1、机械产品金属材料检验取制样作业指导书1、规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书引用而成为本作业指导书的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，按其最新版执行。GB/T20066-2006 刚和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样及试样制备2、理化检验基本要求2.1 检验人员资格培训考核。2.1.1 理化检验人员必须具备资格证，各专业至少具备、级各一人，资格证颁发必须经机械工业理化检验人员技术培训和资格鉴定委员会认可。2.1.2 不具备资格的理化检验人员不能进行试验操作。2.2 试验设备在校准周期内，并
2、处于校准状态。万能试验机、冲击试验机、机械天平每年校准一次，电阻炉热电锅每半年校准一次。2.3 试验室做好设备的防尘、防高温、防潮、防震、等工作，保证试验环境适宜性。2.4 理化检验人员每天下班前需对水、电、门、窗、气认真检查，以保证安全。3 切取样坯的方法3.1 切取样坯应遵循原则3.1.1 样坯都应在外观及尺寸合格的钢材上切取3.1.2 切取样坯时，应防止因迂热，加工硬化而影响其力学及工艺性能。3.1.3 取样时，应对样坯和试样作出不影响其性能的标记，以保证始终识别取样的位置和方向。3.2 钢板切取拉伸、冲击和弯曲样坯3.2.1 钢板切取拉伸、冲击和弯曲样坯应在宽度的 1/4 处切去，见图
3、 1 和图 2.如试验机能力允许时，应尽可能取全厚度做拉伸试验。3.2.2 切取弯曲试样时，如机加工和试验机能力允许，应制备成全截面或全厚度的弯曲试样；如机加工和试验机能力有限，则弯曲试样也应至少保留一个原表面。图 1 在钢板上切取冲击样坯的位置(d)t 50m(c)25m30m(a)全 厚 度 试 样 w/4t/12.5mw/4轧 制 表 面 30w/4Ww/4t图 2在 钢 板 上 切 取 冲 击 样 坯 的 位 置 (b)t40mw/4tt/2tw/4W(a)对 于 全 部 t值3.3 板材焊接工艺评定时切取拉伸、冲击和弯曲样坯。3.3.1 焊接工艺评定切取拉伸、冲击和弯曲数量应符合表
4、1 的规定。3.3.2 板材按工艺评定切取拉伸、冲击和弯曲样坯应进行外观检查和无损检测（JB4730）,然后在合格部位和切取试样。表 1 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量试验项目和取样数量（个）拉伸试验 弯曲试验 冲击试验试件母材的厚度 T(mm)拉伸 面弯 背弯 侧弯 焊缝区 热影响区T20试样类别面弯 背弯 侧弯 焊缝金属 热影响区试样数量 1 1 1 2 3（或 6） 3注： 1）、当试板厚度 s20 时，应采取全板厚单个试样；当是试样厚度 s20 时，根据实验条件可采用全板厚的单个试样，也可用多片试样。采用多片试样时，应将焊接接头全厚度的所有试样组成一组，作为一个是试样。 2）、试
5、板厚度 s 为1020mm 时，可采用一个面弯，一个背弯，也可用 2 个侧弯代替面弯和背弯。 3）、标准的抗拉强度下限 b540mm 的刚才和 Gr-Mo 钢，且试板厚度 s60mm，以及设计温度低于-30 度且 s40mm 的低温钢。焊缝金属冲击数量为 6 个。 4）、一般只进行焊缝金属的冲击试验，但对设计温度-20 度的低温设备，还应增加热影响区的冲击试验。 4室温拉伸试验4.1.1 试样的形状件图 5 所示注；1.四面机加工的巨型横截面试样仲截试验时其表面粗糙度应不大于 0.82.试样头部形状仅为示意性。3.上图示图横截面试样（一般采用标准中 P4）LcLo+d/2 仲裁试验；Lo+2d
