钢材理化试验作业指导书编制：审核：批准：日期：发布日期：2010-03-10 实施日期：2010-03-10钢材理化试验作业指导书1、总则理化试验是保证产品内在质量的首要环节，它对产品的内在质量起着关键作用，目的是监控产品从原材料投入到生产各个环节的内在质量必须达到有关标准，同时规范理化作业方法。

2、适用范围适用于钢杆、铁塔、变电构架及类似钢结构等原材料投放前的物理试验和化学成分分析，以及在生产过程中相关的辅助原材料的试验和检验方法。

3、定义3.1金属拉伸试验有关定义3.1.1屈服点（σs）：呈现屈服现象的金属材料，试样在试验过程中力不增加（保持恒定）仍能伸长的应力，如力度发生下降，应区分为上、下屈服点。

3.1.2上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。

3.1.3下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应屈服中的最小应力。

3.1.4抗拉强度（σb）：试样拉断过程中最大力所对应的应力。

3.1.5伸长率（σ5）：原始标距的伸长与原始标距（L0）之比的百分率。

3.1.6原始标距（L0）：施力前的试样标距。

3.1.7断后标距（L1）：试样断裂后的标距。

3.1.8应力：试验期间任一时刻的力除以试样原始横截面积（S0）之比值。

3.2五元素化验有关定义3.2.1工作曲线：也称检验线，它是通过制备一系列不同浓度的标准溶液或若干不同含量的标准溶液，在同一条件下显色并测定其吸光度，然后吸光度所对应的浓度作图得到。

3.2.2吸光度A：即不同波长的光通过一定浓度的有色溶液时，被吸收的程度。

4、作业任务4.1用600KN万能材料试验机测试金属材料试样屈服强度、抗拉强度、伸长率及冷弯性能，测试螺栓、螺帽的机械强度。

4.2用HCA－３Ｂ微机数显自动分析仪测定钢材中的Ｍn、P、Ｓi的含量；用ＨIR—944D高速红外碳硫分析仪测定钢材中的C、S含量。

5、作业准备和条件5.1作业准备5.1.1从事理化试验的人员需经专业培训，考核合格方能上岗。

5.1.2用于理化分析的试验设备须经计量检定合格方可使用。

5.1.3试验设备5.1.3.1 600KN万能试验机一台（附成套模、夹具）。

5.1.3.2 HIR-944D高速红外碳硫分析仪一台，（附高速引燃炉和电子分析天平）5.1.3.3 HCA-3B微机数显Mn、P、Si自动分析仪一台。

5.1.3.4蒸馏水发生器（5l/h）1台，台钻（ф12）1台。

5.1.3.5各种容量瓶、量筒、量杯、烧杯若干。

5.2作业条件5.2.1金属拉伸试验：坚固的地基，环境温度0~40℃，相对湿度小于85%，工作电压380V±10%。

5.2.2五元素化验作业条件5.2.2.1化学试剂均采用分析纯。

5.2.2.2工作电压：220V±5%。

配备3KV稳压器1台。

5.2.2.3环境温度10~30℃，相对湿度小于75%。

6、作业方法及工艺要求6.1金属机械性能试验6.1.1试样的准备6.1.1.1试样应在外观检查合格的钢材上截取，其取样部位按GB2975《钢材力学性能取样规定》。

6.1.1.2检查加工好的工件是否符合GB6397《金属拉伸试验试样》标准的有关规定，并做好标识。

6.1.1.3试样的取样数量应符合《输电线路铁塔及输变电钢管结构原材料检验规范》规定。

6.1.1.4用游标卡尺测量试样截面尺寸，取其中的最小值，计算截面积和原始标距，并打好标距。

6.1.2试验机的使用操作方法6.1.2.1度盘的选用：在试验前，估算试样最大荷载，选用相应的量程，保证其测量结果在其量程刻度范围的20%~80%之间。

6.1.2.2根据试样的厚度和形状，选择相应的夹具，其最大试样厚度为30mm（或ф30mm）。

6.1.2.3平衡锤的调节：试验时，先将摆锤挂好，打开送油阀，使活塞升起一小段，然后再关闭送油阀，调节平衡锤，使摆杆上的刻度与标定的刻度相重，调节指针对准度盘零点。

