ICS77.040.10金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗方法國家標準化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標準化管理委員會GB/T43115—2023 I 4 510試驗報告 5附錄A(資料性)典型剪切試驗用模具 7 IGB/T43115—2023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。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：柳州市質量檢驗檢測研究中心、柳州職業(yè)技術學院、柳州市金元機械制造有限公研究院、鞍鋼股份有限公司、首鋼集團有限公司、寶山鋼鐵股份有限公司、沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司。1GB/T43115—2023金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗方法本文件適用于厚度0.5mm～3mm的金屬薄板和薄帶室溫剪切性能的測定。3mm參照本文件執(zhí)行。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，注日期的引用文本文件。GB/T2975鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備GB/T8170數值修約規(guī)則與極限數值的表示和判定GB/T8541鍛壓術語GB/T8845模具術語GB/T16825.1金屬材料靜力單軸試驗機的檢驗與校準第1部分：拉力和(或)壓力試驗機測力系統的檢驗與校準JJG475電子式萬能試驗機JJG1063電液伺服萬能試驗機GB/T8541和GB/T8845界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1用兩個相鄰且互相平行的刃口切斷材料。剪切力shearforceF2GB/T43115—20233.4初始橫截面積originalcross-sectionalarea試樣單側初始承剪橫截面積。3.5材料經受的最大剪切應力。3.6單邊間隙single-sidedclearanceC凸模和凹模刃口側壁之間距離。R單邊間隙與試樣厚度百分比。4符號4.1表1中的符號及其說明適用于本文件。表1符號和說明符號說明單位B試樣寬度C單邊間隙凹模刃口尺寸凸模刃口尺寸最大力示值N最大剪切力N凸模重量NL試樣長度m凸模質量gR相對間隙%S?初始橫截面積mm2t試樣厚度mm抗剪強度MPa4.2抗剪強度(tb)表達方法見示例。3GB/T43115—2023示例：—試驗剪切速度(15mm/min)———相對間隙(5.0%)抗剪強度符號-抗剪強度值(400MPa)試驗采用壓力剪切試樣，一般剪切至斷裂，測定其抗剪強度，見圖1。標引序號說明：2——試樣；3凸模：4——凸模刃口，即A、F;5——凹模刃口，即B、E;AB、EF——剪切線。6.1試樣的數量、尺寸及切取部位應按相關產品標準規(guī)定，無規(guī)定時，按6.2和6.3的規(guī)定執(zhí)行。6.3試驗采用矩形試樣，見圖2。試樣的厚度為產品的厚度，試樣長度根據凹模型腔尺寸確定，推薦長4GB/T43115—2023L——試樣長度；t——試樣厚度。試樣寬度(B)寬度允許偏差寬度測量最大值與最小值之差不大于士0.50.06士0.50.060.08士0.50.080.12注：優(yōu)先使用寬度B=40mm的試樣。6.4應按照相關產品標準或GB/T2975的要求切取樣坯和制備試樣。試樣應保留原軋制表面，表面7試驗設備按照JJG139、JJG475或JJG1063進行校準，且其準確度應為1級或優(yōu)于1級。7.2試驗機上、下壓板的工作表面應平行。模具的凸模中心線與試驗機的加力軸線盡量保持一致，加7.3試驗時可使用各種形式的雙面剪切模具。推薦使用的剪切模具見附錄A。7.4剪切和支承作用材料應采用高強度合金鋼或有足夠硬度的材料，凹模和凸模硬度應為56HRC~8試驗程序試樣初始橫截面積按式(1)計算。5GB/T43115—2023在試樣的兩端和中部分別測量寬度和厚度并取平均值。厚度測量量具分辨力應優(yōu)于0.005mm。8.2試驗模具檢查安裝試樣前，應檢查并清除凹模型腔內雜物。8.3單邊間隙及凸模選用8.3.1單邊間隙按照GB/T16743—2010中3.1.2和3.1.3選擇，推薦采用Ⅱ類單邊間隙的中間值。單邊間隙按式(2)計算。8.3.2凸模刃口尺寸按式(3)計算。8.3.3將試樣放置于凹模上緊靠定位銷并壓緊，壓邊條應避開凸模。8.3.4稱量凸模質量(m),精確到1g,并計算凸模重量G?=9.8m。8.4試驗速度試驗速度應按相關標準要求執(zhí)行；無要求時，推薦采用15mm/min。8.5設置測量系統零點在試驗加載鏈裝配完成后，應設定剪切力測量系統的零點。