关于力学性能测试中的样本采集与试验要求

本文摘要：（由ai生成）

力学性能试验评估材料品质，需从材料中选取代表性试样。取样考虑部位、方向和数量，确保代表性。取样原则要求样坯代表产品平均性能、取样方便，并在合格钢材上切取。取样方法有冷剪法、火焰切割法等，需注意防止过热和加工硬化。使用火焰切割时，应留足加工余量。这些措施确保了试验结果的准确性和可靠性。

以下正文：

力学性能试验，通过对材料相应力学性能指标的测验，准确反映出材料品质优劣。在这个过程中，我们把经过适当处理，或者未处理过但具备合格尺寸并满足试验要求条件下形成的样品称为试样。考虑到许多力学性能试验可能对原料造成破坏，我们无法使用全部材料进行测试以评估其整体质量，因此，我们需要从一批材料中选取一部分进行试验，然后依据实验结果对这批材料的质量进行判断。因此，试样的意义在于能够代表整个批次的材料，从而确保我们所选样本的准确性，这也是我们准确评估材料性能的关键步骤之一。

力学性能试验的试样可分为3种类型

1）从原材料上直接取样

即从原材料上直接切取样坯，然后加工成标准规定的试样，如:型材、棒材、板材、管材和线材等，并根据有关标准，在一定的部位取出一定尺寸的样坯，加工成所需的拉伸、弯曲、冲击试样。

2）从产品(结构或零部件)的一定部位上取样

即从产品(结构或零部件)的一定部位(一般是最薄弱、最危险的部位)上切取样坯，加工成一定尺寸的试样。通过对这些试样进行力学性能试验，并和实验应力分析相配合，可进一步校正设计计算的正确性，同时在失效分析和安全评估中有重要的作用。

3）把实物作为样品

即把结构或零部件作为样品，直接进行力学性能试验，如弹簧、螺栓、齿轮、轴承

取样三要素

1）取样部位

由于金属材料在冷热变形加工过程中，变形量不会处处均匀，材料内部的各种缺陷分布和金属组织也不均匀，因此，在产品的不同部位取样时，力学性能试验结果必然不同。如大直径圆钢的中心部位的抗拉强度就低于其他部位的抗拉强度，槽钢在其腰部不同高变处取样，其拉伸性能也有差异等等。

2）取样方向

钢材轧制或锻造时，金属沿主加工变形方向流动，品粒被拉长并排成行，且夹杂也沿主加工变形方向排列，由此造成材料性能的各向异性。纵向试样(试样纵向轴线与主加工方向平行)和横向试样(试样纵向轴向与主加工方向垂直)有较大的差异。如薄板材纵向试样的抗拉强度，下屈服强度都高于横向试样，断面收缩率更是远远大于横向试样。

3）取样数量

某些力学性能指标对试验条件和材料本身的特性十分敏感，因此，试样的试验结果的可信度太低，但取样数量太多，则造成人力、材料和时间的浪费，为了确定最小取样数量，须根据试验类型、产品和材料性能的用途、试验结果的分散性以及经济因素对具体问题进行具体分析。如冲击性能试验结果往往就比较分散，一般每次取3个试样进行试验。

取样原则——样品的代表性

GB/T2975-2018《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》对钢及钢产品力学性能试验取样位置包括取样方向做了一般的规定。

①取样部位能代表产品的平均性能，如大直径的圆钢中心的强度比靠近表面部位低，一般把半径1/2部位规定为取样位置;

②)取样方便，如线材，在长度方向性能无明显差异就规定头部取样。

样坯切取

1）冷剪法

2）火焰切割法

3）砂轮片切割法

4）锯切法

取样原则

1)样坯都应在外观及尺寸合格的钢材上切取;

2)切取样坏时，应防止因过热、加工硬化而影响其力学及工艺性能;

3)取样时，应对样坯和试样作出不影响其性能的标记，以保证始终能识别取样的位置和方向。

注意事项

用烧割法切取样坯时：从样坯切割线至试样边缘必须留有足够的加工余量。一般应不小于钢产品的厚度或直径，但最小不得少于20mm。对于厚度或直径大于60 mm的钢产品，其加工余量可根据供需双方协议适当减少。

采用冷剪法切取样坯时：在冷剪边缘会产生塑像变形，厚度或直径越大，塑性变形的范围越大。