ICS29.050 CCS Q 50 中华人民共和国国家标准 GB/T 3074.1—2021 代替GB/T3074.1—2008 炭素材料抗折强度测定方法 The test method for flexural strength of carbon materials 2022-03-01实施 2021-08-20发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 3074.1—2021 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T3074的第1部分。GB/T3074已经发布了以下部分： GB/T3074.1炭素材料抗折强度测定方法； -GB/T3074.2石墨电极弹性模量测定方法； -GB/T3074.3石墨电极氧化性测定方法； —GB/T3074.4石墨电极热膨胀系数（CTE）测定方法。 本文件代替GB/T3074.1一2008《石墨电极抗折强度测定方法》，本文件与GB/T3074.1—2008相 比除结构调整和编辑性修改外，主要技术变化如下： 修改了适用范围（见第1章，2008年版的第1章）； 修改了规范性引用文件（见第2章，2008年版的第2章）； 一增加了术语和定义（见第3章）； 增加了四点负荷法原理（见4.2，2008年版的第3章）； 一修改了仪器设备（见5.1、5.2、5.3、5.4，2008年版的第4章）； 修改了试样尺寸及加工要求（见第6章，2008年版的第5章）； 修改了试验步骤（见第7章，2008年版的第6章）； 增加了平行六面体试样的抗折强度计算公式（见第8.2）； 一修改了试验报告内容（见第9章，2008年版的第8章）。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本文件起草单位：山西聚贤石墨新材料有限公司、中钢集团新型材料（浙江）有限公司、山东八三石 墨新材料厂、开封平煤新型炭材料科技有限公司、大同宇林德石墨新材料股份有限公司、郴州市产商品 质量监督检验所、北京英斯派克科技有限公司、冶金工业信息标准研究院 本文件主要起草人：张向军、王思寨、马卫、杨辉、郑景须、唐永贵、徐建平、张惠兵、温志伟、赵修富、 黄震、毛玉珍、李建新、周智勇、吴沣、杜爱芳、吴建国、陈洪、曹晖。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： -1982年首次发布为GB/T3074.1—1982，2008年第一次修订； ——本次为第二次修订。 GB/T3074.1—2021 引言 炭素材料广泛应用于钢铁、有色、航空航天等领域。客观公正地评价和判定其质量，对于企业发展 和贸易需求具有重要作用，其检测方法是质量表征的基本手段，可靠一致的检测方法是检测数据可比性 的保证。 为了建立并完善炭素材料检测方法标准体系，使其在质量控制和表征中发挥明显的作用，因此制定 法》规定了炭素材料抗折强度测定原理、仪器设备、试样、试验步骤、结果计算、试验报告，适用于室温下 采用四点负荷法测定炭素材料抗折强度。其余部分标准按照炭素材料其他理化性能规定了材料相应检 测方法。 GB/T3074分为4个部分： GB/T3074.1炭素材料抗折强度测定方法； GB/T3074.2 2石墨电极弹性模量测定方法； GB/T3074.3石墨电极氧化性测定方法； 本文件是GB/T3074的第1部分，针对炭素材料抗折性能特点规定的测定方法，其他各部分标准 规定了其他理化性能的测定方法。 GB/T3074.1—2021 炭素材料抗折强度测定方法 1范围 本文件规定了炭素材料抗折强度测定原理、仪器设备、试样、试验步骤、结果计算、试验报告。 本文件适用于室温下采用四点负荷法测定炭素材料抗折强度。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB/T1427炭素材料取样方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 3术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4原理 4.1抗折强度是材料受外力弯曲断裂时所能承受最大负荷的量度，其数值为试样弯曲断裂时，横截面 上正应力的大小。 4.2四点负荷法：将试样放置在两个承重块上，在它们的中心位置加载荷，直到样品断裂。