《金屬材料+薄板和薄帶+室溫剪切試驗方法gbt+43115-2023》詳細(xì)解讀

《金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗方法gb/t43115-2023》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4符號5原理6試樣7試驗設(shè)備contents目錄8試驗程序9結(jié)果處理10試驗報告附錄A(資料性)典型剪切試驗用模具附錄B(資料性)剪切試驗測量結(jié)果不確定度的評定參考文獻(xiàn)011范圍適用對象本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗方法的術(shù)語和定義、剪切原理、試驗設(shè)備、試樣、試驗程序、試驗結(jié)果和試驗報告。適用于測定金屬薄板和薄帶材料在室溫下的抗剪切性能。涵蓋的金屬材料類型標(biāo)準(zhǔn)適用于各種類型的金屬薄板和薄帶，包括但不限于鋼鐵、鋁合金、銅合金等。對于特殊金屬材料，如鈦合金、鎳合金等，也可參照本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剪切試驗。對于非金屬材料的剪切性能測定，本標(biāo)準(zhǔn)不適用。在非室溫條件下進(jìn)行的剪切試驗，也不在本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍之內(nèi)。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于厚度大于一定數(shù)值的金屬板材剪切試驗。不適用的范圍022規(guī)范性引用文件國家標(biāo)準(zhǔn)010203GB/T228.1-2021金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T2975-2018鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗取樣位置及試樣制備GB/T8170-2023數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定YB/T5148-2019金屬材料薄板和薄帶拉伸應(yīng)變硬化指數(shù)（n值）的測定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ISO6892-12016Metallicmaterials—Tensiletesting—Part1:Methodoftestatroomtemperature國際標(biāo)準(zhǔn)其他相關(guān)引用文件010203ASTME8/E8M-2013aStandardTestMethodsforTensionTestingofMetallicMaterialsJISZ2241-2011金屬材料拉伸試驗方法注：以上列舉的引用文件只是部分關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，實際執(zhí)行中可能還需參考其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。同時，試驗人員應(yīng)確保所使用的標(biāo)準(zhǔn)為最新版本，以保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。033術(shù)語和定義3.1金屬材料金屬材料指具有光澤、延展性、容易導(dǎo)電、傳熱等性質(zhì)的材料，是制作各種機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的主要材料。黑色金屬有色金屬包括鐵、鉻、錳等，其中鋼鐵是基本的結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、車輛、船舶和各種機(jī)械制造等領(lǐng)域。指除黑色金屬外的金屬及其合金，如銅、鋁、鎂、鋅等，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和耐腐蝕性。室溫剪切指在室溫下對薄板或薄帶進(jìn)行剪切加工的過程，是金屬材料加工中的重要工藝之一。薄板指厚度在0.2毫米至4.0毫米之間的板材，具有良好的塑性和加工性能，廣泛應(yīng)用于汽車、造船、家電等領(lǐng)域。薄帶指寬度較窄的薄板，通常用于制作各種彈簧、墊片、連接器等小型零部件。3.2薄板和薄帶通過對金屬材料進(jìn)行剪切加載，測試其剪切強(qiáng)度、延伸率等力學(xué)性能的方法。