⚙️ 金属弯曲试验
检验金属材料弯曲塑性变形能力。用规定直径的弯心进行三点弯曲至要求角度。
要点速览
- 标准: PN-EN ISO 7438:2021
- 类别: 建筑
- 操作步骤数: 8
- 各步骤合计时间: 31 分钟–48 分钟
- 弯曲角度: 90° 或 180°（按产品标准）
- 弯心直径 D: 取决于材料和厚度：0,5a–10a（a = 试样厚度）
- 支辊间距: D + 2,5a ± 0,5a（a = 试样厚度）
概述
弯曲试验是金属的工艺性试验方法，用于评价材料在弯曲时的塑性变形能力。试验是将矩形、方形或圆形截面的试样在规定直径的弯心（压头）上弯曲至要求的弯曲角度（通常为 180°），且受拉面不得出现裂纹。
PN-EN ISO 7438 标准规定了三点弯曲法：试样对称支承在两个支辊上，弯心在跨中施加力。若弯曲至要求角度后受拉面无可见裂纹，则试验合格（结果为合格）— 不像拉伸试验那样给出数值。
弯曲试验在焊接接头检验（PN-EN ISO 5173）中尤为重要 — 可评价焊缝和热影响区的塑性。在混凝土用钢筋检验（PN-EN ISO 15630-1）中也是强制项目 — 钢筋须在直径 3d–8d（视牌号而定）的弯心上弯曲而不开裂。
该试验也适用于板材、带材、线材和管材。弯心直径和弯曲角度取决于材料、试样厚度和产品标准要求。弯心越小（弯曲越急）、角度越大 — 对塑性的要求越高。
方法原理
将矩形截面的金属试样对称放置在试验机的两个圆柱形支辊上。弯心（压头）垂直于试样轴线在跨中施加弯曲力。以恒定的横梁速度将试样弯曲至要求的弯曲角度 α（通常为 90° 或 180°）。卸载后目视检查试样受拉面 — 无可见裂纹即为合格。
应用领域
- 钢筋塑性检验（PN-EN ISO 15630-1）
- 焊接工艺评定 — 取自焊接接头的试样
- 钢板质量控制（工艺弯曲试验）
- 钢丝和钢棒（拉拔、轧制）检验
- 有色金属（铝、铜）塑性评定
- 管材质量控制 — 压扁和弯曲试验
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 弯曲角度 | 90° 或 180°（按产品标准） |
| 弯心直径 D | 取决于材料和厚度：0,5a–10a（a = 试样厚度） |
| 支辊间距 | D + 2,5a ± 0,5a（a = 试样厚度） |
| 弯曲速度 | 缓慢、不受控（无冲击） |
| 试验温度 | 10–35°C（室温） |
标准
- 标准编号
- PN-EN ISO 7438:2021
- 标准名称（波兰语）
- Metale — Próba zginania
- 标准名称（英语）
- Metallic materials — Bend test
分步操作程序
-
试样制备
按产品标准从产品上取样。加工棱边（将锐边倒圆，半径 r ≤ 厚度的 1/10）。量测尺寸。
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试验参数选择
按产品标准选定：弯心直径 D、支辊间距、弯曲角度。安装相应弯心并调整支辊。
-
试样放置
将试样对称放置在支辊上。可能存在缺陷的一面（焊缝、轧制面）应置于受拉侧。
-
试样弯曲
以恒定、缓慢的横梁速度通过弯心施力。弯曲至要求角度（90° 或 180°）。
-
达到目标角度
180° 时 — 将试样两臂压至平行（垫入厚度为 D 的垫块）。90° 时 — 达到直角即停止。
-
受拉面检查
从试验机上取下试样。在 5×–10× 放大下检查受拉面。查看裂纹、撕裂和分层。
-
结果评定
合格：受拉面无可见裂纹。轻微表面划痕和橘皮状可接受。棱边出现裂纹 — 判不合格。
-
记录
编制报告：材料、试样尺寸、弯心 D、弯曲角度、结果（合格/不合格）、弯曲试样照片。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 万能材料试验机 | ZwickRoell Z100、Instron 5982、MTS Criterion — 配弯曲夹具 | 100 000–400 000 PLN |
| 弯曲试验夹具 | Ø6–60 mm 弯心组 + 可调支辊，ZwickRoell、Instron | 10 000–30 000 PLN |
| 量角器 / 角度样板 | 量测弯曲角度，准确度 ±1° | 100–500 PLN |
| 卡尺 | Mitutoyo 500-197，精度 0,01 mm — 量测试样尺寸 | 200–600 PLN |
| 5×–10× 放大镜 | 弯曲后目视检查受拉面 | 50–300 PLN |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 标准试样 | — | 板状或圆形试样，尺寸按产品标准，经机械加工 |
| 显示剂（可选） | — | 着色渗透剂，用于检出弯曲面上的微裂纹 |
| 机油 | — | 润滑弯心和支辊 — 减小弯曲时的摩擦 |
职业健康与安全
- 试验机 — 有挤压危险，不得靠近弯心区域
- 弯曲后的试样 — 棱边锋利，有割伤风险，须戴手套
- 试样回弹 — 卸载后有击打风险
- 必须佩戴护目镜（开裂时有碎片飞出风险）
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN ISO 7438:2021 — 《Metallic materials — Bend test》。
该方法的原理是什么？
将矩形截面的金属试样对称放置在试验机的两个圆柱形支辊上。弯心（压头）垂直于试样轴线在跨中施加弯曲力。
测量范围和准确度是多少？
弯曲角度：90° 或 180°（按产品标准）；弯心直径 D：取决于材料和厚度：0,5a–10a（a = 试样厚度）；支辊间距：D + 2,5a ± 0,5a（a = 试样厚度）；弯曲速度：缓慢、不受控（无冲击）。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 31 分钟–48 分钟。整个程序共 8 个步骤。
需要哪些设备？
万能材料试验机、弯曲试验夹具、量角器 / 角度样板、卡尺、5×–10× 放大镜。核心仪器的参考价格（万能材料试验机）：100 000–400 000 PLN。
该检测用于哪些场景？
钢筋塑性检验（PN-EN ISO 15630-1）；焊接工艺评定 — 取自焊接接头的试样；钢板质量控制（工艺弯曲试验）；钢丝和钢棒（拉拔、轧制）检验；有色金属（铝、铜）塑性评定；管材质量控制 — 压扁和弯曲试验。
需要采取哪些安全防护措施？
试验机 — 有挤压危险，不得靠近弯心区域；弯曲后的试样 — 棱边锋利，有割伤风险，须戴手套；试样回弹 — 卸载后有击打风险；必须佩戴护目镜（开裂时有碎片飞出风险）。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 7438。