）试验结果。附录A（规范性）平面应变条件下的弯曲试验A.1概述试样宽度的选取可参考7.3a）和7.3b）中厚度和宽度的不同组合，以及图AJ所示的平面应变条件。图A.I中的加粗黑线是平面应变和非平面应变条件的分界线。单位为毫米标引序号说明：、X厚度叫单位Y宽度b,单位为亳（mm）;1b=2Oi5,当a（3（见b1）;2b10×aa>3;3平面应变条件b>10×a;42(Rbv50,当a3(见7.3b)2;5b2007.3a)°图A.17.3中的试样在平面应变条件下的宽度和厚度组合适用于所有应用和产品尺寸的弯曲试验可测定在极端状态下的产品弯曲性能。试样在呈现平面应变状态时，会形成弯曲的极端状态。当宽度厚度比（ba）不小于10时，试样会呈现出平面应变状态。但是如果试样的宽度太小，这个临界状态（平面应变）不会形成15。本附录给出的规定仍会导致以下影响： 与7.3规定宽度的试样相比，有效的弯曲角度a减小； 试样可能会不合格； 加载试验力会增加；一一试样重量会增加；可能不会满足产品标准中的弯曲性能要求。对于一些应用，按照本附录测定的结果会更贴合实际。由于大多数圆形或正六边形截面（棒）的试样不会形成临界状态（平面应变），因此不涉及本附录内容。A.2一般要求薄板或薄带（矩形试样）的弯曲性能很大程度上取决于试样的宽度。不同的试样宽度会呈现出不同的应变状态。宽度过小的试样可提高弯曲试验结果判定为合格的可能性，见图A.2。采用相同的弯曲压头进行试验，由于试样宽度不同，结果相差很大。左侧试样的宽度厚度比（ba）是4,没有达到平面应变（拉伸）（所要求的应力三轴度临界条件G0=0=+lJ3*0.58）。应力三轴度临界条件值可根据应力三轴度7和洛德角参数0（*的关系见公式（A.1）获得，令0=0（代表平面应变路径），计算7值。jf-勖一）（a1）图A.2显示了应力三轴度的估计值（采用有限元模拟），证实了造成评定不合格的区域和达到高于平面应变临界条件的应力三轴度具有良好的相关性。注：虽然洛德角参数和应力三轴度在平面应变条件的力学背景资料中有所涉及，但是它们并不会在试验中被直接使用。A3中的规定可以满足平面应变条件。标引序号说明：Y应力三轴度1一平面应变状态时的n值（n=0.58）。图A.2取决于试样宽度（b）的弯曲性能的差异性A.3试样为了满足平面应变条件，应使用宽度厚度比（ba）大于或等于10的试样。7.3中的一些薄板试样已经满足了这个要求，见图A.1.A.4结果评定对于矩形试样，由于棱边加工不良萌生裂纹，这些棱边裂纹不是9.1中规定的弯曲试验试样不合格的依据，9.1的试验评定不应包含长度不超过两倍试样厚度棱边处萌生的裂纹。如棱边处萌生的裂纹长度超过两倍的试样厚度，试样应评定为不合格。注：对于宽度厚度比(ba)为10的试样，平面应变区域位于宽度方向上占试样总宽度映的中心区域。试样棱边萌生的微未扩展到平面应变区域，记瀚结果评定不需要考虑这些裂纹，如采用平面应变弯曲试验方法，记瀚结果评定只需要考虑平面应变区域的裂纹。A.5试验报告除第10章中a)f)的要求以外，报告还应包含试样所使用的尺寸，以及注明参考本附录。示例：GB/T2322024,附录A。附录B(资料性)通过测量弯曲压头位移测定弯曲角度的方法本附录描述了试样在压力作用下弯曲角度a的测定方法。由于直接测量弯曲角度a比较困难，因此，宜使用通过测量弯曲压头位移f计算弯曲角度的方法。试样在力的作用下弯曲角度由弯曲压(B.1)(B.2)(B.3)(B.4)头的位移来测定，其计算值见图B.1,计算方法见公式(B.1)公式(B.4):>×c÷W×(-c)2l÷Cr-r)1W×>-r×(/-C)W=P2+(fc)2-c29参考文献1 HillR.TheMathematicalTheoryofPlasticity-ClarendonPress,Oxford,(1950)2 CrafoordR.,Plasticsheetbending,Ph.D.Thesis,ChalmersTekniskaHogskola,Gteborg,(1970)3 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