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彎曲試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)

彎曲試驗(yàn)測(cè)定材料承受彎曲載荷時(shí)的力學(xué)特性的試驗(yàn)，是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一。彎曲試驗(yàn)時(shí)，試樣一側(cè)為單向拉伸，另一側(cè)為單向壓縮，最大正應(yīng)力出現(xiàn)在試樣表面，對(duì)表面缺陷敏感，因此，彎曲試驗(yàn)常用于檢驗(yàn)材料表面缺陷如滲碳或表面淬火層質(zhì)量等。另外，對(duì)于脆性材料，因?qū)ζ拿舾校美煸囼?yàn)不容易準(zhǔn)確測(cè)定其力學(xué)性能指標(biāo)，因此，常用彎曲試驗(yàn)測(cè)定其抗彎強(qiáng)度，并相對(duì)比較材料的變形能力。

方法標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 9341-2008 塑料 彎曲性能的測(cè)定
ISO 178：2010/Amd 1：2013 塑料 彎曲性能的測(cè)定
ASTM D790-2017 未增強(qiáng)和增強(qiáng)塑料及電絕緣材料彎曲性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

金屬材料彎曲試驗(yàn)方法

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了彎曲試驗(yàn)方法的原理、符號(hào)、試驗(yàn)設(shè)備、試樣、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定和試驗(yàn)報(bào)告
本標(biāo)準(zhǔn)適用于金屬材料相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試樣的彎曲試驗(yàn)，測(cè)定其彎曲塑性變形能力。但小適用金屬管材和金屬焊接接頭的彎曲試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)設(shè)備
應(yīng)在配備下列彎曲裝置之一的試驗(yàn)機(jī)或壓力機(jī)上完成試驗(yàn)。
a)支輥式彎曲裝置；
b)V形模具式彎曲裝置；
c)虎鉗式彎曲裝置；
d)翻板式彎曲裝置；
2.1支輥式彎曲裝置
2.1.1 支輥長(zhǎng)度應(yīng)大于試樣寬度或直徑。支輥半徑應(yīng)為1-10倍試樣厚度支輥應(yīng)具有足夠的硬度。
2.1.2 除非另有規(guī)定，支輥間距離應(yīng)按照式(1)確定:
l= (d + 3a ) ±5a ( 1 )
此距離在試驗(yàn)期間應(yīng)保持不變。
2.1.3 彎曲壓頭直徑應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。彎曲壓頭寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑彎曲壓頭應(yīng)具有足夠的硬度
2.2 V形模具式彎曲裝置
模具的V形槽其角度應(yīng)為1800-α。彎曲角度應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。彎曲壓頭的圓角半徑為d/2。
模具的支承棱邊應(yīng)倒圓，其倒圓半徑應(yīng)為1~10倍試樣厚度。模具和彎曲壓頭寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑。彎曲壓頭應(yīng)具有足夠的硬度。
2.3 虎鉗式彎曲裝置
裝置由虎鉗配備足夠硬度的彎心組成?？梢耘渲眉恿Ω軛U。彎心直徑應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，彎心寬度應(yīng)人于試樣寬度或直徑。
2.4 翻板式彎曲裝置1]
2.4.1 翻板帶有楔形滑塊?；瑝K寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑。滑塊應(yīng)具有足夠的硬度。翻板固定在耳軸上。試驗(yàn)時(shí)能繞耳軸軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。耳軸連接彎曲角度指示器，指示00~1800的彎曲角度。
2.4.2 翻板間距離應(yīng)為兩翻板的試樣支承面同時(shí)垂直于水平軸線(xiàn)時(shí)兩支承面間的距離[見(jiàn)圖4c]。
按照式(2)確定：
l＝（d＋2a）＋e （2）
式中:e可取值2～6mm。
2.4.3 彎曲壓頭直徑應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定彎曲壓頭寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑。彎曲壓頭的壓桿其厚度應(yīng)略小于彎曲壓頭直徑。彎曲壓頭應(yīng)具有足夠的硬度。

