金屬工藝性能試驗—頂鍛試驗
金屬頂鍛試驗是對規定尺寸的試樣進行鍛打或捶擊以檢驗金屬在室溫或熱狀態下承受頂鍛塑性變形的能力并顯示其缺陷的試驗。
(1) 頂鍛試驗設備通常為頂鍛試驗機、萬能試驗機、壓力機、鍛壓機或手錘。試驗時可使用具有足夠的剛性的支撐板和防止試樣偏斜的夾具。
(2) 對于熱頂鍛試樣應用可控制溫度的加熱裝置進行加熱。
熱頂鍛試驗裝置
適用于下列橫截面尺寸（直徑，邊長，或內切圓直徑）范圍的金屬材料：
①對于冷頂鍛試驗為3mm～30mm
②對于熱頂鍛試驗為5mm～200mm
③對于熱軋盤圓和盤條的頂鍛試驗檢查表面的方法，適用于橫截面尺寸為6mm～30mm范圍并以盤圓，棒材和線材形狀交貨的金屬材料。
(1) 切取試樣時，應防止損傷試樣表面和因過熱或加工硬化而改變其性能。
(2) 試樣應保留原軋制或拔制表面, 如試樣表面要求機加工, 應在相關產品標準中加以說明, 但是試樣機加工的軌跡應垂直于試樣的中心線。
(3) 試樣的高度在相關產品標準中規定, 如果未具體規定, 對于黑色金屬應為試樣橫截面尺寸的1.5倍至2倍，推薦采用1.5倍。對于有色金屬應為試樣橫截面尺寸的1/2倍, 試樣高度的允許偏差為±5 %h。
(4) 樣試樣端面應垂直于試軸線。
(5) 試樣標志應標記在試樣的任一端面。
(1) 頂鍛試驗應在靜壓力或動壓力下進行。
(2) 冷頂鍛試驗一般在10℃～35℃的室溫下進行，對于溫度要求較嚴格的試驗，試驗溫度為23℃±5℃。
(3) 對于熱頂鍛試驗，試樣的加熱溫度、加熱時間和允許的終鍛溫度應按照相關產品標準規定的要求。
(4) 對于頂鍛試驗試樣所要達到的最終高度按h1=hX計算鍛壓比應在相關產品標準或協議中規定，如未具體規定，鍛壓比推薦為1/3。
頂鍛最終達到的高度 | |
h1=hX | |
h1 | 最終高度 |
h | 頂鍛前高度 |
X | 鍛壓比 |
(5) 頂鍛試驗后試樣不應有扭歪鍛斜現象，室溫頂鍛時應符合表1的規定，熱頂鍛時應符合表2規定。
表1 室溫頂鍛前后試樣高度允許偏差
試樣直徑或邊長/mm | h的允許偏差/mm | h1的允許偏差/mm |
≤5 | ±0.5 | ±0.5 |
5～10 | ±1 | ±1 |
10～30 | ±2 | ±2 |
表2 熱頂鍛前后試樣高度允許偏差
試樣直徑或邊長/mm | h的允許偏差/mm | h1的允許偏差/mm |
≤5 | ±0.5 | ±0.5 |
5～10 | ±1 | ±1 |
10～50 | ±2 | ±2 |
50～100 | ±3 | ±3 |
100～150 | ±4 | ±4 |
150～200 | ±5 | ±5 |
試樣頂鍛時的變形
圖1 圓柱試樣頂鍛時變為鼓形
①試樣頂鍛時易趨向變為鼓形，這是由于試樣兩端面受摩擦力影響而限制了試樣橫向變形所致。
②試樣頂鍛試驗后在鼓脹最大附近最可能出現裂紋。
③裂紋是在切向拉應力的作用下產生。
頂鍛后檢查試樣側面，在有關標準或技術協議未作具有規定的情況下，一般如無裂縫、裂口、裂紋、扯破、折疊或氣泡，則認為試樣合格。
熱軋棒線材試驗結果有爭議時，采用金相方法檢驗未過頂鍛的試樣橫截面缺陷深度，并根據產品標準供貨協議規定的表面質量等級和EN 10221:1996或表3判斷，如果無表面質量等級的規定，參照表3中表面質量等級D級的規定判斷。
表3 熱軋棒線材表面質量等級及最大允許缺欠深度
單位：mm
表面質量等級 | 公稱直徑dN | 最大允許缺欠深度 |
A | 5≤dN≤25 | 0.5 |
B | 5≤dN≤12 | 0.2 |
C | 5≤dN≤12 | 0.17 |
D | 5≤dN≤25 | 0.15 |
E | 5≤dN≤25 | a) |
a) E級表面質量等級應優于D級，具體要求和檢測評判方法由交易相關方商定 | ||
YB/T 5293-2014 金屬材料 頂鍛試驗方法
GB/T 233-2000 金屬材料 頂鍛試驗方法
HB 5208-1982 金屬頂鍛試驗方法
