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顶锻试验-金属工艺性能试验

金属工艺性能试验—顶锻试验 


金属顶锻试验是对规定尺寸的试样进行锻打或捶击以检验金属在室温或热状态下承受顶锻塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。


1
试验设备

(1) 顶锻试验设备通常为顶锻试验机、万能试验机、压力机、锻压机或手锤。试验时可使用具有足够的刚性的支撑板和防止试样偏斜的夹具。

(2) 对于热顶锻试样应用可控制温度的加热装置进行加热。


热顶锻试验装置

2
顶锻试验方法

适用范围

适用于下列横截面尺寸(直径,边长,或内切圆直径)范围的金属材料:

①对于冷顶锻试验为3mm~30mm

②对于热顶锻试验为5mm~200mm

③对于热轧盘圆和盘条的顶锻试验检查表面的方法,适用于横截面尺寸为6mm~30mm范围并以盘圆,棒材和线材形状交货的金属材料。


试样的要求

(1) 切取试样时,应防止损伤试样表面和因过热或加工硬化而改变其性能。

(2) 试样应保留原轧制或拔制表面如试样表面要求机加工应在相关产品标准中加以说明但是试样机加工的轨迹应垂直于试样的中心线。

(3) 试样的高度在相关产品标准中规定如果未具体规定对于黑色金属应为试样横截面尺寸的1.5倍至2倍,推荐采用1.5倍。对于有色金属应为试样横截面尺寸的1/2试样高度的允许偏差为±5 %h

(4) 样试样端面应垂直于试轴线。

(5) 试样标志应标记在试样的任一端面。


试验程序

(1) 顶锻试验应在静压力或动压力下进行。

(2) 冷顶锻试验一般在10℃~35℃的室温下进行,对于温度要求较严格的试验,试验温度为23℃±5℃。

(3) 对于热顶锻试验,试样的加热温度、加热时间和允许的终锻温度应按照相关产品标准规定的要求。

(4) 对于顶锻试验试样所要达到的最终高度按h1=hX计算锻压比应在相关产品标准或协议中规定,如未具体规定,锻压比推荐为1/3

顶锻最终达到的高度

h1=hX

h1

最终高度

h

顶锻前高度

X

锻压比

(5) 顶锻试验后试样不应有扭歪锻斜现象,室温顶锻时应符合表1的规定,热顶锻时应符合表2规定。


室温顶锻前后试样高度允许偏差

试样直径或边长/mm

h的允许偏差/mm

h1的允许偏差/mm

5

±0.5

±0.5

510

±1

±1

1030

±2

±2


热顶锻前后试样高度允许偏差

试样直径或边长/mm

h的允许偏差/mm

h1的允许偏差/mm

5

±0.5

±0.5

510

±1

±1

1050

±2

±2

50100

±3

±3

100150

±4

±4

150200

±5

±5


3

试样顶锻时的变形





图1 圆柱试样顶锻时变为鼓形

①试样顶锻时易趋向变为鼓形,这是由于试样两端面受摩擦力影响而限制了试样横向变形所致。

②试样顶锻试验后在鼓胀最大附近最可能出现裂纹。

③裂纹是在切向拉应力的作用下产生。


4
试验结果评定

顶锻后检查试样侧面,在有关标准或技术协议未作具有规定的情况下,一般如无裂缝、裂口、裂纹、扯破、折叠或气泡,则认为试样合格。


5
试验争议

热轧棒线材试验结果有争议时,采用金相方法检验未过顶锻的试样横截面缺陷深度,并根据产品标准供货协议规定的表面质量等级和EN 10221:1996或表3判断,如果无表面质量等级的规定,参照表3中表面质量等级D级的规定判断。


热轧棒线材表面质量等级及最大允许缺欠深度     

单位:mm

表面质量等级

公称直径dN

最大允许缺欠深度

A

5dN25
 25dN150

0.5
 0.02dN

B

5dN12
 12dN18
 18dN30
 30dN150

0.2
 0.25
 0.3
 0.01dN

C

5dN12
 12dN30
 30dN120

0.17
 0.23
 0.0075dN

D

5dN25
 5dN25
 5dN25
 5dN25

0.15
 0.2
 0.005dN
 
0.3

E

5dN25

a)

a)       E级表面质量等级应优于D级,具体要求和检测评判方法由交易相关方商定


6
行业标准

YB/T 5293-2014 金属材料 顶锻试验方法

GB/T 233-2000 金属材料 顶锻试验方法

HB 5208-1982 金属顶锻试验方法


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