剪切試驗指本標(biāo)準(zhǔn)的編號和發(fā)布年份，規(guī)定了金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗的試樣制備、試驗設(shè)備、試驗方法及結(jié)果評定等內(nèi)容。gb/t43115-2023根據(jù)金屬材料在剪切過程中的力學(xué)行為和變形特點(diǎn)，通過測量剪切力和位移等參數(shù)，計算出金屬材料的剪切性能指標(biāo)。試驗原理3.3剪切試驗方法044符號σ表示應(yīng)變，無量綱，用于描述材料在受力狀態(tài)下的變形程度。εE表示彈性模量，單位為GPa，描述材料在彈性階段應(yīng)力與應(yīng)變之間的比例關(guān)系。表示應(yīng)力，單位為MPa或GPa，用于描述材料在受力狀態(tài)下的內(nèi)部抵抗力。4.1通用符號4.2剪切試驗相關(guān)符號G表示剪切模量，單位為GPa，描述材料在剪切變形中應(yīng)力與應(yīng)變之間的比例關(guān)系。γ表示剪應(yīng)變，無量綱，是剪切試驗中材料的變形量與原始尺寸之比。τ表示剪應(yīng)力，單位為MPa，是剪切試驗中材料所受的剪切力與其面積之比。4.3試樣尺寸及狀態(tài)符號t表示試樣的厚度，單位為mm，是剪切試驗中重要的尺寸參數(shù)。w表示試樣的寬度，單位為mm，影響剪切試驗中的受力面積。L表示試樣的長度，單位為mm，通常用于計算試樣的體積或質(zhì)量。A表示試樣的剪切面積，單位為mm2，是剪切力作用的有效面積。055原理剪切力的施加通過特定的試驗設(shè)備，在試樣上施加一個逐漸增大的剪切力，直至試樣發(fā)生斷裂。這個過程中，剪切力的變化會被精確記錄?？辜魪?qiáng)度的測定試樣的抗剪強(qiáng)度是通過測量在剪切過程中試樣所承受的最大剪切力來確定的。這個強(qiáng)度值反映了金屬材料在受到剪切作用時的抵抗能力。剪切試驗的基本原理本試驗方法嚴(yán)格遵循國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T43115-2023，確保了試驗的準(zhǔn)確性和可靠性。國家標(biāo)準(zhǔn)試驗在室溫下進(jìn)行，以模擬金屬材料在常規(guī)使用環(huán)境下的性能表現(xiàn)。這有助于更真實地評估材料的實際應(yīng)用性能。室溫條件試驗方法的依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)薄板和薄帶試樣的特殊性材料特性薄板和薄帶金屬材料可能具有獨(dú)特的力學(xué)性能和加工硬化現(xiàn)象。因此，在剪切試驗中需要充分考慮這些特性，以便準(zhǔn)確評估材料的性能。尺寸效應(yīng)由于薄板和薄帶試樣的厚度較小，其尺寸效應(yīng)對剪切性能的影響需要特別注意。在試驗過程中，應(yīng)確保試樣的尺寸和形狀滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，以減小誤差。066試樣應(yīng)從金屬材料的代表性部位取樣，確保試樣的均勻性和一致性。取樣位置根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，制備出符合規(guī)定尺寸的試樣，保證試驗的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。試樣尺寸試樣表面應(yīng)平整、無缺陷，必要時可進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼１砻嫣幚?.1試樣的制備010203試樣應(yīng)取自材質(zhì)均勻的金屬材料，以確保試驗結(jié)果的可靠性。材質(zhì)均勻無損傷標(biāo)識清晰試樣在制備過程中應(yīng)避免受到任何損傷，以免影響試驗結(jié)果。每個試樣應(yīng)有清晰的標(biāo)識，以便于記錄和追蹤。6.2試樣的要求試樣數(shù)量根據(jù)試驗需求和標(biāo)準(zhǔn)要求，確定合理的試樣數(shù)量。試樣分組如有需要，可將試樣進(jìn)行分組，以便于對比和分析不同組別之間的差異。6.3試樣的數(shù)量與分組保存條件試樣應(yīng)保存在干燥、通風(fēng)、無腐蝕性氣體的環(huán)境中，以防止試樣受損或變質(zhì)。處理方法6.4試樣的保存與處理如試樣在試驗前需要進(jìn)行特殊處理（如熱處理、化學(xué)處理等），應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，并確保處理過程的可控性和重復(fù)性。