《金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗方法gb/t43115-2023》詳細解讀contents目錄1范圍2規范性引用文件3術語和定義4符號5原理6試樣7試驗設備contents目錄8試驗程序9結果處理10試驗報告附錄A(資料性)典型剪切試驗用模具附錄B(資料性)剪切試驗測量結果不確定度的評定參考文獻011范圍適用對象本標準規定了金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗方法的術語和定義、剪切原理、試驗設備、試樣、試驗程序、試驗結果和試驗報告。適用于測定金屬薄板和薄帶材料在室溫下的抗剪切性能。涵蓋的金屬材料類型標準適用于各種類型的金屬薄板和薄帶，包括但不限于鋼鐵、鋁合金、銅合金等。對于特殊金屬材料，如鈦合金、鎳合金等，也可參照本標準進行剪切試驗。對于非金屬材料的剪切性能測定，本標準不適用。在非室溫條件下進行的剪切試驗，也不在本標準的適用范圍之內。本標準不適用于厚度大于一定數值的金屬板材剪切試驗。不適用的范圍022規范性引用文件國家標準010203GB/T228.1-2021金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T2975-2018鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備GB/T8170-2023數值修約規則與極限數值的表示和判定YB/T5148-2019金屬材料薄板和薄帶拉伸應變硬化指數（n值）的測定行業標準ISO6892-12016Metallicmaterials—Tensiletesting—Part1:Methodoftestatroomtemperature國際標準其他相關引用文件010203ASTME8/E8M-2013aStandardTestMethodsforTensionTestingofMetallicMaterialsJISZ2241-2011金屬材料拉伸試驗方法注：以上列舉的引用文件只是部分關鍵標準，實際執行中可能還需參考其他相關標準和規范。同時，試驗人員應確保所使用的標準為最新版本，以保證試驗結果的準確性和可靠性。033術語和定義3.1金屬材料金屬材料指具有光澤、延展性、容易導電、傳熱等性質的材料，是制作各種機械零件和工程結構的主要材料。黑色金屬有色金屬包括鐵、鉻、錳等，其中鋼鐵是基本的結構材料，廣泛應用于建筑、橋梁、車輛、船舶和各種機械制造等領域。指除黑色金屬外的金屬及其合金，如銅、鋁、鎂、鋅等，具有良好的導電性、導熱性、延展性和耐腐蝕性。室溫剪切指在室溫下對薄板或薄帶進行剪切加工的過程，是金屬材料加工中的重要工藝之一。薄板指厚度在0.2毫米至4.0毫米之間的板材，具有良好的塑性和加工性能，廣泛應用于汽車、造船、家電等領域。薄帶指寬度較窄的薄板，通常用于制作各種彈簧、墊片、連接器等小型零部件。3.2薄板和薄帶通過對金屬材料進行剪切加載，測試其剪切強度、延伸率等力學性能的方法。剪切試驗指本標準的編號和發布年份，規定了金屬材料薄板和薄帶室溫剪切試驗的試樣制備、試驗設備、試驗方法及結果評定等內容。gb/t43115-2023根據金屬材料在剪切過程中的力學行為和變形特點，通過測量剪切力和位移等參數，計算出金屬材料的剪切性能指標。試驗原理3.3剪切試驗方法044符號σ表示應變，無量綱，用于描述材料在受力狀態下的變形程度。εE表示彈性模量，單位為GPa，描述材料在彈性階段應力與應變之間的比例關系。表示應力，單位為MPa或GPa，用于描述材料在受力狀態下的內部抵抗力。4.1通用符號4.2剪切試驗相關符號G表示剪切模量，單位為GPa，描述材料在剪切變形中應力與應變之間的比例關系。γ表示剪應變，無量綱，是剪切試驗中材料的變形量與原始尺寸之比。τ表示剪應力，單位為MPa，是剪切試驗中材料所受的剪切力與其面積之比。