6、4.上图矩形横截面试样（一般采用标准中 P10）LcLo+1.5So 仲裁试验 Lo+2So图 5 板材拉伸试样形状图3.23.20.80.5So 夹 d=10mr0.75d(m)Lo=5d(m) b=25mar12mLo=.6SLct4.1.2 试样的制备机加工试样的横向尺寸公差应符合表 3 的规定要求。4.1.3 原始横截面积（So）的测定a 应根据测量的原始试样尺寸计算原始横截面积，测量每个尺寸应准确到0.5%。b 对于圆形横截面试样，应在标距地两端及中间三处两个相互垂直的方向测量直径，取其算术平均值，取用三处得得最小横截面积按照 So1/4 d计算。c.对于矩形横截面试样。应在标距的两
7、端及中间三处测量宽度和厚度，取用三处测得的最小横街面积，按照 So=ab 计算。表 3 试样横向尺寸公差名称 标称横向尺寸 尺寸公差 形状公差3 0.05 0.0236 0.06 0.03610 0.07 0.041018 0.09 0.04机加工的图形横截面积直径1830 0.10 0.05四面机加工的矩形横截面试样的横向尺寸 相同于圆形横截面试样的直径公差3360.1 0.0561010180.2 0.1相对两面机加工的矩形横截面试样横向尺寸1830 0.5 0.230505.弯曲试验5.1 板材弯曲试验，国内材料依据 GB/T232-1999 标准。5.1.1 试样a.试样应通过机加工去
8、除由于剪切或火焰切割等影响了材料性能的部分。b.试样表面不得有划痕和损伤。矩形横截面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不超过试样厚度的1/10。棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或刻痕。C.试样宽度应按照相关产品标准的要求。如未具体规定试样宽度应在 2050mm 之间。d)试样厚度应按照相关产品标准的要求。如未具体规定，应按照以下要求。i对于产品厚度不大于 25mm 时，试样厚度应为产品的厚度；ii产品厚度大于 25mm 时。试样厚度可以机加工减薄至不小于 25mm，并应保留一侧原表面。弯曲试验时试样保留的原表面应位于受拉变形一侧。f)非仲裁试验该协议可以大于 c)、d)条规定的厚度和弧度
9、试样进行试验。e)试样长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定。一般可以按照 L0.5（d+a）+140mm，式中； 为圆周率，其值取 3.1；a 为试样厚度；d 为弯曲压头或弯心直径。6.化学成分分析6.1 化学成分测定用试样的取样，依据 GB/T20066-2006 标准6.2 样品6.2.1 品质所采用的取样方法应保证分析试样能代表熔体或抽样产品的化学成分平均值。分析试样在化学成分方面应具有良好的均匀性，其不均匀性应不对分析产生显著偏差。然而，对于熔体的取样，分析方法和分析试样二者有可能存在偏差，这种偏差将用分析方法的重现性和再现性表示。分析试样应去除表面涂层、除湿、除尘以及除去其他形式
10、的污染。分析试样应尽可能避开孔隙、裂纹、疏松、毛刺、折叠或其他表面缺陷。在对熔体进行取样时，如果预测到样品的不均匀或可能的污染，应采取措施。从熔体中取得的样品在冷却时，应保持其化学成分和金相组织前后一致。值得注意的是，样品的金相组织可能影响到某些物理分析方法的准确性，特别是铁的白口组织与灰口组织，钢的铸态组织与锻态组织。6.2.2 大小块状的原始样品的尺寸应足够大，以便进行复验或必要时使用其他的分析方法进行分析。制备的分析试样的质量应足够大，以便可能进行必要的复验。对屑状或粉末状样品，其质量一般为 100g。块状的分析试样的尺寸要求取决于所选定的分析方法，对于光电发射光谱分析和 X 射线荧光光
