ASTM A370 权威指南

虽然 ASTM A370 引用了不同的测试类型，但拉力测试是主要焦点。最常见的测量特性如下：

• 弹性模量 – 测量材料抗弹性形变的能力
• 屈服强度 - 材料永久变形时的应力
• 抗拉强度 - 材料能够承受的最大力或应力
• 断面收缩率 - 材料延展性的度量标准
• 总伸长率 – 测量断裂后长度增加的百分比

ASTM A370 测试是针对各种钢铁产品和试样几何形状进行，因此系统力要求可能会有很大差异。英斯特朗的工业产品系列提供的测试机架适合测试机加工不锈钢棒 (300 kN) 以及厚壁管材 (2,000 kN) 等。工业产品系列载荷机架包括高刚度滚珠丝杆和导柱、应变计载荷测量和消除齿隙以提高耐用性。这些特性通过产生更精确的结果和最小化测试过程中存储的能量来提高性能，这一点在测试高强度材料（如弹簧钢丝和大直径紧固件）时尤为明显。

ASTM A370 试样几何形状的范围可以为铣削圆形、平面或加工型。该标准定义了许多常见试样类型的尺寸，包括棒材、管材、紧固件、线材和圆形试样。

虽然有许多不同的夹持技术适合测试圆形和扁平材料，但液压楔形或侧动夹具是流行且用途广泛的选择，然而 ASTM A370 中的某些材料（例如管材和紧固件）需要更具体的解决方案。

此附录涵盖针对扁平、圆形、方形、六边形和八边形试样形状的热轧和冷加工棒材的试样尺寸和引伸计长度要求。测试棒材时通常建议使用比例型楔形夹具。然而，由于具有极高的抗拉强度，一些棒材（特别是用于制造弹簧的类型）在拉力测试中遇到滑动时会严重损坏标准楔形夹具的夹钳面。在这些情况下，我们建议使用侧动非比例型夹具，以便在测试期间和试样破坏时更牢固地夹持住材料。

所有热轧棒材试样都需要一个 8 英寸标距长度的仪器进行应变测量，因为它们是全截面且未经加工。适用于应变测定的选项为具有可调节标距长度的英斯特朗 AUTOX750 或具有专用 8 英寸标距长度的手动夹式装置，例如英斯特朗的 E 系列 W-6280-8 和 W-6280-200。遗憾的是，热轧材料无法使用诸如英斯特朗的 AVE2 等非接触式引伸计进行测试，因为测试过程中的片状碎屑会导致量规标记从试样上脱落，或导致仪器失去量规标记的位置。

冷加工材料试样确实有一个通过机加工减少的截面，因此使用合适的 2 英寸标距长度的引伸计，如 AUTOX750、AVE2 或手动夹式装置。B2 类应变测定适用于 0.2% 的偏移屈服，但如果需要较低的百分比屈服计算，建议使用 B1 类装置。

附录 1 还涵盖了热轧和冷加工棒材的弯曲测试要求。当材料尺寸允许时，对全截面材料进行测试，附录规定了必要时机加工试样的尺寸。执行弯曲测试的目的在于目视检查材料的表面裂纹，并需要使用英斯特朗的 W-6810 和 W-6812 弯曲测试工装。

当测试管材（如全截面管道或从管道或管材上切下的狗骨式试样）时，比例型楔形夹具是一种适当且经济的解决方案。如果不需要压扁狗骨式试样的端部，我们建议使用曲线型虎钳支座，这对于测试具有厚壁和更高抗拉强度的试样特别有用，因为它们在测试开始时消除了滑移并提高了应变精度。

适用于管道和管材的应变测量解决方案可以是自动接触式引伸计（如 AUTOX750）或手动夹式装置（如英斯特朗的 W-6280 系列）。为测试全截面管材，AUTOX750 可以接受最大直径为 100 mm、标距长度为 2 英寸的试样。B2 类应变测定适用于 0.2% 的偏移屈服，但如果需要较低的百分比屈服计算，建议使用 B1 类装置。

附录 2 还介绍了一些用于证明某些管材延展性的压缩测试，包括压扁、反向压扁、挤压、法兰、扩口、弯曲和横向引导弯曲测试。基本的压缩铁砧和模具可以轻松满足许多此类测试的要求，但导向弯曲测试除外，英斯特朗为此测试提供了 W-6810 工装。

紧固件测试需要专门的夹持配件来支撑紧固件的头部，并将拉张应力集中在试样的螺纹部分。它们由不同直径、角度、螺纹和螺距的螺栓固定器和垫圈组成，以匹配每种特定尺寸的紧固件。如果紧固件太大而无法在给定的测试系统上进行测试，则允许对具有标准 2 英寸标距长度的传统 0.505 英寸的试样进行机加工，以便进行测试。除轴向测试之外，ASTM F-606 和 MIL-STD 1312 还要求进行两种类型的剪切测试（双重和单次），以及带有螺母检验心轴的螺母检验。

测试紧固件时通常不需要应变测定，但它在确定材料是否显示任何应变时可能会有所帮助。一个合适的选择是英斯特朗的 W-E439。

附录 4 主要侧重于圆线材制品的两种夹持类型：次级楔形夹具和凸轮式缓冲夹具。这两种解决方案均被认为适合测试也具有延展性的较低容量电线。用于测试全截面圆线材试样的标距长度为 10 英寸。当测试这种类型的试样时，夹头内断裂可能是一个常见的挑战，因为当试样在接近夹具的地方发生断裂时，测试结果被认为不可报告。因此，夹具对准非常重要。如果需要进行应变测量，则可以使用 10 英寸标距长度的夹式装置，即 AUTOX750 等自动解决方案。

A370 圆线材解决方案
2714-107 轮胎帘线夹具

In the most recent update to ASTM A370, annex A7 (multi-wire strand) and annex A9 (steel reinforcing bar) have been moved to their respective product standards ASTM A1061/A1061M and ASTM A615. Due to their lengthy inclusion in past versions of ASTM A370, we will still touch on those applications within this guide. 

7 wire strand is normally used in the production of pre-stressed concrete. It is difficult to test stranded wire without the right equipment, and although a proportional wedge grip is acceptable, a non-proportional side-acting grip is a much better choice for both consistency and results. Per the ASTM A1061/A1061M standard, specimen lengths are 48 inches and require a 24” gauge length strain device for proper measurement of change in length.

Reinforcing bar, or “rebar” is another material where specimens do not include a reduced section and thus requires an 8”/200mm gauge length extensometer. A proportional wedge grip is appropriate for this test. In North America the sizing convention is based upon # 8 rebar being a nominal 1”, or 8/8 ths. The largest diameter material included in the product standard within recent years is # 20 thread bar which also includes a tensile strength of 100 ksi. Testing of the largest product yields peak test loads of 720,000 lbs. An additional test under the AC133 standard is a rebar coupling test that runs in a through zero cyclic manner using a dual side-acting, or single side-acting non proportional grip.