4.3試樣尺寸及狀態符號t表示試樣的厚度，單位為mm，是剪切試驗中重要的尺寸參數。w表示試樣的寬度，單位為mm，影響剪切試驗中的受力面積。L表示試樣的長度，單位為mm，通常用于計算試樣的體積或質量。A表示試樣的剪切面積，單位為mm2，是剪切力作用的有效面積。055原理剪切力的施加通過特定的試驗設備，在試樣上施加一個逐漸增大的剪切力，直至試樣發生斷裂。這個過程中，剪切力的變化會被精確記錄。抗剪強度的測定試樣的抗剪強度是通過測量在剪切過程中試樣所承受的最大剪切力來確定的。這個強度值反映了金屬材料在受到剪切作用時的抵抗能力。剪切試驗的基本原理本試驗方法嚴格遵循國家標準GB/T43115-2023，確保了試驗的準確性和可靠性。國家標準試驗在室溫下進行，以模擬金屬材料在常規使用環境下的性能表現。這有助于更真實地評估材料的實際應用性能。室溫條件試驗方法的依據與標準薄板和薄帶試樣的特殊性材料特性薄板和薄帶金屬材料可能具有獨特的力學性能和加工硬化現象。因此，在剪切試驗中需要充分考慮這些特性，以便準確評估材料的性能。尺寸效應由于薄板和薄帶試樣的厚度較小，其尺寸效應對剪切性能的影響需要特別注意。在試驗過程中，應確保試樣的尺寸和形狀滿足標準要求，以減小誤差。066試樣應從金屬材料的代表性部位取樣，確保試樣的均勻性和一致性。取樣位置根據標準要求，制備出符合規定尺寸的試樣，保證試驗的準確性和可重復性。試樣尺寸試樣表面應平整、無缺陷，必要時可進行適當的表面處理。表面處理6.1試樣的制備010203試樣應取自材質均勻的金屬材料，以確保試驗結果的可靠性。材質均勻無損傷標識清晰試樣在制備過程中應避免受到任何損傷，以免影響試驗結果。每個試樣應有清晰的標識，以便于記錄和追蹤。6.2試樣的要求試樣數量根據試驗需求和標準要求，確定合理的試樣數量。試樣分組如有需要，可將試樣進行分組，以便于對比和分析不同組別之間的差異。6.3試樣的數量與分組保存條件試樣應保存在干燥、通風、無腐蝕性氣體的環境中，以防止試樣受損或變質。處理方法6.4試樣的保存與處理如試樣在試驗前需要進行特殊處理（如熱處理、化學處理等），應按照標準要求進行，并確保處理過程的可控性和重復性。0102077試驗設備7.1剪切試驗機應具備足夠的剛度和精度，以確保試驗結果的準確性。01應能夠施加穩定、連續的剪切力，并精確測量剪切過程中的力和位移。02應具備安全防護裝置，以防止試驗過程中可能出現的意外傷害。03刀具應具有足夠的硬度和耐磨性，以確保試驗的順利進行。夾具和刀具的尺寸和形狀應符合相關標準規定，以確保試驗的一致性和可比性。夾具應能夠牢固地夾持試樣，防止試樣在剪切過程中發生滑移或轉動。7.2夾具和刀具應使用高精度的測量設備來測量剪切力和位移，以確保試驗數據的準確性。7.3測量設備測量設備應具備足夠的靈敏度和響應速度，以捕捉剪切過程中的微小變化。應定期對測量設備進行校準和維護，以確保其長期穩定性和可靠性。010203為了便于觀察和記錄試驗過程，可使用攝像設備對試驗進行實時監控和錄像。為了保護試驗人員和試驗設備的安全，應使用防護罩等安全設施。在進行大批量試驗時，可使用自動送料裝置等輔助設備來提高試驗效率。7.4輔助設備088試驗程序8.1試樣準備對試樣進行必要的預處理，如清洗、干燥等，以消除表面污染和水分對試驗結果的影響。確保試樣表面平整、無瑕疵，尺寸和形狀符合試驗要求。按照相關標準或技術條件，選取具有代表性的金屬材料薄板和薄帶試樣。0102038.2試驗設備準備010203選擇合適的剪切試驗機，確保其精度和量程滿足試驗要求。檢查剪切刀具的鋒利度和安裝位置，確保其能夠在試驗中正常工作。根據需要安裝和調試測量和記錄設備，如位移傳感器、力傳感器等。8.3試驗操作將試樣放置在剪切試驗機的夾具中，確保其位置準確、固定牢靠。01根據試驗要求設置剪切速度、剪切位移等參數。02啟動剪切試驗機，開始進行剪切試驗，同時觀察和記錄試驗過程中的現象和數據。