6.1.3试验机操作流程6.1.3.1接通电源，起动油泵电机。

6.1.3.2打开送油阀，使试台上升约10mm，然后关闭送油阀。

6.1.3.3将试样一端夹持于上钳口中，调整指针对准刻度盘零点。

6.1.3.4开启下钳口电机，将下钳口升至适当高度，将试样另一端夹在下钳口中，试样装夹于夹块中央且垂直，夹持长度不得小于2/3夹块高度。

6.1.3.5打开送油阀（约1.5圈），进行加荷试验。

6.1.3.6记录试样屈服拉力Fs和拉断力Fb。

6.1.3.7试样拉断后，关闭送油阀，打开回油阀，取下试样，上活塞回位。

6.1.3.8测量并记录试样拉断后标距长度。

6.1.4计算公式6.1.4.1原始标距L0：L0=5.65X√S0（S0：试样原始截面积单位mm²）。

6.1.4.2屈服强度σs：σs=Fs/S0 （单位MPa）Fs—屈服拉力（单位N）S0—试样原始截面积（单位mm²）6.1.4.3抗拉强度σb：σb=Fb/S0 （单位MPa）。

Fb—拉断力（单位N）S0—试样原始截面积（单位mm²）6.1.4.4伸长率σ5：σ5=（L1-L0）/L0X100%。

L0—试样的原始标距长度（mm）L1—试样拉断后标距长度（mm）6.1.5冷弯试验6.1.5.1根据试样材质、厚度及取样方向，确定压头直径和下模宽度。

6.1.5.2将试样置于下模中央位置，打开送油阀，待试样弯至180°后，关闭送油阀，打开回油阀，取下试件。

6.1.5.3检查试样表面及边沿，根据标准判定是否合格。

6.1.6记录原始测量数据和计算结果，与标准对比，判定试验结果是符合格，并按要求保存记录。

6.1.7试验注意事项6.1.7.1拉伸试验时，送油阀不宜开启过大，防止屈服点读数不准。

6.1.7.2试验前应检查度盘推杆与摆杆上端部是否顶紧，防止试验结果偏小。

6.1.7.3冷弯试验时，人不要站在正面，防止试件飞出从伤人。

6.1.8设备应定期保养，清擦、注油，检查各联接部件，防止松动。

6.2五元素化学试验6.2.1碳硫含量的测定6.2.1.1试样制取：用于化学分析的试样应在机械性能合格的试件上钻取，采用从表面钻通的方法，每个试样用胶杯装好并做好标识。

