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GB/T232—2024代替GB/T232—2010金屬材料彎曲試驗(yàn)方法Metallicmaterials—Bendtestingmethod國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會 I 2 26.1一般要求 26.2支輥式彎曲裝置 36.3V型模具式彎曲裝置 6.4虎鉗式彎曲裝置 3 37.2試樣的棱邊 7.3試樣寬度 47.4試樣厚度 4 4 7.7試樣的長度 58試驗(yàn)程序 5 6附錄A(規(guī)范性)平面應(yīng)變條件下的彎曲試驗(yàn) A.2一般要求 8 8A.4結(jié)果評定 9 附錄B(資料性)通過測量彎曲壓頭位移測定彎曲角度的方法 IGB/T232—2024 更改了圖3(見圖3,2010年版的圖3);——更改了部分符號和說明,增加了洛德(Lode)角參數(shù)0、應(yīng)力三軸度η和支輥半徑R(見表1,2010年版的表1);本文件修改采用ISO7438:2020《金屬材料彎曲試驗(yàn)》。本文件與ISO7438:2020相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整: ISO7438:2020的8.3分為8.3和8.4,ISO7438:2020的8.4順延為8.5——調(diào)換了附錄A和附錄B的順序。本文件與ISO7438:2020的技術(shù)差異及其原因如下:——增加了規(guī)范性引用文件GB/T2975(見7.1),確保標(biāo)準(zhǔn)的可操作性;——將標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法》;——增加了圖5的提及(見8.2a)]。1GB/T232—2024金屬材料彎曲試驗(yàn)方法本文件描述了測定金屬材料承受彎曲塑性變形能力的試驗(yàn)方法。本文件適用于金屬材料相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試樣的彎曲試驗(yàn),不適用于金屬管材全截面和金屬焊接接頭的彎曲試驗(yàn),金屬管材和金屬焊接接頭的彎曲試驗(yàn)2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備(GB/T2975—2018,ISO377:2017,MOD)3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4符號和說明本文件使用的符號和說明見表1。符號說明單位a試樣厚度或直徑(或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑)mmb試樣寬度mmc試驗(yàn)前支輥中心軸所在水平面與彎曲壓頭中心軸所在水平面之間的間距mmD彎曲壓頭直徑mmf彎曲壓頭位移mmη應(yīng)力三軸度L試樣長度mm1支輥間距離mmp支輥中心軸所在垂直面與彎曲壓頭中心軸所在垂直面之間的間距mmR支輥半徑mmr試樣彎曲后的彎曲半徑mm洛德角參數(shù),例如應(yīng)變路徑方向a彎曲角度2GB/T232—20245原理彎曲試驗(yàn)是以圓形、方形、矩形或多邊形橫截面試樣在彎曲裝置上經(jīng)受彎曲塑性變形,不改變加力方向,直至達(dá)到規(guī)定的彎曲角度。彎曲試驗(yàn)時(shí),試樣兩臂的軸線保持在垂直于彎曲軸的平面內(nèi)。在彎曲180°的彎曲試驗(yàn)中,按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求,可將試樣彎曲至兩臂直接接觸或相互平行且相距規(guī)定距離,可使用墊塊控制規(guī)定距離。6試驗(yàn)設(shè)備6.1一般要求彎曲試驗(yàn)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:a)配有兩個(gè)支輥和一個(gè)彎曲壓頭的支輥式彎曲裝置,見圖1;b)配有一個(gè)Y型模具和一個(gè)彎曲壓頭的V型模具式彎曲裝置,見圖2;c)虎鉗式彎曲裝置,見圖3。圖1配有兩個(gè)支輥和一個(gè)彎曲壓頭的支輥式彎曲裝置圖2配有一個(gè)V型模具和一個(gè)彎曲壓頭的V型模具式彎曲裝置3GB/T232—2024標(biāo)引序號說明:2——彎曲壓頭。圖3虎鉗式彎曲裝置6.2支輥式彎曲裝置6.2.1支輥長度和彎曲壓頭的寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑(見圖1)。彎曲壓頭的直徑由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。支輥和彎曲壓頭應(yīng)具有足夠的硬度。6.2.2除非另有規(guī)定,支輥間距離l應(yīng)按照公式(1)確定。此距離在試驗(yàn)期間應(yīng)保持不變。…………(1)6.3V型模具式彎曲裝置模具的V形槽的角度應(yīng)為180°-a(見圖2),彎曲角度α應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。