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1、概述

美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM A370《鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)方法及定義》標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)鋼產(chǎn)品通用的力學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，它涵蓋了拉伸、彎曲硬度及沖擊試驗(yàn)等最常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn)，除引用相關(guān)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)外，針對(duì)鋼產(chǎn)品力學(xué)試驗(yàn)進(jìn)行了更加詳細(xì)的規(guī)定。適用的鋼產(chǎn)品有棒材(包括鋼筋)、板材、管材、緊固件、線材等，目前我國有些產(chǎn)品，特別是出口產(chǎn)品，需方指定用該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，但國內(nèi)使用的力學(xué)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)均為通用的金屬材料力學(xué)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，這兩者之間有比較大的差別，鋼鐵企業(yè)對(duì)此呼聲很高，所以有必要對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，并且與通用的金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，特別是我國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析，從而指導(dǎo)該標(biāo)準(zhǔn)及我國力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)再中國的應(yīng)用。下面從以下幾個(gè)主要方面進(jìn)行解讀。

2、適用范圍

ASTM A370-17《鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)方法及定義》(以下簡稱“本標(biāo)準(zhǔn)”)是2017年1月最新發(fā)布的，適用于鋼材、不銹鋼和與其相關(guān)的合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)里規(guī)定的不同力學(xué)性能的測(cè)定。包括：拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)(布氏硬度、洛氏硬度、便攜式硬度)、沖擊試驗(yàn)。特別強(qiáng)調(diào)了本標(biāo)準(zhǔn)是這些力學(xué)性能測(cè)試的一般程序和要求，不同產(chǎn)品有不同的要求，要以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為準(zhǔn)。

目前我國應(yīng)用的力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)是與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的，與ISO標(biāo)準(zhǔn)一致,如CB/T228.1《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分:室溫試驗(yàn)方法》、GB/T 229《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》、GB/T232《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法)GB/T231.1、《金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法》GB/T 230.1《金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法》等都是修改采用ISO相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，適用于所有金屬材料,除鋼產(chǎn)品外，還包括有色金屬、硬質(zhì)合金等相關(guān)力學(xué)性能的測(cè)定。

3、試樣的方向要求

3.1 標(biāo)準(zhǔn)中提出 了“縱向試驗(yàn)”和“橫向試驗(yàn)”的概念，并對(duì)該兩個(gè)術(shù)語進(jìn)行了解釋，從圖1就可以清楚地了解縱向試驗(yàn)、橫向試驗(yàn)的試驗(yàn)單元和試樣與軋制方向或延伸的關(guān)系，并且包括拉伸、彎曲、沖擊試驗(yàn)。但圖1僅適用于一般鍛軋產(chǎn)品。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)中同時(shí)引人“徑向試驗(yàn)”和“切向試驗(yàn)"概念，并對(duì)其進(jìn)行了定義，從圖2中可以了解到不同產(chǎn)品切向、徑向試驗(yàn)原理。

3.3 我國目前還沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述試驗(yàn)概念進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，但從各試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中都能找到相應(yīng)規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)從兩個(gè)圖就很直觀地了解到各種不同取樣方向進(jìn)行不同力學(xué)性能試驗(yàn)的原理，很值得借鑒。我國目前只有GB/T 2975《鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置和試樣制備》對(duì)力學(xué)試驗(yàn)用試樣的取樣進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)定，是修改采用ISO 377制定的，目前正在修訂，新版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)力學(xué)性能試驗(yàn)用試樣的取樣方向進(jìn)行了規(guī)定，與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基本相同。

4、拉伸試驗(yàn)

本章中有一句很重要的話，高度概括了拉伸試驗(yàn)的本質(zhì)及試驗(yàn)原理，即“鋼鐵產(chǎn)品的拉伸試驗(yàn)是對(duì)被檢材料的加工試樣或全截面試樣施加足以造成破裂的載荷測(cè)量其力學(xué)性能。”所有拉伸試驗(yàn)都是圍繞這一原理進(jìn)行的。本文重點(diǎn)介紹拉伸試驗(yàn)，因?yàn)楸緲?biāo)準(zhǔn)對(duì)拉伸試驗(yàn)的各個(gè)過程及裝置和試樣、試驗(yàn)速率等進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)檢驗(yàn)來說可操作性很強(qiáng)。

5、彎曲試驗(yàn)