6.2.1.2仪器校准：每班试验前均须校准仪器，校准前先烧3~5个废样，以排出管内废气及预热引燃炉。

6.2.1.3操作流程A、打开仪器电源至正常运行等待状态（电脑打开红外碳硫分析仪窗口），打开电子分析天平电源。

B、打开氧气瓶总开关，调节减压阀出口压力为0.15~0.18MPa。

C、称标样1g，标样的选取其碳、硫含量应与试样相近，将重量输入电脑。

D、用坩埚钳取下铜坩埚，加入硅钼粉、锡粒各30mg左右，摇匀，加入称量好的试样，用铜棒将试样压平，将坩埚放入炉体内，按升炉按钮，闭合炉体。

E、按下工作台下面的“准备”按钮，电脑窗口显示吹氧状态数值，待其值小于3时按下引弧炉的“启动”按钮，引弧燃烧。

F、待电脑显示C、S含量质量分数后，按下“准备”按钮和引弧炉上的“降炉”按钮，完成一次分析。

G、采用同样的方法连续做5个标样值后，点击窗口“系数校正”，选择校准数值，进行系数校准。

H、试样操作流程同标样，操作前将每个试样的规格、炉（批）号输入电脑，便于记录和追踪。

6.2.1.4操作注意事项A、引弧炉电源须良好接地，不得拨动系统后面的电源插座。

B、分析样品应将炉体预热或燃烧废样加热。

C、试样加锡粒不能过量，否则将导致分析结果S含量偏高。

D、每次分析完成一个样，取下铜坩埚前应用摄子清除铜电极上的杂质。

E、按“引弧”按钮时间控制在0.4s左右，以免烧损高压电极。

F、每做60个样应打开除法罐，取出过滤网，用钢丝刷清除粉尘。

G、每天应检查简易红外内部的干燥剂和棉花，一旦发现干燥剂1/3变红或结块，棉花1/3变黄后，应立即更换。

6.2.2锰、磷、硅含量的测定6.2.2.1试剂配制A、R1：1+4硝酸，1000ml中加入硝酸银40ml。

B、R11：过硫酸铵钢样10%，铁样2%，过硫酸铵按用量配制，保存期2~3天。

C、过氧化氢：1+5D、Mn1：1%硝酸银溶液，1000ml中加硝酸20ml。

E、Mn11：10%过硫酸铵溶液。

F、P1：8g硝酸铋溶于1000ml（1+5）硝酸中；30g钼酸铵，45g酒石酸钾钠溶于1000ml水后，倒入硝酸铋溶液中。

G、P11：10g抗坏血酸溶于1000ml水中，加1%EDTA20ml（EDTA二钠）。

H、Si1：1%钼酸铵溶液。

I、Si11：35g草酸，5g抗坏血酸溶于1000ml水中，加入1%EDTA20ml。

6.2.2.2母液配制称钢样0.200g（铁样0.100g）于250ml锥形瓶中，加R1 30ml加热溶解后，加R11钢样10ml，（铁样30ml），加热至溶液显红色，此时温度不能太高，冒大气泡后再煮30s，滴加过氧化氢至红色消失，取下在100ml量筒中稀释至100ml。

6.2.2.3操作步骤（1）、准备工作A、提前30min打开仪器电源开关，使其通电稳定。

B、将配制好的试剂及蒸馏水分别加入试剂瓶和水箱，并用蒸馏水加入到蒸汽发生器水准线位置，如水面低于水准线时，用蒸馏水补至水准线。

C、按需要拔好选择开关。

（2）、废样测试（目的是检查仪器各程序及所需温度是否正常。

A、按“准备”、“气泵”、“加热”按钮，显示窗分别显示1、2、3直至显示“END”，准备结束。

B、把溶好的废样从三联分液器漏斗口加入三联分液器中，按“分析”按键，数显窗依次显示程序4、5、6、7、8、9，当程序进行到第7步，关闭“加热”按钮，第8步时关闭“气泵”键待显示结果（吸光度或质量分数）。

（3）标样测试（目的是绘制工作曲线）A、将标样/试样开关拨向标样处。

B、按“清零”键等待显示“END”。

C、按“校正”键，将比色盒中挡光板向右移到底，分别调整“零点”、“满程”电位器旋钮，使其Mn、P、Si三组比色信号为1500左右（以水为空白），待信号稳定（调整零点、满程需反复多次），再按一次“校正”键，显示器显示“END”，表示校正结束。

D、按输入标样质量分数的方法，输入第一只标样的质量分数。

E、按“准备”、“气泵”、“加热”按钮，待显示“END”结束，再把溶好的第一只标样溶液加入三联分液器中，然后等蒸气进入磷发色杯中，方可按“分析”键，当程序进行到第7步，关闭“加热”按钮，第8步时关闭“气泵”键待显示吸光度。

F、同上测试5只标样（注：至少有2种或2种以上不同质量分数的标样，才能绘制标准工作曲线）。

G、标样测试完毕，输入日期，显示“END”后，按打印键，可打印日期、标准工作曲线图、相关系数（R）、截距（B）、斜率（K）、吸光度（A）、质量分数（C），此曲线自动贮存在机内。

（4）试样测试A、将标样/试样选择开关拨向试样位置。