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ASTM A370—17 钢产品力学性能试验方法及定义发布时间:2024-07-02   浏览量:46次

1、概述

美国材料与试验协会ASTM A370《钢产品力学性能试验方法及定义》标准是一个钢产品通用的力学试验标准,它涵盖了拉伸、弯曲硬度及冲击试验等最常规的力学性能试验,除引用相关试验方法标准外,针对钢产品力学试验进行了更加详细的规定。适用的钢产品有棒材(包括钢筋)、板材、管材、紧固件、线材等,目前我国有些产品,特别是出口产品,需方指定用该标准进行检验,但国内使用的力学试验方法标准均为通用的金属材料力学试验方法标准,这两者之间有比较大的差别,钢铁企业对此呼声很高,所以有必要对该标准进行研究,并且与通用的金属材料力学性能试验标准,特别是我国标准进行对比分析,从而指导该标准及我国力学性能试验方法标准再中国的应用。下面从以下几个主要方面进行解读。

2、适用范围

ASTM A370-17《钢产品力学性能试验方法及定义》(以下简称“本标准”)是2017年1月最新发布的,适用于钢材、不锈钢和与其相关的合金产品标准里规定的不同力学性能的测定。包括:拉伸试验、弯曲试验、硬度试验(布氏硬度、洛氏硬度、便携式硬度)、冲击试验。特别强调了本标准是这些力学性能测试的一般程序和要求,不同产品有不同的要求,要以产品标准规定为准。

目前我国应用的力学性能试验方法标准是与国际标准接轨的,与ISO标准一致,如CB/T228.1《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》、GB/T 229《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》、GB/T232《金属材料弯曲试验方法)GB/T231.1、《金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》GB/T 230.1《金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法》等都是修改采用ISO相应标准,适用于所有金属材料,除钢产品外,还包括有色金属、硬质合金等相关力学性能的测定。

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3、试样的方向要求

3.1 标准中提出 了“纵向试验”和“横向试验”的概念,并对该两个术语进行了解释,从图1就可以清楚地了解纵向试验、横向试验的试验单元和试样与轧制方向或延伸的关系,并且包括拉伸、弯曲、冲击试验。但图1仅适用于一般锻轧产品。

3.2 标准中同时引人“径向试验”和“切向试验"概念,并对其进行了定义,从图2中可以了解到不同产品切向、径向试验原理。

3.3 我国目前还没有专门的标准对上述试验概念进行详细规定,但从各试验方法标准中都能找到相应规定,本标准从两个图就很直观地了解到各种不同取样方向进行不同力学性能试验的原理,很值得借鉴。我国目前只有GB/T 2975《钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备》对力学试验用试样的取样进行了系统规定,是修改采用ISO 377制定的,目前正在修订,新版标准对力学性能试验用试样的取样方向进行了规定,与本标准规定基本相同。

4、拉伸试验

本章中有一句很重要的话,高度概括了拉伸试验的本质及试验原理,即“钢铁产品的拉伸试验是对被检材料的加工试样或全截面试样施加足以造成破裂的载荷测量其力学性能。”所有拉伸试验都是围绕这一原理进行的。本文重点介绍拉伸试验,因为本标准对拉伸试验的各个过程及装置和试样、试验速率等进行了详细的说明,对于钢铁企业生产检验来说可操作性很强。

5、弯曲试验

本标准强调弯曲试验是评价钢产品延性的一种方法,但不能定量分析材料的性能。试验方法主要依据E190和E290,与国际标准和我国标准基本一致。但本标准中有一项具体规定是我国标准没有的,即“除非另有规定,应允许弯曲试样时效,所用时效温度应不能使时效前加工材料发生实质性的改变,时效可以在24~48小时的室温下完成,也可以放在沸腾的水或热油或炉子里来提高温度在较短的时间内完成”。并指出弯曲速度通常不是一个重要的因素。

6、硬度试验

6.1布氏硬度试验、洛氏硬度试验

6.1.1 试验装置包括硬度计、显微测量装置、标准压球(硬质合金球)。

6.1.2对试样的要求 与我国标准一致,主要是对试样表面质量、厚度、试样加工等的要求,值得注意的是,我国标准GB/T 231.1-2009和GB/T 230.1-2009中对试样表面粗糙度有要求,而本标准及国际标准都没有这一要求,国家标准中是这样规定的:试样表面应能保证压痕直径的精确测量,建议表面粗糙度参数Ra不大于1.6μm。

7、夏比冲击试验

7.1 试验装置

7.1.1 试验机

本标准中要求用于测试钢材的夏比冲击试验机通常试验能力在300 -400J能量范围内。冲击点的线性速率应在4.9-.8 m/s范围内。这对于我们钢材的冲击试验有参考价值。

7.1.2温度介质

本标准中规定低温介质为水、冰加水、干冰加化学溶剂或液氮等冷的液体。高温介质一般为无机的或硅树脂油,也可用循环气体炉。我国标准GB/T229--2009中也有对试验温度的要求,但没有推荐具体温度介质,这里分别对低温、高温介质具体化,有助于试验人员的操作。

8、特殊形状产品

用附录的形式对钢棒、钢管.紧固件、钢绞线、钢筋的力学性能试验(拉伸、弯曲硬度、冲击)特殊要求进行了规定。

9、结束语

通过ASTM A370-17与我国相关标准及国际标准对比分析,不难看出,这个标准是一个适用于钢产品的综合性力学性能试验标准,并不是-一个试验方法标准,相关力学性能试验还是根据相应试验方法标准进行,这里实际上是对钢产品拉伸、弯曲、硬度、冲击等常规力学性能试验条件、试样及不同试验设备要求的一个补充和细化,另外,还对一些钢产品专用术语进行了补充,非常适用于钢铁企业大生产检验,可操作性强。它涵蓋了几乎所有钢铁产品,如钢棒、钢板、钢管、钢筋,盘条、钢绞线等,甚至包括螺栓等紧固件产品,还对冲击试样不同尺寸、位置对试验结果产生的影响进行了详细的理论分析,例举了可能会导致的试验结果。经分析研究认为该标准并不适于作为专用试验方法标准进行产品检验,它是相应试验方法标准的配套标准,但在按相应力学性能试验方法标准试验时,配合使用非常必要。

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