本標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)彎曲試驗(yàn)是評(píng)價(jià)鋼產(chǎn)品延性的一種方法，但不能定量分析材料的性能。試驗(yàn)方法主要依據(jù)E190和E290,與國際標(biāo)準(zhǔn)和我國標(biāo)準(zhǔn)基本一致。但本標(biāo)準(zhǔn)中有一項(xiàng)具體規(guī)定是我國標(biāo)準(zhǔn)沒有的，即“除非另有規(guī)定,應(yīng)允許彎曲試樣時(shí)效，所用時(shí)效溫度應(yīng)不能使時(shí)效前加工材料發(fā)生實(shí)質(zhì)性的改變，時(shí)效可以在24~48小時(shí)的室溫下完成，也可以放在沸騰的水或熱油或爐子里來提高溫度在較短的時(shí)間內(nèi)完成”。并指出彎曲速度通常不是一個(gè)重要的因素。

6、硬度試驗(yàn)

6.1布氏硬度試驗(yàn)、洛氏硬度試驗(yàn)

6.1.1 試驗(yàn)裝置包括硬度計(jì)、顯微測(cè)量裝置、標(biāo)準(zhǔn)壓球(硬質(zhì)合金球)。

6.1.2對(duì)試樣的要求 與我國標(biāo)準(zhǔn)一致，主要是對(duì)試樣表面質(zhì)量、厚度、試樣加工等的要求，值得注意的是，我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T 231.1-2009和GB/T 230.1-2009中對(duì)試樣表面粗糙度有要求，而本標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)都沒有這一要求，國家標(biāo)準(zhǔn)中是這樣規(guī)定的：試樣表面應(yīng)能保證壓痕直徑的精確測(cè)量，建議表面粗糙度參數(shù)Ra不大于1.6μm。

7、夏比沖擊試驗(yàn)

7.1 試驗(yàn)裝置

7.1.1 試驗(yàn)機(jī)

本標(biāo)準(zhǔn)中要求用于測(cè)試鋼材的夏比沖擊試驗(yàn)機(jī)通常試驗(yàn)?zāi)芰υ?00 -400J能量范圍內(nèi)。沖擊點(diǎn)的線性速率應(yīng)在4.9-.8 m/s范圍內(nèi)。這對(duì)于我們鋼材的沖擊試驗(yàn)有參考價(jià)值。

7.1.2溫度介質(zhì)

本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定低溫介質(zhì)為水、冰加水、干冰加化學(xué)溶劑或液氮等冷的液體。高溫介質(zhì)一般為無機(jī)的或硅樹脂油，也可用循環(huán)氣體爐。我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T229--2009中也有對(duì)試驗(yàn)溫度的要求，但沒有推薦具體溫度介質(zhì),這里分別對(duì)低溫、高溫介質(zhì)具體化，有助于試驗(yàn)人員的操作。

8、特殊形狀產(chǎn)品

用附錄的形式對(duì)鋼棒、鋼管.緊固件、鋼絞線、鋼筋的力學(xué)性能試驗(yàn)(拉伸、彎曲硬度、沖擊)特殊要求進(jìn)行了規(guī)定。

9、結(jié)束語

通過ASTM A370-17與我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析，不難看出，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)適用于鋼產(chǎn)品的綜合性力學(xué)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并不是-一個(gè)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)力學(xué)性能試驗(yàn)還是根據(jù)相應(yīng)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，這里實(shí)際上是對(duì)鋼產(chǎn)品拉伸、彎曲、硬度、沖擊等常規(guī)力學(xué)性能試驗(yàn)條件、試樣及不同試驗(yàn)設(shè)備要求的一個(gè)補(bǔ)充和細(xì)化，另外，還對(duì)一些鋼產(chǎn)品專用術(shù)語進(jìn)行了補(bǔ)充，非常適用于鋼鐵企業(yè)大生產(chǎn)檢驗(yàn)，可操作性強(qiáng)。它涵蓋了幾乎所有鋼鐵產(chǎn)品，如鋼棒、鋼板、鋼管、鋼筋，盤條、鋼絞線等，甚至包括螺栓等緊固件產(chǎn)品，還對(duì)沖擊試樣不同尺寸、位置對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，例舉了可能會(huì)導(dǎo)致的試驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)分析研究認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)并不適于作為專用試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)，它是相應(yīng)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的配套標(biāo)準(zhǔn)，但在按相應(yīng)力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)，配合使用非常必要。

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