03123試驗結束后，關閉剪切試驗機，取出試樣并檢查其剪切面情況。對試驗數據進行整理和分析，計算出金屬材料的剪切強度、延伸率等關鍵指標。根據試驗結果，評估金屬材料的剪切性能和工藝性能，為材料的應用和開發提供參考依據。8.4試驗后處理099結果處理01剪切力值記錄剪切過程中的最大剪切力值，用于后續計算抗剪強度。9.1數據記錄02剪切位移記錄剪切過程中的剪切位移，以了解材料的剪切變形特性。03試驗條件詳細記錄試驗過程中的溫度、濕度等環境條件，以便后續結果分析。01抗剪強度計算根據記錄的剪切力值和試樣尺寸，計算材料的抗剪強度。剪切應力-應變曲線繪制根據記錄的剪切力和剪切位移數據，繪制剪切應力-應變曲線，以直觀展示材料的剪切性能。結果統計分析對多次試驗的結果進行統計分析，得出平均抗剪強度、標準差等統計指標，以評估材料的剪切性能穩定性。9.2數據處理0203根據標準規定或設計要求，判斷材料的抗剪強度是否滿足要求。合格判定對于明顯偏離正常范圍的異常數據，應進行分析和判斷，必要時進行復驗或舍棄。異常數據處理整理試驗結果，編寫試驗報告，詳細闡述試驗過程、方法、結果及結論，為后續材料選擇和應用提供依據。結果報告9.3結果判定1010試驗報告試驗樣品的詳細信息，包括材料類型、規格尺寸、狀態等。試驗過程中的詳細記錄，如剪切速度、剪切力、位移等數據。試驗結果的分析與判定，包括剪切強度、延伸率等關鍵指標的測定結果。試驗中出現的異常情況及其處理方式的記錄。10.1報告內容10.2報告格式報告應采用規范格式，包含標題、試驗單位、試驗日期等基本信息。01報告中的數據應以表格或圖表形式清晰展示，便于閱讀和分析。02報告應包含結論部分，對試驗結果進行簡要總結和評價。03試驗報告應由進行試驗的人員編寫，并由相關負責人審核。審核通過后，應由試驗單位負責人簽發，并加蓋單位公章。報告的存檔與保密工作應按照相關規定執行，確保試驗數據的安全性和可追溯性。10.3報告的審核與簽發010203試驗報告應作為金屬材料質量評估的重要依據，供相關方參考和使用。需求方在接收到報告后，應及時進行確認和反饋，以便試驗單位進行后續工作。報告可以通過電子郵件、紙質版等方式傳遞給需求方，傳遞過程中應確保數據的完整性和準確性。10.4報告的使用與傳遞11附錄A(資料性)典型剪切試驗用模具模具設計需考慮材料的硬度、延展性等因素。典型模具包括單剪模具、雙剪模具等。模具種類繁多，根據試驗需求選擇適當的模具。A.1模具種類與特點A.2模具材料選擇0302模具材料需具備高強度、高硬度、耐磨性好等特點。01根據試驗材料的硬度和延展性，選擇合適的模具材料。常用模具材料包括工具鋼、硬質合金等。A.3模具設計與制造要求模具的裝配和調試也是確保試驗準確性的重要環節。模具制造過程中需保證加工精度和表面質量。模具設計需符合剪切試驗的力學原理和精度要求。010203123使用前應檢查模具的完好性和精度。使用過程中需注意安全，避免模具損壞或人身傷害。使用后應及時清理、保養模具，以延長其使用壽命。A.4模具使用與維護12附錄B(資料性)剪切試驗測量結果不確定度的評定金屬材料內部可能存在組織、成分或性能的不均勻，導致剪切試驗結果存在波動。材料的不均勻性操作人員的熟練程度、試樣的夾持方式、剪切速度等都會對試驗結果造成一定影響。試驗操作的影響剪切試驗機的精度、刀具的鋒利程度以及測量設備的準確性都會對試驗結果產生影響。試驗設備的精度如溫度、濕度等環境因素也會對剪切試驗結果產生影響。環境因素的影響不確定度的來源A類評定采用統計分析方法對試驗數據進行處理，得到試驗結果的標準偏差，以此作為不確定度的一個分量。B類評定根據試驗設備、測量工具的精度以及操作人員的經驗等因素，對試驗結果進行估計，并給出不確定度的另一個分量。合成不確定度將A類和B類評定得到的不確定度分量進行合成，得到最終的測量結果不確定度。不確定度的評定方法提高試驗設備的精度和穩定性，確保測量結果的準確性。