鐵素體鋼的無塑性轉變溫度落錘試驗方法2023-12-28發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I前言 l2規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14原理 5試樣 16試驗設備 37試驗要求 58試驗程序 69試驗結果評定 710試驗報告 9附錄A(規(guī)范性)落錘輔助試樣尺寸及試驗條件 附錄B(資料性)對接焊接頭落錘試樣 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T6803—2008《鐵素體鋼的無塑性轉變溫度落錘試驗方法》,與GB/T6803—2008相比，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：——更改了試驗原理(見第4章，2008年版的第3章);——更改了落錘試驗的屈服強度范圍和沖擊能量范圍(見表3,2008年版的表3);——增加了試驗機校準的要求(見6.7)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標準化技術委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：合肥通用機械研究院有限公司、江陰興澄特種鋼鐵有限公司、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、江蘇澄信檢驗檢測認證股份有限公司、深圳三思縱橫科技股份有限公司、二重(德陽)重型裝備有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院。本文件于1986年首次發(fā)布，2008年第一次修訂，本次為第二次修訂。1鐵素體鋼的無塑性轉變溫度落錘試驗方法1范圍本文件適用于測定厚度不小于12mm的鐵素體鋼產品(包括板材、型材、鑄鋼和鍛鋼)的無塑性轉2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T984堆焊焊條GB/T2975鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備JJF1445落錘式沖擊試驗機校準規(guī)范下列術語和定義適用于本文件。鐵素體鋼ferriticsteel無塑性轉變(NDT)溫度nil-ductilitytransition(NDT)temperature按照本方法的規(guī)定進行落錘試驗時，試樣斷裂時的最高溫度。4原理將給定鐵素體鋼材料的一組試樣中的每一個試樣分別在選定的溫度下施加單一的落錘沖擊載荷，使試樣產生一個固定的撓度，測定試樣斷裂時的最高溫度，即無塑性轉變(NDT)溫度。5試樣5.1試樣的取樣部位和方向5.1.1在鋼板或型材上取樣時，取樣部位和方向應按有關產品標準或協(xié)議規(guī)定；如無規(guī)定時，應按照GB/T2975的規(guī)定，鋼板樣坯的切取方向宜取橫向。除非另有規(guī)定，落錘試樣的樣坯應取自其他力學性能試樣的附近位置。25.1.2鍛件、鑄件的落錘試樣樣坯應從鍛件、鑄件的本體或本體的加長、加大部分切?。划斿懠蜩T件的尺寸不能滿足連續(xù)取樣時，可在產品尺寸相同的其他部位進行斷續(xù)取樣。經供需雙方同意，也可從與產品同爐號、生產工藝相同的單獨澆注或鍛造的坯料上切取。