材料与焊接Z向拉伸试验 中国船级 社 2022年版

以下是关于 中国船级社（CCS）《材料与焊接规范》（2022年版）中Z向（厚度方向）拉伸试验 的检测要求及方法详解，适用于船舶与海洋工程用钢板的层状撕裂性能评估：

1. 标准依据

CCS《材料与焊接规范》2022年版 第2篇第3章（钢材）及第8章（焊接接头试验）。

等效：ISO 6892-1（金属材料拉伸试验）、ASTM A770（厚度方向拉伸性能）。

2. 试验目的

评估钢材在 厚度方向（Z向） 的抗拉强度、断面收缩率及抗层状撕裂能力，尤其适用于高强钢（如EH36、DH40）及大厚度板材（≥25mm）。

3. 试样制备 (1) 取样要求

取样位置：

钢板厚度1/4处（避免表面脱碳层影响）。

焊接接头试样需包含熔合线及热影响区（HAZ）。

方向性：试样轴线与轧制方向垂直（Z向）。

(2) 试样尺寸

标准试样（CCS 2022推荐）：

直径：≥6mm（原始厚度≥25mm时，直径≥10mm）。

标距：5倍直径（如直径10mm，标距50mm）。

非标试样：若厚度不足，可采用全厚度矩形试样（需在报告中注明）。

4. 试验设备与参数

试验机：材料试验机（量程≥200kN，精度±1%）。

引伸计：标距误差≤±0.5%，用于测量伸长率。

试验速率：

弹性阶段：应力速率≤30MPa/s。

塑性阶段：应变速率≤0.0085/s。

5. 试验步骤

尺寸测量：测量试样直径（三点取平均）及标距。

装夹对中：确保试样轴线与试验机夹头中心线重合。

加载至断裂：记录载荷-位移曲线，直至试样断裂。

断面检查：观察断口是否有分层、夹杂等缺陷。

6. 结果计算与评定 (1) 关键指标 参数 计算公式 单位

抗拉强度（Rm）	Zui大载荷 / 原始横截面积	MPa
断面收缩率（Z）	(A₀ - Aᵤ)/A₀ × （A₀:原始面积，Aᵤ:断后Zui小面积）	%

(2) CCS 2022验收标准 钢级 Z向断面收缩率（Z）要求 抗拉强度（Rm）

一般结构钢	≥15%	符合板材横向要求
Z向钢（如Z25）	≥25%	同上

注：若断面收缩率不达标或断口出现分层，则判定为不合格。

7. 焊接接头Z向试验

取样位置：焊缝中心、熔合线、热影响区各取一组试样。

特殊要求：

需报告断裂位置（如焊缝/母材）。

焊接工艺评定（WPS）中Z向性能为必检项。

8. 检测报告内容

试样编号、材质、厚度及取样方向。

试验温度（通常室温23±5℃）。

抗拉强度（Rm）、断面收缩率（Z）及断口形貌描述。

对照CCS 2022规范的符合性结论。

9. 注意事项

试样加工：避免热影响（如线切割后需磨削去除热影响层）。

夹持方式：使用螺纹或液压夹具防止打滑。

异常处理：若试验中断，需更换试样重新测试。

10. 相关标准

GB/T 5313-2010：厚度方向性能钢板（国内Z向钢标准）。

ASTM A770/A770M：厚度方向拉伸试验国际方法。