Metallic materials - Wire Part 1: Simple torsion test
1 Scope
This document specifies a method for determining the ability of metallic wire of diameter or characteristic dimension from 0.1 mm to 14 mm to undergo plastic deformation during simple torsion in one direction.
The unidirectional torsion test for metal wire products of other specifications may be performed with reference to this document after consultation between the parties concerned.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
4 Symbols and designations
The symbols and designations used in the simple torsion test of round wire and shaped wire are shown in Figure 1 and Figure 2, respectively, and listed in Table 1.
Key:
1——Grip;
2——Sample.
Figure 1 Round wire
a) Z b) H
c) T
Figure 2 Typical shaped wire section
Table 1 Symbols and designations
5 Test principle
The test consists of twisting a test piece of wire around its own axis in one direction, so that the specimen is twisted to a specified number of times or the specimen breaks.
Foreword I
Introduction III
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Symbols and designations
5 Test principle
6 Testing equipment
7 Test piece
8 Test conditions
9 Test procedures
10 Test report
Annex A (Informative) Recommended types of jaws
Annex B (Informative) Evaluation of fractures occurring during simple torsion test
金屬材料 線材
第1部分：單向扭轉試驗方法
1 范圍
本文件規定了公稱直徑(或特征尺寸)為0.1mm～14mm的金屬線材承受塑性變形能力的單向扭轉試驗方法。
經相關方協商，其他規格金屬線材產品的單向扭轉試驗可參照本文件執行。
2 規范性引用文件
本文件沒有規范性引用文件。
3 術語和定義
本文件沒有需要界定的術語和定義。
4 符號和說明
本文件使用的符號及說明如圖1、圖2及表1所示。
標引序號說明：
1——夾頭；
2——試樣。
圖1 圓型截面線材
a) Z型 b) H型
c) T型
圖2 典型的異型截面線材
表1 符號和說明
符號 說明 單位
d 圓型橫截面金屬線材直徑 mm
h 異型橫截面金屬線材特征尺寸a mm
w 異型橫截面金屬線材最小尺寸 mm
L 兩夾頭之間的自由長度 mm
N1 單向扭轉次數 —
a 異型橫截面金屬線材特征尺寸指橫截面的最大尺寸，通常在相應標準中規定，如圖2所示。
5 試驗原理
試樣繞自身軸線向一個方向勻速扭轉，使試樣扭轉至規定次數或試樣斷裂。
注：以兩夾頭之間試樣兩端產生360°的相對扭轉角為一個扭轉次數。
6 試驗設備
6.1 試驗機夾塊硬度應不小于55HRC。
附錄A中給出了幾種夾塊齒面推薦類型。
6.2 試驗機自身不應妨礙由試樣收縮所引起的夾頭間長度的變化，試驗機可對試樣施加適當的拉緊力(見9.1)。
試驗期間，試驗機的兩個夾頭應保持在同一軸線上，對試樣不施加任何彎曲力。
試驗機的一個夾頭應能繞試樣軸線旋轉，而另一個不應有任何轉動，除非這種角度變形被用于測定扭矩。
試驗機夾頭間的距離應可以調節和測量，以適應不同長度的試樣。
試驗機應能調節轉動速率且應控制在規定值的10％內，并應有自動記錄扭轉角度或周次的裝置。
試驗機應提供安全防護裝置，以保護操作者在試樣斷裂為兩段以上時免受飛出碎片的傷害。
7 試樣
7.1 試樣宜盡可能平直。
7.2 必要時應采用適當的方法對試樣進行矯直。
矯直時，不應損傷試樣表面，也不應扭曲試樣。
存在局部硬彎的線材不應用于試驗。對橫截面縱向中性軸有突起的線材不應進行試驗。
除非另有規定，圓型和異型線材兩夾頭間的自由長度應分別符合表2和表3的規定。
表2 根據圓型線材公稱直徑所確定的夾頭間自由長度
單位為毫米
線材公稱直徑/d 夾頭間自由長度/L(公稱值)a
a 夾頭間自由長度最大為500mm。
b 僅適用于鋼線材。
表3 根據異形型材標稱特征尺寸所確定的夾頭間自由長度a
單位為毫米
典型異型線材的外型類型 標稱尺寸/h 夾頭間自由長度(公稱值)
a 僅適用于鋼絲。
8 試驗條件
試驗一般在10℃～35℃的室溫下進行。如有特殊要求，試驗溫度應為23℃±5℃。
9 試驗程序
9.1 將試樣置入試驗機夾頭中，使其軸線與夾頭中軸線相重合，以確保試樣在試驗過程中保持平直。除非另有規定，可對試樣持續施加不大于該線材公稱抗拉強度相應力值2％拉緊力。對直徑(或特征尺寸)大于10mm的鋼絲無需施加拉緊力。
注：不同拉緊力對扭轉次數結果有影響。
9.2 將試樣置入試驗機夾頭后，在恒定速率的±10％范圍內旋轉可轉動夾頭，直至試樣達到規定的扭轉次數N1或斷裂為止。根據夾頭帶動試樣所旋轉的完整圈數來記數。
為了驗證旋轉圈數，宜在試樣表面畫上彩色標記線。
9.3 除非相關標準另有規定，對于給定直徑的鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金線材，扭轉速度的公稱值應按表4中的規定值。
單向扭轉屬于等溫試驗過程，對于應變速率敏感的線材或應變速率行為缺乏了解的線材宜避免試樣溫度明顯升高，試樣溫度不宜超過60℃。對于應變速率不敏感的鋼線材，為提高試驗效率，可使用表4中較高的轉速值。
表4 扭轉速度
線材公稱直徑d或特征尺寸h/mm 扭轉速度
r/s
鋼 銅及銅合金 鋁及鋁合金
0.1≤d(h)＜1 1或3a 5 1
1≤d(h)＜1.5 0.5或1a 2
1.5≤d(h)＜3 1.5
3≤d(h)＜3.6 1
3.6≤d(h)＜5
5≤d(h)≤10 0.25或0.5a 0.5
10＜d(h)≤14 0.1 — —
a 此速度僅適用于對應變速率不敏感的鋼線材。
9.4 當試樣的扭轉次數N1達到有關標準規定時，則認為該試樣通過試驗而不必考慮斷口位置。如果試樣未達到有關標準所規定的扭轉次數，且斷口位置在離夾頭2d或2h范圍內，則判定該試驗無效，應重新取樣進行復驗。
注：被測線材通常會斷裂成兩個以上的部分，隨后的斷裂是由于最初斷裂后扭轉的線材的快速回彈造成的。在許多情況下，初始斷裂將形成一個垂直于線材軸的光滑斷裂表面。上述試驗有效性準則僅適用于該初始斷裂的位置。如果需要，9.5中試驗期間發生的斷裂評估僅適用于初始斷裂。
9.5 宜根據附錄B來評估試樣的扭轉斷裂類型。
注1：附錄B中用圓型線材來說明斷裂類型的評估，但同時適用