3 試樣
3.1 試驗(yàn)使用圓形、方形、矩形或多邊形橫截面的試樣樣坯的切取位置和方向應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。如未具體規(guī)定，對(duì)于鋼產(chǎn)品，應(yīng)按照GB/T 2975的要求試樣應(yīng)通過(guò)機(jī)加工去除由于剪切或火焰切割等影響了材料性能的部分。
3.2 試樣表面不得有劃痕和損傷。方形、矩形和多邊形橫截面試樣的棱邊應(yīng)倒圓，倒圓半徑不超過(guò)試樣厚度的1/10。棱邊倒圓時(shí)不應(yīng)形成影響試驗(yàn)結(jié)果的橫向毛刺、傷痕或刻痕。
3.3 試樣寬度應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。如未具體規(guī)定，試樣寬度應(yīng)按照如下要求:
a) 當(dāng)產(chǎn)品寬度不大于20mm時(shí)，試樣寬度為原產(chǎn)品寬度；
b）當(dāng)產(chǎn)品寬度大于20mm,厚度小于3mm時(shí)，試樣寬度為20mm±5mm；厚度不小于3mm時(shí)，試樣寬度在20～50 mm之間。
3.4 試樣厚度或直徑應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，如未具體規(guī)定.應(yīng)按照以下要求。
3.4.1 對(duì)于板材、帶材和型材.產(chǎn)品厚度不大于25mm時(shí).試樣厚度應(yīng)為原產(chǎn)品的厚度:產(chǎn)品厚度大于25mm時(shí)，試樣厚度可以機(jī)加工減薄至不小于25mm，并應(yīng)保留一側(cè)原表面。彎曲試驗(yàn)時(shí)試樣保留的原表面應(yīng)位于受拉變形一側(cè)。
3.4.2 直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑不大于50mm的產(chǎn)品，其試樣橫截面應(yīng)為產(chǎn)品的橫截面。如試驗(yàn)設(shè)備能力不足，對(duì)于直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑超過(guò)30～50 mm的產(chǎn)品，可以按照?qǐng)D5將其機(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑為不小于25mm的試樣。直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑大于50mm的產(chǎn)品，應(yīng)按照?qǐng)D5將其機(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑為不小于25mm的試樣。試驗(yàn)時(shí)，試樣未經(jīng)機(jī)加工的原表面應(yīng)置于受拉變形的一側(cè)，除作另有規(guī)定，鋼筋類(lèi)產(chǎn)品均以其全截面進(jìn)行試驗(yàn)。
3.4.3鍛材、鑄材和半成品，其試樣尺寸應(yīng)在交貨要求或協(xié)議中規(guī)定
3.4.4非仲裁試驗(yàn)，經(jīng)協(xié)議可以用大于6.3條和6.4條規(guī)定的寬度和厚度的試樣進(jìn)行試驗(yàn)
3.4.5試樣長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)試樣厚度和所使用的試驗(yàn)設(shè)備確定。采用圖1和圖4的方法時(shí)可以按照式(3)確定：
L=0.5π-(d+α)+ 140 mm （3）
式中：π為圓周率，其值取3.1 。

4 試驗(yàn)程序
4.1 試驗(yàn)一般在10-350C的室溫范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)試驗(yàn)溫度應(yīng)為230C±50C。
4.2 由相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用下列方法之一完成試驗(yàn)。
a) 試樣在圖1,圖2,圖3或圖4所給定的條件和在力作用下彎曲至規(guī)定的彎曲角度；
b) 試樣在力作用下彎曲至兩臂相距規(guī)定距離且相互平行；
c) 試樣在力作用下彎曲至兩臂直接接觸。
4.3 試樣彎曲至規(guī)定彎曲角度的試驗(yàn)，應(yīng)將試樣放于兩支輥或V形模具或兩水平翻板上，試樣軸線(xiàn)應(yīng)與彎曲壓頭軸線(xiàn)垂直，彎曲壓頭在兩支座之間的中點(diǎn)處對(duì)試祥連續(xù)施加力使其彎曲.直至達(dá)到規(guī)定的彎曲角度。
如不能直接達(dá)到規(guī)定的彎曲角度，應(yīng)將試樣置于兩平行壓板之間，連續(xù)施加力壓其兩端使進(jìn)一步彎曲，直至達(dá)到規(guī)定的彎曲角度。
4.4 試樣彎曲至1800角兩臂相距規(guī)定距離且相互平行的試驗(yàn)，采用圖1的方法時(shí)首先對(duì)試樣進(jìn)行初步彎曲(彎曲角度應(yīng)盡可能大)，然后將試樣置于兩平行壓板之間連續(xù)施加力壓其兩端使進(jìn)一步彎曲，直至兩臂平行。試驗(yàn)時(shí)可以加或不加墊塊。除非產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定，墊塊厚度等于規(guī)定的彎曲壓頭直徑;采用圖4的方法時(shí)，在力作用下不改變力的方向，彎曲直至達(dá)到1800角 。
4.5 試樣彎曲至兩臂直接接觸的試驗(yàn)，應(yīng)首先將試樣進(jìn)行初步彎曲〔彎曲角度應(yīng)盡可能大，然后將其置于兩平行壓板之間，連續(xù)施加力壓其兩端使進(jìn)一步彎曲，直至兩臂直接接觸。
4.6 可以采用圖3所示的方法進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。試樣一端固定，繞彎心進(jìn)行彎曲，直至達(dá)到規(guī)定的彎曲角度。
4.7 彎曲試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)緩慢施加彎曲力。

5 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定
5.1 應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求評(píng)定彎曲試驗(yàn)結(jié)果。如朱規(guī)定具休要求，彎曲試驗(yàn)后試樣彎曲外表面無(wú)肉眼可見(jiàn)裂紋應(yīng)評(píng)定為合格。
5.2 相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎曲角度認(rèn)作為最小值；規(guī)定的彎曲半徑認(rèn)作為最大值。