模具的支承棱邊應(yīng)倒圓,倒圓半徑應(yīng)為1倍~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并應(yīng)具有足夠的硬度。6.4虎鉗式彎曲裝置裝置由虎鉗及具有足夠硬度的彎曲壓頭組成(見圖3),可配置加力杠桿。由于虎鉗左端面的位置會影響測試結(jié)果,因此虎鉗的左端面(見圖3)不能達(dá)到或者超過彎曲壓頭中心垂線。6.5其他彎曲裝置符合彎曲試驗(yàn)原理的其他彎曲裝置(例如翻板式彎曲裝置等)亦可使用。7.1一般要求試驗(yàn)應(yīng)使用圓形、方形、矩形或多邊形橫截面的試樣,試樣表面不應(yīng)有影響試驗(yàn)結(jié)果的劃痕或損傷。4GB/T232—2024樣坯的切取位置和方向應(yīng)符合相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。如未具體規(guī)定,對于鋼產(chǎn)品,應(yīng)按照GB/T2975的要求。試樣應(yīng)去除由于剪切、火焰切割或類似的操作而影響材料性能的部分。如果試驗(yàn)結(jié)果不受影響,試樣受影響的部分可不去除。7.2試樣的棱邊矩形和多邊形橫截面試樣的棱邊應(yīng)倒圓,倒圓半徑不應(yīng)超過以下數(shù)值: 1mm,當(dāng)試樣厚度小于10mm時(shí); 1.5mm,當(dāng)試樣厚度大于或等于10mm且小于50mm時(shí);——3mm,當(dāng)試樣厚度大于或等于50mm時(shí)。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。如試驗(yàn)結(jié)果不受影響,試樣的棱邊可不倒圓。7.3試樣寬度試樣寬度應(yīng)符合相美產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,如未具體規(guī)定,應(yīng)按照以下要求a)當(dāng)產(chǎn)品寬度不大于20mm時(shí),試樣寬度為產(chǎn)品寬度;1)當(dāng)產(chǎn)品厚度小千3mm時(shí),試樣寬度為2055)mmu2當(dāng)產(chǎn)品厚度大于或等中3-m時(shí),試樣寬度在20mm和30mn之間驗(yàn)應(yīng)按照附錄A執(zhí)行。7.4試樣厚度7.4.1對于板材、帶材和型和樣厚度應(yīng)為產(chǎn)鼠厚度。如果產(chǎn)品座度人工mm,樣厚度可機(jī)加工減薄至不小于20mm,并保留二側(cè)原裝面,變曲試驗(yàn)時(shí),試樣未經(jīng)租臟上的表面應(yīng)置于受拉變形面。7.4.2直徑(圓形橫截面)或內(nèi)切圓直徑(多近形贗截的)不人子30mm的產(chǎn)品,其試樣橫截面應(yīng)為產(chǎn)品的橫截面。對于直餐或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑夫于30mm但不大手50mm的產(chǎn)品,可將其機(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑不小于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)將其機(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑不小于25mm的試樣(見圖4)。彎曲試驗(yàn)時(shí),試群未經(jīng)機(jī)加工的表面應(yīng)置于受拉變形面。單位為毫米圖4圓形橫截面試樣的直徑和多邊形橫截面試樣的內(nèi)切圓直徑對于鍛材、鑄材和半成品,其試樣的尺寸和取樣方法應(yīng)在交貨要求或協(xié)議中規(guī)定。7.6大厚度和大寬度試樣經(jīng)協(xié)議,可使用大于7.3規(guī)定寬度和7.4規(guī)定厚度的試樣進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。5GB/T232—2024試樣長度應(yīng)根據(jù)試樣厚度(或直徑)和所使用的試驗(yàn)設(shè)備確定。8試驗(yàn)程序8.1試驗(yàn)一般在10℃~35℃的室溫范圍內(nèi)進(jìn)行。對溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn),試驗(yàn)溫度應(yīng)為(23±5)℃。a)試樣在給定的條件和力作用下彎曲至規(guī)定的彎曲角度(見圖1、圖2、圖3和圖5);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(見圖6);c)試樣在力作用下彎曲至兩臂直接接觸(見圖7)。圖5一彎曲試樣的兩臂圖6試樣的兩臂相互平行6GB/T232—2024圖7試樣的兩臂相互接觸8.3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(見圖1)或V型模具(見圖2)上,試樣軸規(guī)定的彎曲角度(見圖5)。8.4試樣彎曲至兩臂相互平行的試驗(yàn)。首先對試樣進(jìn)行彎曲(見圖5),然后將試樣置于兩平行壓板之樣兩端連續(xù)施加壓力進(jìn)行進(jìn)一步彎曲,直至兩臂直接接觸(見圖7)。