0102077試驗設(shè)備7.1剪切試驗機(jī)應(yīng)具備足夠的剛度和精度，以確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。01應(yīng)能夠施加穩(wěn)定、連續(xù)的剪切力，并精確測量剪切過程中的力和位移。02應(yīng)具備安全防護(hù)裝置，以防止試驗過程中可能出現(xiàn)的意外傷害。03刀具應(yīng)具有足夠的硬度和耐磨性，以確保試驗的順利進(jìn)行。夾具和刀具的尺寸和形狀應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以確保試驗的一致性和可比性。夾具應(yīng)能夠牢固地夾持試樣，防止試樣在剪切過程中發(fā)生滑移或轉(zhuǎn)動。7.2夾具和刀具應(yīng)使用高精度的測量設(shè)備來測量剪切力和位移，以確保試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。7.3測量設(shè)備測量設(shè)備應(yīng)具備足夠的靈敏度和響應(yīng)速度，以捕捉剪切過程中的微小變化。應(yīng)定期對測量設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，以確保其長期穩(wěn)定性和可靠性。010203為了便于觀察和記錄試驗過程，可使用攝像設(shè)備對試驗進(jìn)行實時監(jiān)控和錄像。為了保護(hù)試驗人員和試驗設(shè)備的安全，應(yīng)使用防護(hù)罩等安全設(shè)施。在進(jìn)行大批量試驗時，可使用自動送料裝置等輔助設(shè)備來提高試驗效率。7.4輔助設(shè)備088試驗程序8.1試樣準(zhǔn)備對試樣進(jìn)行必要的預(yù)處理，如清洗、干燥等，以消除表面污染和水分對試驗結(jié)果的影響。確保試樣表面平整、無瑕疵，尺寸和形狀符合試驗要求。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件，選取具有代表性的金屬材料薄板和薄帶試樣。0102038.2試驗設(shè)備準(zhǔn)備010203選擇合適的剪切試驗機(jī)，確保其精度和量程滿足試驗要求。檢查剪切刀具的鋒利度和安裝位置，確保其能夠在試驗中正常工作。根據(jù)需要安裝和調(diào)試測量和記錄設(shè)備，如位移傳感器、力傳感器等。8.3試驗操作將試樣放置在剪切試驗機(jī)的夾具中，確保其位置準(zhǔn)確、固定牢靠。01根據(jù)試驗要求設(shè)置剪切速度、剪切位移等參數(shù)。02啟動剪切試驗機(jī)，開始進(jìn)行剪切試驗，同時觀察和記錄試驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。03123試驗結(jié)束后，關(guān)閉剪切試驗機(jī)，取出試樣并檢查其剪切面情況。對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，計算出金屬材料的剪切強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵指標(biāo)。根據(jù)試驗結(jié)果，評估金屬材料的剪切性能和工藝性能，為材料的應(yīng)用和開發(fā)提供參考依據(jù)。8.4試驗后處理099結(jié)果處理01剪切力值記錄剪切過程中的最大剪切力值，用于后續(xù)計算抗剪強(qiáng)度。9.1數(shù)據(jù)記錄02剪切位移記錄剪切過程中的剪切位移，以了解材料的剪切變形特性。03試驗條件詳細(xì)記錄試驗過程中的溫度、濕度等環(huán)境條件，以便后續(xù)結(jié)果分析。01抗剪強(qiáng)度計算根據(jù)記錄的剪切力值和試樣尺寸，計算材料的抗剪強(qiáng)度。剪切應(yīng)力-應(yīng)變曲線繪制根據(jù)記錄的剪切力和剪切位移數(shù)據(jù)，繪制剪切應(yīng)力-應(yīng)變曲線，以直觀展示材料的剪切性能。結(jié)果統(tǒng)計分析對多次試驗的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出平均抗剪強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計指標(biāo)，以評估材料的剪切性能穩(wěn)定性。9.2數(shù)據(jù)處理0203根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或設(shè)計要求，判斷材料的抗剪強(qiáng)度是否滿足要求。合格判定對于明顯偏離正常范圍的異常數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行分析和判斷，必要時進(jìn)行復(fù)驗或舍棄。