金屬工藝性能試驗—頂鍛試驗
金屬頂鍛試驗是對規(guī)定尺寸的試樣進(jìn)行鍛打或捶擊以檢驗金屬在室溫或熱狀態(tài)下承受頂鍛塑性變形的能力并顯示其缺陷的試驗。
(1) 頂鍛試驗設(shè)備通常為頂鍛試驗機(jī)、萬能試驗機(jī)、壓力機(jī)、鍛壓機(jī)或手錘。試驗時可使用具有足夠的剛性的支撐板和防止試樣偏斜的夾具。
(2) 對于熱頂鍛試樣應(yīng)用可控制溫度的加熱裝置進(jìn)行加熱。
熱頂鍛試驗裝置
適用于下列橫截面尺寸（直徑，邊長，或內(nèi)切圓直徑）范圍的金屬材料：
①對于冷頂鍛試驗為3mm～30mm
②對于熱頂鍛試驗為5mm～200mm
③對于熱軋盤圓和盤條的頂鍛試驗檢查表面的方法，適用于橫截面尺寸為6mm～30mm范圍并以盤圓，棒材和線材形狀交貨的金屬材料。
(1) 切取試樣時，應(yīng)防止損傷試樣表面和因過熱或加工硬化而改變其性能。
(2) 試樣應(yīng)保留原軋制或拔制表面, 如試樣表面要求機(jī)加工, 應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中加以說明, 但是試樣機(jī)加工的軌跡應(yīng)垂直于試樣的中心線。
(3) 試樣的高度在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定, 如果未具體規(guī)定, 對于黑色金屬應(yīng)為試樣橫截面尺寸的1.5倍至2倍，推薦采用1.5倍。對于有色金屬應(yīng)為試樣橫截面尺寸的1/2倍, 試樣高度的允許偏差為±5 %h。
(4) 樣試樣端面應(yīng)垂直于試軸線。
(5) 試樣標(biāo)志應(yīng)標(biāo)記在試樣的任一端面。
(1) 頂鍛試驗應(yīng)在靜壓力或動壓力下進(jìn)行。
(2) 冷頂鍛試驗一般在10℃～35℃的室溫下進(jìn)行，對于溫度要求較嚴(yán)格的試驗，試驗溫度為23℃±5℃。
(3) 對于熱頂鍛試驗，試樣的加熱溫度、加熱時間和允許的終鍛溫度應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
(4) 對于頂鍛試驗試樣所要達(dá)到的最終高度按h1=hX計算鍛壓比應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中規(guī)定，如未具體規(guī)定，鍛壓比推薦為1/3。
頂鍛最終達(dá)到的高度 | |
h1=hX | |
h1 | 最終高度 |
h | 頂鍛前高度 |
X | 鍛壓比 |
(5) 頂鍛試驗后試樣不應(yīng)有扭歪鍛斜現(xiàn)象，室溫頂鍛時應(yīng)符合表1的規(guī)定，熱頂鍛時應(yīng)符合表2規(guī)定。
表1 室溫頂鍛前后試樣高度允許偏差
試樣直徑或邊長/mm | h的允許偏差/mm | h1的允許偏差/mm |
≤5 | ±0.5 | ±0.5 |
5～10 | ±1 | ±1 |
10～30 | ±2 | ±2 |
表2 熱頂鍛前后試樣高度允許偏差
試樣直徑或邊長/mm | h的允許偏差/mm | h1的允許偏差/mm |
≤5 | ±0.5 | ±0.5 |
5～10 | ±1 | ±1 |
10～50 | ±2 | ±2 |
50～100 | ±3 | ±3 |
100～150 | ±4 | ±4 |
150～200 | ±5 | ±5 |
試樣頂鍛時的變形
圖1 圓柱試樣頂鍛時變?yōu)楣男?/span>
①試樣頂鍛時易趨向變?yōu)楣男?，這是由于試樣兩端面受摩擦力影響而限制了試樣橫向變形所致。
②試樣頂鍛試驗后在鼓脹最大附近最可能出現(xiàn)裂紋。
③裂紋是在切向拉應(yīng)力的作用下產(chǎn)生。
頂鍛后檢查試樣側(cè)面，在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議未作具有規(guī)定的情況下，一般如無裂縫、裂口、裂紋、扯破、折疊或氣泡，則認(rèn)為試樣合格。
熱軋棒線材試驗結(jié)果有爭議時，采用金相方法檢驗未過頂鍛的試樣橫截面缺陷深度，并根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)供貨協(xié)議規(guī)定的表面質(zhì)量等級和EN 10221:1996或表3判斷，如果無表面質(zhì)量等級的規(guī)定，參照表3中表面質(zhì)量等級D級的規(guī)定判斷。
表3 熱軋棒線材表面質(zhì)量等級及最大允許缺欠深度
單位：mm
表面質(zhì)量等級 | 公稱直徑dN | 最大允許缺欠深度 |
A | 5≤dN≤25 | 0.5 |
B | 5≤dN≤12 | 0.2 |
C | 5≤dN≤12 | 0.17 |
D | 5≤dN≤25 | 0.15 |
E | 5≤dN≤25 | a) |
a) E級表面質(zhì)量等級應(yīng)優(yōu)于D級，具體要求和檢測評判方法由交易相關(guān)方商定 | ||
YB/T 5293-2014 金屬材料 頂鍛試驗方法
GB/T 233-2000 金屬材料 頂鍛試驗方法
HB 5208-1982 金屬頂鍛試驗方法
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