a)本文件編號;c)試樣的形狀和尺寸;d)試驗(yàn)條件(彎曲壓頭直徑、彎曲角度);e)與本文件的偏離;f)試驗(yàn)結(jié)果。7GB/T232—2024(規(guī)范性)A.1概述試樣寬度的選取可參考7.3a)和7.3b)中厚度和寬度的不同組合,以及圖A.1所示的平面應(yīng)變條2——b≥10Xa,當(dāng)a>3;變狀態(tài)時(shí),會形成彎曲的極端狀態(tài)。當(dāng)寬度厚度比(b/a)不小于10時(shí),試樣會呈現(xiàn)出平面應(yīng)變狀態(tài)。本附錄給出的規(guī)定仍會導(dǎo)致以下影響:8——試樣重量會增加;——可能不會滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的彎曲性能要求。對于一些應(yīng)用,按照本附錄測定的結(jié)果會更貼合實(shí)際。由于大多數(shù)圓形或正六邊形截面(棒)的試樣不會形成臨界狀態(tài)(平面應(yīng)變),因此不涉及本附錄內(nèi)容。A.2一般要求薄板或薄帶(矩形試樣)的彎曲性能很大程度上取決于試樣的寬度。不同的試樣寬度會呈現(xiàn)出不同的應(yīng)變狀態(tài)。寬度過小的試樣可提高彎曲試驗(yàn)結(jié)果判定為合格的可能性,見圖A.2。采用相同的彎曲壓頭進(jìn)行試驗(yàn),由于試樣寬度不同,結(jié)果相差很大。左側(cè)試樣的寬度厚度比(b/a)是4,沒有達(dá)到平面應(yīng)變(拉伸)所要求的應(yīng)力三軸度臨界條件(η[O=0]=+1/√3≈0.58)。應(yīng)力三軸度臨界條件值可根據(jù)應(yīng)力三軸度》和洛德角參數(shù)07-0的關(guān)系[見公式(A.1)]獲得,令θ=0(代表平面應(yīng)變路徑),計(jì)算η值?!?A.1)圖A.2顯示了應(yīng)力三軸度的估計(jì)值(采用有限元模擬),證實(shí)了造成評定不合格的區(qū)域和達(dá)到高于平面應(yīng)變臨界條件的應(yīng)力三軸度具有良好的相關(guān)性。注:雖然洛德角參數(shù)和應(yīng)力三軸度在平面應(yīng)變條件的力學(xué)背景資料中有所涉及,但是它們并不會在試驗(yàn)中被直接使用。A.3中的規(guī)定可以滿足平面應(yīng)變條件。YY10.50.40.3b;圖A.2取決于試樣寬度(b)的彎曲性能的差異性A.3試樣為了滿足平面應(yīng)變條件,應(yīng)使用寬度厚度比(b/a)大于或等于10的試樣。7.3中的一些薄板試樣已經(jīng)滿足了這個(gè)要求,見圖A.1。9GB/T232—2024A.4結(jié)果評定對于矩形試樣,由于棱邊加工不良萌生裂紋,這些棱邊裂紋不是9.1中規(guī)定的彎曲試驗(yàn)試樣不合格的依據(jù),9.1的試驗(yàn)評定不應(yīng)包含長度不超過兩倍試樣厚度棱邊處萌生的裂紋。如棱邊處萌生的裂紋注:對于寬度厚度比(b/a)為10的試樣,平面應(yīng)變區(qū)域位于寬度方向上占試樣總寬度60%的中心區(qū)域。試樣棱邊結(jié)果評定只需要考慮平面應(yīng)變區(qū)域的裂紋。A.5試驗(yàn)報(bào)告除第10章中a)~f)的要求以外,報(bào)告還應(yīng)包含試樣所使用的尺寸,以及注明參考本附錄。(資料性)通過測量彎曲壓頭位移測定彎曲角度的方法本附錄描述了試樣在壓力作用下彎曲角度α的測定方法。由于直接測量彎曲角度α比較困難,因此,宜使用通過測量彎曲壓頭位移f計(jì)算彎曲角度α的方法。試樣在力的作用下彎曲角度a由彎曲壓頭的位移來測定,其計(jì)算值見圖B.1,計(jì)算方法見公式(B.1)~公式(B.4):W=√p2+(f-c)2-c2…………(B圖B.1彎曲角度α的計(jì)算值GB/T232—2024[1]HillR.TheMathematicalTheoryofPlasticity.ClarendonPress,Oxford,(1950)[2]CrafoordR.,Plasticsheetbending,Ph.D.Thesis,ChalmersTekniskaH?gskola,G?teborg,(1970)[3]DuncanJ.L.TheMechanicsofSheetMetalForming,EdwardArnoldLtd.,London,(1992)[4]ChanW.M.,ChewH.P.,LeeB.T.,Finiteelementanalysisofspring-backofV-bendingsheetmetalformingprocesses,Int.JournalofMaterialsProcessingTechnology,148,15-24,(2004)[5]CheongK.etal.,EvaluationoftheVDA238-100TightRadiusBendingTestusingDigitalImageCorrelationStrainMeasurement,Int.JournalofPhysics,Conf.Ser.896012075,(2017)[6]LiY.,WierzbickiT.,PredictionofplanestrainfractureofAHSSsheetswithpost-initi
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