GB T 8363-2007 铁素体钢落锤撕裂试验方法.pdf

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1、ICS 7704010H 22 囝雪中华人民共和国国家标准GBT 8363-2007代替GBT 8363-1987铁素体钢落锤撕裂试验方法Test method for dropweight tear tests of steel products2007-1 0-25发布 2008-04-0 1实施宰瞀鹊鬻瓣警糌赞星发布中国国家标准化管理委员会厘仰刖 舌GBT 8363-2007本标准参照美国材料与试验协会标准ASTM E436：2003铁素体钢落锤撕裂试验方法与美国石油协会标准API RP 5L3：1996管线管落锤撕裂试验推荐作法，并结合当前石油天然气输送钢管落锤撕裂试验时遇到的异常断口

2、处理情况，对GBT 8363 1987铁素体钢落锤撕裂试验方法进行修订。本标准代替GBT 8363-1987铁素体钢落锤撕裂试验方法，与GBT 8363-1987相比，主要技术内容有如下变化：修改了范围；增加了规范性引用文件；增加了试验原理；修改了术语及定义；修改了试样尺寸，增加了人字型缺口试样；修改选用试验机能量的方法；修改了支座尺寸与硬度；增加了冲击速度的上限；修改了试样保温时间；增加了厚度190 mm试样计算剪切面积百分数的公式；修改了试样判废条件；增加了试验结果的准确度；将原附录A的内容放到正文中；在现附录A中增加了管线钢试样断口出现分离面的处理方法与试样异常断口的评定方法。本标准的附

3、录A为规范性附录。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会归口。本标准起草单位：宝山钢铁股份有限公司、武汉钢铁(集团)公司、钢铁研究总院、深圳市新三思材料检测有限公司、中国天然气集团公司石油管材研究所、合肥通用机械研究院、威海市试验机制造有限公司。本标准主要起草人：丁富连、李荣锋、高怡斐、安建平、陈宏达、章小浒、姜福堂。本标准所代替标准的历次版本发布情况：GBT 83631987。1范围铁素体钢落锤撕裂试验方法GBT 8363-2007本标准规定了铁素体钢落锤撕裂试验方法的原理、术语和定义、试样、试验设备、试验步骤、试验结果评定和试验报告。本标准适用于测定壁厚不大于40mm

4、的输送钢管或厚度3mm40mm的铁素体钢、贝氏体钢以及双相钢等钢板的落锤撕裂试验和结果评定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备(GBT 2975-1998，eqv ISO 377：1997)3试验原理用一定高度的落锤或摆锤一次性冲断处于简支梁状态的试样，测量并评定出冲断的试样断裂面上的剪切面积百分数。4术语

5、和定义下列术语和定义适用于本标准。41落锤撕裂试验drop-weight tear test用一定高度的落锤或摆锤一次性冲断处于简支梁状态的试样，并评定试样断裂面上的剪切面积百分数的试验，简称DwTT。42输送管直径与壁厚比diameter-to-thickness ratio输送管直径D与壁厚f的比值，简称Dt。43韧性断裂区ductile fracture surfaces(或称：剪切断裂区shearfracture surfaces)按本方法冲断的试样断裂面上呈暗灰色纤维状的断裂区。44脆性断裂区 brittle fracture surfaces(或称：解理断裂区 cleavage-f

6、racture surfaces)按本方法冲断的试样断裂面上呈发亮的结晶状的断裂区。45剪切面积百分数percent shear area of the fracture surface按本方法测量的韧性断裂区面积与用于评定断口的净截面面积之比(净截面面积的定义见82)，用百分数表示，记作SA。46压制缺口pressed notch用专用压头在试样上单边压制的V型缺口。】GBT 8363-200747人字型缺口chevron notch用机加工方式在试样上单边加工的人字型缺口。5试样51试样的取样部位和方向511在钢板上取样时，取样部位和方向应按相关产品标准、协议规定或按GBT 2975执行。

7、样坯应取自其他力学性能试样的附近。在输送钢管上取样时，按有关标准或协议规定，如无规定时，试样的纵轴应平行于钢管圆周方向，取样部位见图1所示。直焊缝钢管 螺旋焊缝钢管图1在输送钢管上取样时的取样部位示意图512在输送钢管上取样时，可用全压平或不全压平试样。通常，Dt40时，可用全压平试样，Dt190 mm，可依据试验机的最大能量采用下列任意一种方式：(1)原板厚或原壁厚试样，(2)减薄试样，可对试样的一个或两个表面进行机械加工，将试样厚度减薄至(19oo12)mm。若采用减薄试样，则实际的试验温度应低于规定试验温度，其降低量如表1所示，但试验报告仍按规定的试验温度填写。注：厚板或厚壁管减薄试样在