11、谱分析，其分析试样的形状与大小由分析仪器决定。本标准中给出的分析试样的尺寸外形仅供参考。6.2.3 标识分析试样应给定唯一的标识，以便能识别出抽样产品所取自的熔体，必要时，记录下熔体的样品处理条件和从抽样产品中取得的原始样品或分析试样的取样位置。生铁的分析试样应给定唯一的标识，以便能识别出交货批或部分交货批以及取自交货批的份样。使用的标识或其他相似的标识方法应确保给定标识的剩余试样与分析试样相关联。记录样品状态和条件的标识应确保不与有关的分析记录等项目的标识相混淆。6.2.4 保存应该有适当的贮存设备用于单独保存分析试样。在分析试样的制备过程中和制备后，分析试样应该防止污染和化学变化。原始样品
12、允许以块状形式保存，需要时再制取分析试样。分析试样或块状的原始样品要保存足够长的时间，以保证分析实验室管理的完墼性。6.2.5 仲裁样品用于仲裁时，分析试样的制备应该由供需双方或他们的代表共同完成。制备分析试样时所使用的方法应该有记录。用于贮存仲裁分析试样的容器应该由双方或他们的代表一起密封。除非有不同意见，该容器由对样品制备负责任的任何一方的代表保存。6.3 取样6.3.1 从熔体中取样为了监控生产过程，需要在整个生产过程的不同阶段从熔体中取样。根据铸态产品标准的要求，可以在熔体浇注的过程中进行取样来测定化学成分。对用于生产铸态产品的液体金属的取样，分析试样也可以按照产品标准要求从出自同一熔
13、体、用作力学性能试验的棒状或块状试样上制取。熔体的取样过程是根据对样品品质（见 6.2.1）的要求而进行的一个独立的处理过程。从熔体中取得的样品常常有如下形状：小铸锭、圆柱、矩形块、冷铸圆盘或附带有一个或多个小棒样品的组合圆盘，有时是一些附带小块样品的圆盘。6.3.2 从成品中取样在可能的情况下，原始样品或分析样品可以从按照产品标准中规定的取样位置取样，也可以从抽样产品中取得的用作力学性能试验的材料上取样。对于铸铁产品，分析试样可以从铸态产品的棒或块中取样。对于锻造产品，分析试样可以从未锻造的原始产品中，或从锻后了的产品中，或从额外锻造的产品中取样。当产品标准中没有作相应规定时，或者茌产品订货
14、中已注明时，分析试样的取样可由供需双方协商确定，即可从力学性能试验的试样上取样，也可从抽样产品中直接取样。原始样品或分析试样可用机械切削或用切割器从抽样产品中取得。对有些元素的取样应考虑有一些特殊的措施。6.4 制样6.4.1 样品的前处理如果样品中的某一部分的化学成分有可能不具有代表性，例如氧化，首先要研究样品的特性和化学成分的变动范围，然后除去样品中已发生了成分变化的部分。接下来应该对样品采取保护措施防止化学成分发生变化。必要时，应采用合适的方法去除在样品制备过程中使用的涂层，使要被切削的金属表面完全外露。金属表面要使用适当的溶剂除油，但应保证除油的方法对分析结果的正确性不产生影响。6.4
15、.2 屑状分析试样分析试样是由有一定的形状和大小的屑状试样组成。它是通过钻、切、车、冲等方法制取的。屑状试样不应从受切割火焰的热影响的部位取得。制样过程中所使用的工具、机械、容器应该预先进行清洗，以防止对分析试样产生污染。机械加工试样时，切下的屑状物不应该过热，这可从它的颜色变化来判断（发蓝或发黑）。对于合金钢的某些钢种的屑状物会不可避免的出现变色，例如锰钢和奥氏体钢，应通过选择合适的工具和切剖速度来尽量减小影响。必要时，对加工的样品进行热处理来软化样品。只有当屑状物能用适当的不残留溶剂清洗时，才能在机械加工过程中使用冷却剂。称取试料前，屑状试样应该充分混合。一般情况下，使用在平面上滚动的容器