5.2試樣尺寸及數(shù)量5.2.1試樣的形狀及尺寸見圖1和表1,輔助試樣應符合附錄A的要求。對接焊接頭落錘試樣見附錄B。標引序號說明：1——樣坯；2——裂紋源焊道；a——焊道高度；ao——缺口寬度；a?——缺口底高；b——焊道寬度；l——焊道長度；L——試樣長度；表1試樣尺寸單位為毫米尺寸名稱試樣型號P-1P-2P-3試樣厚度(T)25.0士2.520.0±1.0試樣寬度(W)90.0±2.050.0士1.050.0±1.0試樣長度(L)360.0±5.0焊道長度(l)40～85焊道寬度(b)焊道高度(a)3.5～5.53.5～5.53.5～5.5缺口寬度(ao)缺口底高(a?)35.2.2測定鐵素體鋼無塑性轉變(NDT)溫度試樣數(shù)量應不少于3個，一般情況下需要6個～8個。5.3試樣加工5.3.1樣坯和試樣端部可采用鋸切、剪切、火焰或激光等方法切割，剪切、火焰或激光切割的試樣應通過機械加工去除剪切變形區(qū)或熱影響區(qū)。試樣側面應使用鋸切或機械加工，并使用適當?shù)睦鋮s液防止試樣過熱，側面距任一火焰切割面至少25mm。5.3.2板材樣坯應保留一個原始軋制面作為試驗時的堆焊裂紋源焊道(受拉)的面，當坯料的厚度大于試樣厚度時，應從另一個軋制面單面機械加工到規(guī)定的試樣厚度。5.3.3鑄件、鍛件的樣坯，兩側面均可機械加工。但試樣的受拉面應盡量接近原始表面。5.3.4試樣受拉面及兩個長側面應沿試樣長度方向進行機械加工。5.4裂紋源焊道裂紋源焊道位于落錘試樣的原始表面(受拉面)的中間。堆焊應采用直徑4mm～5mm且符合GB/T984中的能確保焊道開裂的普通低合金鋼堆焊焊條。為了幫助焊工準確地將焊道堆焊于試樣中間，可按照焊道的位置和尺寸在試樣上進行標記?？刹捎檬止ず附?、自動焊接等方式，將焊道焊接在圖1所示的位置。堆焊時應從焊道的任一端向另一端進行連續(xù)焊接，焊接過程不應有間斷，焊接電流宜為180A～200A,中等電弧長度，焊接速度應能保證得到合適的焊道高度。焊接時可在試樣下方放置金屬或水箱散熱器以起到散熱作用。5.5其他裂紋源焊道其他堆焊材料也可用于裂紋源焊道的焊接，用其他焊材堆焊裂紋源焊道時，應用3個P-2型試樣在試驗溫度55℃或高于材料無塑性轉變(NDT)溫度下按照本方法進行落錘試驗，3次試驗堆焊缺口都開裂，則認為該焊材可用于裂紋源焊道的焊接，并在試驗報告中注明。5.6缺口加工焊道的缺口加工應確保切割工具不損傷焊道下的基體金屬表層，切割工具可是機械鋸、手工鋸、銑刀、薄砂輪片等或其他方便的切割工具，也可采用電火花加工機床進行加工。缺口尺寸見圖1和表1,加工的缺口底面應與試樣的受拉面平行且垂直于試樣的側面，同時應保證焊道缺口的高度。6試驗設備6.1落錘試驗機主要由導軌、底座、砧座、錘頭及提升機構等部分組成。6.2試驗機導軌上應標有與底座之間的垂直距離，導軌與底座應垂直，底座應有足夠的剛性。導軌之間應平行，以便引導錘頭自由下落。試驗機應有安全保護裝置，以防止脆性試樣斷裂時的飛射。6.3錘頭可以是一個整體，也可以是由若干塊組合，但應有足夠的剛性，撞擊試樣時應為一個整體。錘頭的沖頭是一個半徑為25mm的鋼制半圓柱體表面，硬度不小于HRC50。6.4導軌和提升機構應滿足使錘頭升到各固定位置，并能安全可靠地迅速釋放。6.5位于導軌下方的水平底座應配置能精確擺放供各種試樣使用的砧座，砧座的外形和尺寸見圖2和表2。砧座的支承臺和終止臺的硬度均應不小于HRC50。