8、降低温度试验时应使用特定的温度标记。3GBT 8363-2007表1试验温度降低量钢板厚度或管壁厚度mm 试验温度降低量19O222 6222-286 11286400 176试验设备殛仪器61试验机可为摆锤式或落锤式，为了保证将试样一次冲断，试验机应具有足够的能量。注：在需要得到DwTT吸收能量的情况下，建议选用摆锤式冲击试验机或仪器化落锤试验机。62试验机冲击能量的选用可参照图4给出的夏比V型缺口标准冲击试样冲击吸收功与部分压制缺口DWTT以及人字型缺口DwTT吸收能量之间的近似关系曲线。三塑蓍l压制缺口Dwrr人字型缺口Dw丌 ， ，多 一一一， 二= 厂。 ，一夕 一一 ， ，一7 多

9、一一 二：一，7 乒7+ ， ，夕 =：； ；，一z， 二二 一一一一一 ， 一一一一+一一 ，Zf一 f芒68 136 203 271夏比v型缺口标准冲击试样冲击吸收功J图4夏比V型缺口标准尺寸冲击试样冲击吸收功与压制缺口、人字型缺口DWlq吸收能量的近似关系178254EE：蜊盐扯檀63试验机应有坚实的地基和稳固的主体结构，锤体部分的所有配重与零部件应始终处于紧固状态。64试验机的冲击速度应在5 ms9 ms范围内。65锤刃应有足够的硬度(HRC56)。锤刃曲率半径及其公差应符合图5的要求，锤头打击试样时其锤刃中心线应与支座跨距中心一致，偏差不大于士15 Inm。4；o787黜臀mGBT

10、8363-2007单位为毫米图5 DWTI试样支承装置尺寸66试样支承装置应符合下列要求：a)试样的支座应有足够的硬度(HRC56)，尺寸及公差应符合图5的规定；b)两支座应平行、等高。支座跨距应符合图5的规定；c)使用落锤试验机时，支承装置应有防止试样倾倒的附件。注：试样支承装置应具有足够的空间确保试样被一次冲断并不受妨碍地顺利通过支座，这需综合考虑锤刃曲率半径、支座半径实际公差的选取以及支座跨距的调整、试样宽度实际公差的选取，使两支座内侧的距离减去锤刃直径以及2倍试样宽度的值不小于5 mm。67测温仪器应符合下列要求：测温仪器的示值误差不大于士05，数显式的分辨力应不大于01，刻度式的最小

11、分度应不大于1。测温仪器应定期校准。7试验步骤71 在一75+i00的温度范围内，应将试样完全浸入装有适宜液体的保温装置内，试样之间的间距以及试样距保温装置边缘或底部的距离应至少为25 mm或至少等于试样厚度，取数值较大者。液体温度与要求的试验温度的偏差不得大于士1。试样在试验温度中的最短保温时间在表2中给出。为保证温度均匀，应使保温装置内的冷却液体保持流动。表2试样的最短保温时间试样厚度tmm 最短保温时间raint190 mm的试样，净截面是在试样横截面上从压制缺口根部或人字型缺口的尖端起和从锤击侧各扣除190 mm后的截面。图6评定断口的净截面822在用于评定断口的净截面内，按43和44

12、确定韧性断裂区和脆性断裂区。823试样如出现图7所示的断口形貌，应将净截面上出现韧性断裂和脆性断裂相间区域中的韧性断裂部分也作为脆性断裂处理。注：C表脆性断裂区。图7韧性和脆性断裂区相间的断口形貌824剪切面积百分比的测定方法：8241 在附有标尺的断口照片或光学投影图上用求积仪测出脆性断裂区的面积，从用于评定断口的净截面面积中减去脆性断裂区面积，再除以净截面面积，并用百分数表示。这种方法一般用于仲裁或有争议及用其他方法难以确定的情况。8242将击断的试样断口与一组和试样厚度相同且经过标定的断口照片或实物断口相对比，得到剪切面积百分数。断口照片和实物断口的标定按8241进行。8243根据图8给

13、出的三种典型的试样断口形貌，用下列方法确定剪切面积百分数。82431若断口形貌介于图8(a)到图8(b)之间，测量“t”线之间脆性断裂区的宽度A和长度B，厚度f190 mm的试样按公式(1)计算剪切面积百分数，厚度f190 mm的试样按公式(2)计算剪切面积百分数。由公式(1)与(2)计算出的剪切面积百分数通常在45100之间。 sA一鱼!二晷竿竺铲1006sA一篓三二100GBT 8363-2007式中：SA剪切面积百分数，；f试样厚度，单位为毫米(mm)；A缺口根部“t”线处脆性断裂区宽度，单位为毫米(ram)；Bt线间脆性断裂区长度，单位为毫米(mm)。注：对于不同厚度的试样，可预先制好

14、SA“与A、B关系曲线图，测量A和B的尺寸后，由SA与A、B关系曲线图确定剪切面积百分数。图9是10 mm厚的试样SA“与A、B关系曲线图实例。厂I_|) (a)SA一100b I弋1 )(b)SA45一一 厂寸l 寸l 寸 卜(c)脆性断裂区纵贯全断面图8典型的DW2T试样断口形貌82432若断口呈图8(c)形貌，则在两条“t”线处和两条“t”线之间的中点处测量脆性断裂区的宽度A，、Az、A。，按公式(3)计算剪切面积百分数。sA一!二!叁!垒!垒!X 100 (3)t式中：SA剪切面积百分数，；t试样厚度，单位为毫米(mm)5A-缺口根部t线处脆性断裂区宽度，单位为毫米(mm)；Az锤击侧