異常數(shù)據(jù)處理整理試驗結(jié)果，編寫試驗報告，詳細(xì)闡述試驗過程、方法、結(jié)果及結(jié)論，為后續(xù)材料選擇和應(yīng)用提供依據(jù)。結(jié)果報告9.3結(jié)果判定1010試驗報告試驗樣品的詳細(xì)信息，包括材料類型、規(guī)格尺寸、狀態(tài)等。試驗過程中的詳細(xì)記錄，如剪切速度、剪切力、位移等數(shù)據(jù)。試驗結(jié)果的分析與判定，包括剪切強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵指標(biāo)的測定結(jié)果。試驗中出現(xiàn)的異常情況及其處理方式的記錄。10.1報告內(nèi)容10.2報告格式報告應(yīng)采用規(guī)范格式，包含標(biāo)題、試驗單位、試驗日期等基本信息。01報告中的數(shù)據(jù)應(yīng)以表格或圖表形式清晰展示，便于閱讀和分析。02報告應(yīng)包含結(jié)論部分，對試驗結(jié)果進(jìn)行簡要總結(jié)和評價。03試驗報告應(yīng)由進(jìn)行試驗的人員編寫，并由相關(guān)負(fù)責(zé)人審核。審核通過后，應(yīng)由試驗單位負(fù)責(zé)人簽發(fā)，并加蓋單位公章。報告的存檔與保密工作應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，確保試驗數(shù)據(jù)的安全性和可追溯性。10.3報告的審核與簽發(fā)010203試驗報告應(yīng)作為金屬材料質(zhì)量評估的重要依據(jù)，供相關(guān)方參考和使用。需求方在接收到報告后，應(yīng)及時進(jìn)行確認(rèn)和反饋，以便試驗單位進(jìn)行后續(xù)工作。報告可以通過電子郵件、紙質(zhì)版等方式傳遞給需求方，傳遞過程中應(yīng)確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。10.4報告的使用與傳遞11附錄A(資料性)典型剪切試驗用模具模具設(shè)計需考慮材料的硬度、延展性等因素。典型模具包括單剪模具、雙剪模具等。模具種類繁多，根據(jù)試驗需求選擇適當(dāng)?shù)哪＞?。A.1模具種類與特點(diǎn)A.2模具材料選擇0302模具材料需具備高強(qiáng)度、高硬度、耐磨性好等特點(diǎn)。01根據(jù)試驗材料的硬度和延展性，選擇合適的模具材料。常用模具材料包括工具鋼、硬質(zhì)合金等。A.3模具設(shè)計與制造要求模具的裝配和調(diào)試也是確保試驗準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)。模具制造過程中需保證加工精度和表面質(zhì)量。模具設(shè)計需符合剪切試驗的力學(xué)原理和精度要求。010203123使用前應(yīng)檢查模具的完好性和精度。使用過程中需注意安全，避免模具損壞或人身傷害。使用后應(yīng)及時清理、保養(yǎng)模具，以延長其使用壽命。A.4模具使用與維護(hù)12附錄B(資料性)剪切試驗測量結(jié)果不確定度的評定金屬材料內(nèi)部可能存在組織、成分或性能的不均勻，導(dǎo)致剪切試驗結(jié)果存在波動。材料的不均勻性操作人員的熟練程度、試樣的夾持方式、剪切速度等都會對試驗結(jié)果造成一定影響。試驗操作的影響剪切試驗機(jī)的精度、刀具的鋒利程度以及測量設(shè)備的準(zhǔn)確性都會對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。試驗設(shè)備的精度如溫度、濕度等環(huán)境因素也會對剪切試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。環(huán)境因素的影響不確定度的來源A類評定采用統(tǒng)計分析方法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到試驗結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以此作為不確定度的一個分量。B類評定根據(jù)試驗設(shè)備、測量工具的精度以及操作人員的經(jīng)驗等因素，對試驗結(jié)果進(jìn)行估計，并給出不確定度的另一個分量。合成不確定度將A類和B類評定得到的不確定度分量進(jìn)行合成，得到最終的測量結(jié)果不確定度。不確定度的評定方法提高試驗設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。