4標引序號說明：A——砧座長度；B——砧座寬度；C——砧座厚度；D——終止撓度；E——支承臺長度；F支承臺寬度；G——支承臺高度；H——終止臺寬度；I——槽寬；J——槽深；R——支承臺圓弧半徑；S——支承臺跨距。圖2砧座表2砧座尺寸單位為毫米尺寸名稱允許偏差P-1P-2P-3士1.5土0.05無嚴格要求砧座寬度(B)砧座厚度(C) 一支承臺長度(E)支承臺寬度(F)不小于G支承臺高度(G)5表2砧座尺寸(續(xù))單位為毫米尺寸名稱允許偏差支承臺圓弧半徑(R)土0.1終止臺寬度(H)槽寬(I)槽深(J)——6.6試驗中底座不應移動和跳動，底座應固定在剛性地基上。6.7試驗機應按照JJF1445進行校準。6.8測量系統(tǒng)應能保證每次試驗時落錘從所需的高度釋放，高度誤差應為0%～10%。6.9測溫儀應符合下列要求：a)數(shù)顯式測溫儀的分辨力應不大于0.1℃;b)刻度式測溫儀的最小分度應不大于1℃;c)測溫儀應定期校準，測溫儀的最大允許誤差為±1℃。7試驗要求7.1試驗溫度7.1.1試驗溫度低于室溫時可用酒精、干冰、液態(tài)氮等進行冷卻。試驗溫度在室溫至100℃范圍內，可用加熱到一定溫度的水作為熱源。7.1.2將試樣完全浸入裝有適宜液體的保溫裝置內，試樣之間的間距以及試樣距保溫裝置邊緣或底部的距離應不小于25mm。液體介質溫度應在規(guī)定溫度士1℃以內。試樣在液體保溫介質中的最短保溫時間按1.5min/mm計算，且不少于45min,直至試樣與保溫裝置內的溫度完全相同。應連續(xù)均勻攪拌介質以使溫度均勻。如使用氣體導熱介質，保溫時間應不少于60min。7.1.3試驗溫度低于室溫時，如試樣溫度低于規(guī)定試驗溫度，不應將試樣在保溫裝置中直接升溫，而應將試樣取出，并將已升高到試驗溫度以上的試樣放置到保溫裝置重新進行保溫。7.2試驗過程7.2.1應注意試樣轉移裝置對試樣溫度的影響。在不影響試樣溫度的情況下，可使用任何便利的方法將試樣從保溫裝置中取出裝入試驗機。如使用鉗子則應提前放進保溫裝置中使其具有和試樣同樣的溫度。7.2.2試樣裝入試驗機應迅速沖擊。試樣自離開保溫裝置至沖擊的時間應不超過20s,若超過20s仍未沖擊，則應將試樣放回保溫裝置中重新保溫。不應使用與試驗溫度有明顯差異的器械接觸試樣缺口附近部位。7.3試樣和砧座的對中7.3.1每一種型號的試樣應在表2和附錄A規(guī)定的與其匹配的砧座上進行試驗。7.3.2試樣、砧座和錘頭應對中，使試樣處于下列狀態(tài)：a)試樣應水平，且端部靜止地放置在砧座支承臺上，試樣的裂紋源焊道缺口向下；6b)應使試樣橫向中心線、砧座橫向中心線和錘頭軸線處在同一垂直面內，其偏差應不超c)試驗過程中，裂紋源焊道任何部分不應接觸砧座終止臺；d)試驗過程中，試樣側面和端部不應接觸終止臺。7.4試樣安裝安裝試樣時，應采取適當措施使試樣缺口軸線與砧座軸線一致，偏差不大于±1.5mm。7.5沖擊能量的選擇7.5.1沖擊能量應根據(jù)試樣型號及材料的實際屈服強度按照表3和附錄A的規(guī)定選取。選擇的沖擊能量應保證落錘沖擊試驗后，試樣的受拉面與所匹配的砧座終止臺相接觸。表3落錘試驗條件試樣型號跨距(S)終止撓度(D)屈服強度MPa沖擊能量J210～340210～410>830～1030>1030～1240>830～1030>1030～12407.5.2確認試樣受拉面與砧座終止臺接觸。在試樣的受拉面上用蠟筆畫一條通過且平行于裂紋源焊道上機械缺口的直線，用干凈的膠帶紙或類似的材料粘貼于砧座終止臺的上表面，將試樣放在砧座上，按照表3的要求沖擊試樣，若蠟筆線從試樣上轉移到膠帶上，或能明顯觀察到試樣與膠帶的接觸，則表明試樣與終止臺的充分接觸。