从取样方法看国内外热轧结构钢试验标准

本文主要从取样方法对比分析上述标准体系的差异。...

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Q345B，S355JR和Gr.50是热轧结构钢中比较常用的牌号，它们对应的产品标准分别是：中国标准（以下简称GB）GB/T 1591-2008《低合金高强度结构用钢》、欧盟标准（以下简称EN）EN 10025-2：2004《热轧结构钢产品第2部分：碳素结构钢的交货技术条件》、美国材料与试验协会标准（以下简称ASTM）ASTM A572-2015《高强度低合金铌-钒结构钢》。3个牌号热轧结构钢具体的标准体系见表1。其中ASTM和EN标准体系中都有关于热轧结构钢的一般交货技术条件标准，而GB的相关内容都包含在产品标准中。本文主要从取样方法对比分析上述标准体系的差异。

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取样的一般要求（共同点）

取下的样坯应当做上标记，以保证始终能够识别取样的位置和方向。
取样时，应防止过热、加工硬化等而影响材料的力学性能。
如需取多个试样，可在相邻位置截取。
弯曲试样应在产品表面切取，试样应至少保留一个原始表面，当机加工和试验机能力允许时，应制备全截面或全厚度弯曲试样。

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取样位置

2.1 型钢的取样位置差异

由于GB/T 1591-2008在取样位置上等同采用EN ISO 377:2013，所以GB和EN完全一致，在型钢腿部取拉伸、冲击、弯曲试样，如图1所示。如型钢尺寸不能满足要求，可将取样位置向中部位移，对于腿部有斜度的型钢，可在腰部1/4处取样，或经协商也可以从腿部取样进行机加工。但是ASTM规定的拉伸取样有所不同，图1中除了图1(c)和(f)，而且仅当翼板宽度≥150mm时如图取在翼板1/3处，其他型材应取在腹板或腿部，没有明确规定取样位置。

图1 在型钢腿部宽度方向的取样位置

在型钢腿部厚度方向切取拉伸样坯的位置差异见图2。GB和EN要求一致；ASTM要求有所不同，当试验机能力允许的情况下，可以采用全厚度试样，否则只有当腿部或翼板部分厚度t>20mm时才允许加工圆棒拉伸试样。

图2 在型钢腿部厚度方向切取拉伸样坯的位置差异

在型钢腿部厚度方向切取冲击样坯的位置差异见图3。相同点是冲击试样的缺口都垂直于表面。不同点是试样距离表面位置不同，GB和EN冲击试样表面距离型材表面≤2mm，ASTM冲击试样纵轴线距离表面1/4t处，当厚度≥38.1mm时，可选择中心位置取样，如图3(c)所示。

图3 型钢腿部厚度方向切取冲击试样的位置

2.2 板材的取样位置差异

在钢板上切取拉伸试样的位置差异见图4~6。

相同点：1. 当试验机能力允许时，优先选用全厚度拉伸试样；2. 在板材厚度>30mm时，GB和EN可采用减薄的板材拉伸试样，保留一个轧制面。

不同点：1. 在宽度方向上，ASTM中没有明确在钢板1/4宽度处取样，而规定在钢板的角上取样；2. GB 中规定厚度>25mm，EN中规定厚度>30mm时才允许加工圆棒拉伸试样，ASTM中规定厚度>20mm就可以加工成圆棒拉伸试样。

图4 在钢板上切取拉伸样坯的位置(GB)

图5 在钢板上切取拉伸样坯的位置(EN)

图6 在钢板上切取拉伸样坯的位置(ASTM)

在钢板上切取冲击试样的位置差异见图7。

相同点：GB和EN中都规定了做冲击试验的板材最小厚度为6mm。

不同点：

1. EN 10025-1：2004中对取样位置有特殊规定，≤12mm时可以采用小尺寸试样，但最小试样尺寸为10mm×5mm×55mm的试样。GB/T 1591-2008中规定板厚≥6mm时才要求做冲击试验，如不能加工成10mm×10mm×55mm标准试样时，优先采用较大尺寸的小尺寸试样。ASTM A6/A6M-2014中没有规定最小厚度。

2. GB中对于所有厚度冲击都可以贴表面2mm内取样。但是当厚度>40mm时，一般选择距表面t/4处取样。EN中则全部贴表面2mm内取样。ASTM中所有冲击试样中心应取自距表面t/4处。