8.6力的施加施加試驗力，記錄試樣剪切時的最大力示值F?。8.7抗剪強度計算抗剪強度(tb)按式(4)計算：9結果處理9.1試驗結果數值應按照相關產品標準的要求進行修約。如未規(guī)定具體要求，抗剪強度值按GB/T8170修約至1MPa。9.3抗剪強度取算術平均值作為報告值。9.4評定剪切試驗測量結果的不確定度。剪切試驗測量結果不確定度的評定示例見附錄B。10試驗報告試驗報告至少包括以下主要內容：a)本文件編號；b)試驗條件信息；c)試樣標識；6GB/T43115—2023e)試樣取樣位置和方向(如已知);f)試驗過程中異常情況；7GB/T43115—2023(資料性)典型剪切試驗用模具剪切試驗用典型模具見圖A.1,其凹模見圖A.2、凸模見圖A.3、壓邊條見圖A.4、導向板見圖A.5、定位銷見圖A.6。單位為毫米標引序號說明：1——凹模；2——定位銷；3——試樣；4——壓邊條；5——夾緊螺栓；6——凸模；7——導向板；9——銷軸。圖A.1典型模具870二0.170二0.1表面粗糙度單位為微米5等R4+0.0154-R1十(1.50±0.1+0.02)0標引符號說明：Ra——表面粗糙度。6±0.16±0.1表面粗糙度單位為微米Ra0.8R0.8圖A.3凸模R1H1.5圖A.4壓邊條27二0.227二0.2尺寸單位為毫米表面粗糙度單位為微米的42±0.3R0.8100±0.1R2導25040.2120=0.34-09GB/T43115—2023(資料性)剪切試驗測量結果不確定度的評定B.1剪切試驗測量結果的標準偏差B.1.1評定Q355B鋼以3個試樣平均結果的抗剪強度不確定度。B.1.2使用10組試樣，得到測量列，測量得到的結果見表B.1。B.1.3試驗標準偏差按貝塞爾公式計算，見式(B.1)和式(B.2)?！?B.1)…………(B.2)式中：s——標準偏差；X;——1組(3個試樣)的抗剪強度的平均值；X10組試樣的抗剪強度的平均值；n——試驗組數。表B.1重復性試驗測量結果序號123456789抗剪強度(tb)/MPa343.9標準偏差/MPa相對標準偏差0.521%B.2抗剪強度不確定度的評定B.2.1數學模型按照式(B.3)和式(B.4)建立數學模型。Tb=Fm/2S。=Fm/(2B×t)………………(B.3)ucret(tb)=√u2e(Fm)+u2e(S?)+u2t(rep)+u2e(Tbu)………………(B.4)式中：ucre(tb)——抗剪強度相對合成不確定度；ure(Fm)——最大剪切力產生的相對不確定度；ure(S?)——測量初始橫截面積產生的相對不確定度；ur(rep)—-—重復性產生的相對不確定度；ure(Tby)———剪切速率產生的相對不確定度。B.2.2重復性產生的相對不確定度ure(rep)(A類相對標準不確定度)A類相對標準不確定度分項主要考慮重復性產生的相對不確定度u(rep),重復性測量按式(B.5)。u=s/√n…s——測量的標準偏差；72在正常情況下報告測量結果的平均觀測數。本例評定3個試樣測量平均值的不確定度，故應除以√3,見式(B.6)。B.2.3最大剪切力(Fm)的B類相對標準不確定度分項ure(Fm)評定B.2.3.1試驗機測力系統示值誤差帶來的相對不確定度uret(F?)。1.0級拉力試驗機示值誤差±1%,按均勻分布考慮置信因子k=√3,見式(B.7)。B.2.3.2標準測力儀的相對標準不確定度urel(F?)。使用0.3級標準測力儀對試驗機檢定。重復性r=0.3%?？梢钥闯芍貜托詷O限。則其相對標準不確定度為式(B.8)。B.2.3.3計算機數據采集系統帶來的相對標準不確定度urel(F?)。計算機數據采集系統所引入的B類相對標準不確定度為0.2×10-2,見式(B.9):urel(F?)=0.2%…………(B.9)B.2.3.4最大剪切力的相對標準不確定度分項urel(Fm)按式(B.10)計算。uret(Fm)=√u2e(F?)+u2t(F?)+u2e(F?)B.2.4初始橫截面積(S?)的B類相對標準不確定度分項urei(S?)的評定測定初始橫截面積時，測量每個尺寸應精確到±0.5%。S?=2B×t,urel(S?)=2urel(B)=2×0.289%=0.578%B.2.5剪切速率影響帶來的相對標準不確定度分項ure(Tb)試驗得出，在剪切速率變化范圍內抗剪強度最大相差6MPa,所以剪切速率對抗剪強度的影響為士3MPa,按均勻分布考慮，有式(B.13)和式(B.14)。B.2.6抗剪強度的相對合成不確定度B.2.6.1抗剪強度的標準合成不確定度分項匯總見表B.2,并按式(B.15)計算。GB/T43115—2023標準不確定度分項不確定度來源相對標準不確定度urel(rep)測量重復性0.301%ur(Fm)最大剪切力0.620%urel(S?)試樣初始橫截面積0.578%Urel(tby)剪切速率0.504%=√(0.620%)2+(0.578%)2+(0.301%)2+(0.504%)2B.2.6.2抗剪強度的相對擴展不確定度取包含概率P=95%,按置信因子k=2。見式(B.16)和urel(Tb)=2×1.02%=2.04%……………