7.5.3若表3所列的沖擊能量不足以使試樣受拉面與砧座終止臺接觸，則應增加沖擊能量。對P-1型試樣增加140J左右，對P-2型和P-3型試樣增加70J左右，直到試樣受拉面與砧座終止臺接觸為止。8試驗程序8.1確定試驗溫度試驗溫度一般是5℃的整數(shù)倍。首次試驗溫度可根據(jù)試驗者的經驗估計無塑性轉變(NDT)溫度。7后續(xù)試驗溫度可參考表4所推薦的溫度進行。表4推薦的后續(xù)試驗溫度在t(℃)溫度試驗后的試樣斷裂情況推薦的后續(xù)試驗溫度℃斷裂斷為兩半裂紋擴展到受拉面兩個棱邊裂紋擴展到受拉面一個棱邊未斷裂堆焊缺口未開裂無效試驗裂紋擴展到試樣表面長度小于1.6mm裂紋擴展到試樣表面長度大于3.2mm,小于6.4mm裂紋擴展到試樣邊緣和焊趾的距離一半裂紋擴展到試樣邊緣的距離小于6.4mm8.2提升錘頭根據(jù)7.5.1將錘頭升到預選的高度，錘頭下落高度應不小于1m。將達到試驗溫度的試樣迅速放置在砧座支承臺上，并按照7.3要求使試樣、砧座和錘頭對中。在規(guī)定的時間內迅速釋放錘頭沖擊試樣，過程中應防止試樣受到錘頭二次沖擊，沖擊后檢查試樣狀態(tài)是否符合本文件規(guī)定的要求。8.5后續(xù)試驗根據(jù)上一次試驗結果，按8.1～8.4繼續(xù)進行試驗，直至測出無塑性轉變(NDT)溫度。9試驗結果評定9.1試驗結果記錄每完成一次落錘試驗，應檢查試樣并按照以下準則記錄試驗結果。a)斷裂——裂紋源焊道形成的裂紋擴展到受拉面的一個或兩個棱邊，或裂紋擴展到試樣的一個或兩個側面，則認為試樣斷裂，以符號“×”表示。受拉面的裂紋傳播到棱邊的所有試樣，無論起點是否在裂紋源焊道上，都認為試樣斷裂。典型斷裂試樣外觀見圖3。注：確定緊閉的裂紋是否在受拉面擴展到棱邊，可以先將試樣氧化著色或染色，然后將試樣斷為兩半，則可顯示出最初斷裂情況。b)未斷裂——裂紋源焊道形成的裂紋未擴展到受拉面的棱邊，則認為試樣未斷裂，以符號“O”表示。未斷裂的典型試樣外觀見圖4。c)無效試驗——試驗完成后，試樣的裂紋源焊道缺口無可見的裂紋，或根據(jù)砧座終止臺上的標記8d)無效試驗的產生原因可能是沖擊能量不足、裂紋源焊道的堆焊金屬延展性太好或者是試樣沒有完全對中使得試樣未接觸到砧座終止臺。無效試驗試樣應報廢，并使用另一個試樣重新進行試驗。若是因為沖擊能量不足，則應按照7.5.3要求選用更高的沖擊能量重新試驗。圖3典型斷裂試樣外觀示意圖圖4典型未斷裂試樣外觀示意圖9.2無塑性轉變(NDT)溫度的確定用一組試樣按第8章進行試驗，測出試樣斷裂的最高溫度。在該溫度時至少有一個試樣的試驗結果為斷裂，在比該溫度高5℃時至少做2個試樣的試驗，并且2個試樣均為未斷裂。9.3試驗在材料檢驗中的應用在規(guī)定的試驗溫度下至少試驗2個落錘試樣，如果所有的試樣均未斷裂，則表明材料的無塑性轉變9(NDT)溫度低于該規(guī)定的溫度；如果一個或多個試樣均斷裂，則表明材料的無塑性轉變(NDT)溫度不低于該規(guī)定的溫度。試驗報告宜包括下列內容：a)本文件編號；c)試樣編號、取樣方向和取樣位置；d)材料的實際屈服強度；e)試樣型號、試驗條件和試驗溫度；f)每個試樣的試驗結果(斷裂、未斷裂或無效試驗);g)無塑性轉變(NDT)溫度。(規(guī)范性)落錘輔助試樣尺寸及試驗條件A.1輔助試樣的形狀見圖1,尺寸見表A.1。