15、“t”线处脆性断裂区宽度，单位为毫米(mm)；Aa两条“t”线之间的中点处“t”线处脆性断裂区宽度，单位为毫米(ram)。GBT 8363-2007Bmm50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 、 。 I I 、 I t| 、。 、1 l|弋 、 t 、 。 ，l I l 、 、I t|。& 弋心 tt|?沁 心飞心涮110 20 30 40 50 60 70 80 90 100SA图9 10 mm厚的试样SA与A、B关系曲线图8244可采用与8241或8242、8243等效的其他方法(如采用光学断口分析仪等)测定剪切面积百分数。8245对于控轧管线钢断口分离面上脆性断裂区的

16、处理和异常断口的评定，应按附录A的规定执行。83试样判废条件由于试验机能量不足或冲击时试样翘曲，导致试样经一次冲击未完全断裂时试验无效。注：试样厚度小于5 mlTL时容易翘曲。9试验结果的不确定度91试验结果(剪切面积百分数SA)的不确定度取决于断口评定方法、尺寸的测量不确定度、试验温度、材料的特性、试样类型、试样尺寸、试样对中、试验机有关参数等。92在缺少上述各种因素对试验结果不确定度影响的充分数据分析情况下，目前还不能给出试验结果的不确定度。10试验报告试验报告应包括如下内容：a)本国家标准编号；b)材料的特征描述；c)试样编号；d)试样在产品中的部位和方向；e)试样公称厚度(或试样实际厚

17、度)；f)试样类型；g)试验温度；h)试样剪切面积百分数SA，修约成整数。附录A(规范性附录)控轧管线钢断口分离面上脆性断裂区的处理和异常断口的评定A1 控轧管线钢断口分离面上脆性断裂区的处理GBT 8363-2007控轧管线钢试样断口可能会出现具有脆性断裂特征的分离面，如图A1所示。当分离面平行于试样表面时，分离面上的脆性断裂区按脆性断裂处理，不计算在剪切面积百分比中；当分离面与试样表面有一定角度时，分离面上的脆性断裂区按韧性断裂处理，计算在剪切面积百分比中。具 睦分离面审疡脆性断裂区注1：分离面上的脆性断裂区不计算在剪切面积百分比中。注2：分离面上的脆性断裂区计算在剪切面积百分比中。c脆性

18、断裂区；S_韧性断裂区。图A1 控轧管线钢断口分离面上的脆性断裂区处理示意图A2异常断口的评定A21异常断口的定义在高韧性及高强度管线钢的厚试样中经常会出现异常断口。异常断口是指在缺口根部附近呈现韧性断裂区，从缺口根部至锤击侧由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂的断口。A22异常断口的评定A221出现异常断口的试样，应作为有效试样，并按下述方法进行评定：a)评定断口的净截面：从试样缺口根部和锤击侧各扣除一个试样厚度(厚度大于19 mm时，各扣除19 mm)后的截面；b)所有在净截面内的脆性区均按实际面积计算，不连续的区域先独立计算，再累加。如评定的SA未达到规定值，可按A222A225重新进行评定。A

19、222对于锤击侧孤立存在脆性区的异常断口试样，按如下方法评定：9GBT 8363-2007a)评定断口的净截面：从试样缺口根部和锤击侧各扣除一个试样厚度(厚度大于19 mm时，各扣除19 ram)后的截面；b) 当孤立脆性区的分布不超过从锤击侧算起的25 mm范围时，可忽略不计；超过25 mm范围时，在净截面内的脆性面积按实际面积计算。A223其他异常断口试样，按如下方法评定：a)评定断口的净截面：在锤击侧扣除15倍试样厚度(厚度大于19mm时，扣除285mm)、缺口根部扣除5 mm后的截面；b)所有在净截面内的脆性区均按实际面积计算，不连续的区域先独立计算，再累加。A224如压制缺口试样呈现异常断口且按上述方法进行评定，SA未达到规定值，应改用人字型缺口试样重新试验，如人字型缺口试样仍呈现异常断口，按A221A223进行评定。A225如人字型缺口试样呈现异常断口且按上述方法进行评定，SA未达到规定值，允许协商采用图A2所示的辅助试样人字型缺口背后开切口加垫片试样重新试验，如人字型缺口背后开切口加垫片试样仍呈现异常断口，按A221A223进行评定。单位为毫米竹ILI ：|自注：t不大于19 mm时，口一t；t大于19 mm时，口=19 mm。可利用线切割加工后的3XtXa小块，塞在原来位置(可垫纸张等)作为垫片使用。图A2辅助试样人字型缺口背后开切口加垫片试样