16、或使用翻转容器进行混合，其效果较好。6.4.3 粉末或碎粒状分析试样不能用钻取方法制备屑状样品时，样品应该切小或破碎。然后用破碎机或振动磨粉碎。振动磨有盘磨和环磨。制取的粉末分析试样应该全部通过规定直径的筛。在用热分析方法测定碳的情况下，用破碎机破碎制成的分析试样的碎块颗粒尺寸范围大约在 1mm2mm用于粉碎的设备所使用到的材料应该不影响样品的成分。应该进行适当的试验以证实使用该设备不会影响到分析试样的成分。粉碎方法不能用于含有石墨的铁的制样。进行过筛操作时，应该注意避免样品的污染和损失。过筛硬材料时，应该注意避免损坏筛的筛丝。称取试料前应对分析试样进行均匀化处理。通过搅拌能使粉末样品均匀化。
17、注意：当金属颗粒小到约 150m 时，可能有着火的危险。在粉碎的过程中要确保通风。6.4.4 块状分析试样6.4.4.1 分析试样的选择分析试样是通过切割从抽样产品或原始样品中制取的，其尺寸大小及形状要适合分析方法的需要。样品可用锯切、砂轮切、剪切或冲切方法进行切割。产品标准中没有明确规定时，如果材料有足够的厚度，物理分析方法用样品应该在产品的横截面上制取。6.4.4.2 分析试样的表面制备分析试样的表面制备应该制备到露出适合于分析方法使用的表面。已受切割火焰热影响的样品的任何部分不能用于制备分析表面。用于制备样品的设备应该设计成尽可能减小样品的过热，其中要有相应的冷却系统。用于表面制备的四种
18、主要设备如下：a)通过铣床反复操作使金属铣到预定的深度，它适用于硬度范围适合于铣削的样品。需要时，该设备具有能够加工从熔体中取得，且仍热的样块；b)磨床有固定式、转动式或往复式，它通过反复操作使金属样品可以磨到预定的深度；c)平板抛光机有磨盘式、连续磨带式，它用于对分析试样表面研磨到一定的抛光级别；d)带有喷砂、喷磨砂、或金属丸的喷丸机用来清洁分析试样或试料的表面。制备后，分析试样的表面应该平整且没有对分析结果准确度产生影响的缺陷。切割及表面制备可以手动也可自动完成。商业上出售的系统装置，可以完成从熔体中取样到自动完成各阶段的处理。有两种厚度的管式样品的表面自动制备系统装置和冲压加工试料的系统
19、装置，可带有对样品的喷丸处理设备以及冲压前对样品热处理软化的设备。应该根据分析方法所测定元素的要求，用于制备分析试样的最后阶段的磨料应选择避免污染表面的材料。磨料的粒度应该与分析方法所需的表面光洁度要求一致。对于光电发射光谱分析方法，使用的磨料的粒度在 60 级到 120 级较合适。对于 X-射线荧光光谱分析方法，其选择的表面制备方法应该确保样品与样品间的表面抛光级别具有较好的再现性。另外，不得污染表面。磨料的影响取决于所使用的分折方法。当使用光电发射光谱分析方法时，一般预激发能清除分析试样表面的由于研磨产生的污染。使用新砂轮时，要特别注意避免表面污染。使用 x-射线荧光光谱分析方法时，应该检查是否存在潜在表面污染等缺陷。制备以后，分析试样应进行目视检查，表面应该没有颗粒异物，没有表面缺陷。如果存在缺陷，应该重新处理表面或放弃使用。分析试样应该干燥，并且应防止制备好的试样表面被污染。6.5 安全注意事项6.5.1 个人保护要提供个人防护装备，以保证减小取样及制样过程中人员受伤的危险。对液态金属取样时，防护应该包括防护服、保护手套、面罩以防止溅伤。固体金属的取样与制备时，防护应包括防护服，手、眼和听觉保护，必要时还要进行呼吸保护。