载荷被均匀 地分布在两个点上。抗折强度是根据样品断裂时的载荷，载荷边缘与支撑点间的距离，测试样品的直径 （高度、宽度）计算得到。 5仪器设备 5.1 游标卡尺：测量范围0mm~200mm，精度0.02mm。 5.2千分尺：测量范围0mm~50mm，精度0.01mm。 5.3 鼓风干燥箱：具有自动调温装置，能保持温度在（110士5）℃。 5.4材料试验机：推荐试样最大加载负荷至少在传感器量程的5%90%，精度等级不低于1级。 5.5试验夹具：夹具应通过调节球形轴承座或滚子轴承组件来保证施加在试样上的力正常且没有偏心 率，上下压头的距离可以调整以满足不同尺寸的样品的需要，夹具应具有防试样滑动的装置。其装置见 图1。 试样g20mm×160mm的夹具尺寸：上压头间距为40mm，压头曲率半径5mm士0.5mm；下压头 间距120mm，压头曲率半径3mm土0.5mm。 试样g30mm×180mm的夹具尺寸：上压头间距为50mm，压头曲率半径5mm士0.5mm；下压头 间距150mm，压头曲率半径3mm±0.5mm 1 GB/T3074.1—2021 其他试样的夹具尺寸：上压头间距至少为样品高度（圆柱体则为直径）的2倍，下压头间距为上压头 间距的3倍且不小于40mm，样品端部伸出夹具的长度至少为样品的高度，压头直径为下压头间距的 1/20~1/10倍，精度±0.5mm 3/. 6 标引序号说明： 1—上托板； 2——上压头； 3——试样； 4——下压头； 5——下托板； 6一一支撑钢球。 图1试验装置示意图 6试样 6.1按GB/T1427的规定取样、加工。 6.2GB/T1427未规定产品试样尺寸及加工要求如下： 试样加工成平行六面体或者圆柱体，试样的直径（宽、高）应大于产品最大颗粒尺寸的5倍，试样的 长高比（圆柱体则为长径比）大于或等于8，宽高比小于或等于2。 6.3试样的各平面要求平整，平行度优于0.1mm/100mm，表面粗糙度优于Ra3.2μm。 6.4样品的外观棱角完整，无可见的裂缝、缺口、掉边、凸起、凹坑、空洞等缺陷。 7试验步骤 7.1试样应在110℃士5℃鼓风干燥箱中烘干2h，贮存在干燥器中冷却至室温备用。 7.2测量试样的尺寸，圆柱体试样测量直径，平行六面体试样测定宽度和高度，精确至0.02mm。直径 的测量为沿试样轴向（中心点）测3处，3处位置处于下压头两点之间的平均位置，每处测两次，两次对 应相互垂直，将测量得6个数据取平均值。宽度、高度的测量为沿试样轴向测3处，3处位置处于下压 头两点之间的平均位置，将测量宽、高的3个数据分别取平均值 7.3将试样放在试验机的下压头上，试样中心与上压头间距中心对齐，且使上、下压头轴向皆垂直于试 样轴，调整防试样滑动装置，以防滑动。 2 GB/T 3074.1—2021 7.4将试验机加载速度调节至1.5mm/min，然后加载至试样断裂，记录最大负荷。样品断裂面在跨度 之外视为无效。 8 结果计算 8.1圆柱体试样的抗折强度按式（1）计算： 16PL .........(1) 元d3 式中： 抗折强度，单位为兆帕（MPa）； P—最大负荷，单位为牛(N)； L 一上压头间距，单位为毫米（mm）； d—试样直径，单位为毫米（mm）。 8.2 2平行六面体试样的抗折强度按式（2）计算： 3PL bh? 式中： 抗折强度，单位为兆帕（MPa)； P—最大负荷，单位为牛(N)； L 一上压头间距，单位为毫米（mm）： b——试样的宽度，单位为毫米（mm）； h一试样的高度，单位为毫米（mm）。 8.3 3计算结果保留一位小数，数值修约按GB/T8170的规定进行。 9 试验报告 试验报告应至少包括下列内容： a) 委托单位； b) 试样名称； c) 试样编号； d) 试样形状、规格、尺寸； e) 试验结果； f) 试验单位； g) 试验人员； h) 试验日期； i) 本文件编号。 GB/T 3074.1—2021 7.4将试验机加载速度调节至1.5mm/min，然后加载至试样断裂，记录最大负荷。样品断裂面在跨度 之外视为无效。 8 结果计算 8.1圆柱体试样的抗折强度按式（1）计算： 16PL .........(1) 元d3 式中： 抗折强度，单位为兆帕（MPa）； P—最大负荷，单位为牛(N)； L 一上压头间距，单位为毫米（mm）； d—试样直径，单位为毫米（mm）。 8.2 2平行六面体试样的抗折强度按式（2）计算： 3PL bh? 式中： 抗折强度，单位为兆帕（MPa)； P—最大负荷，单位为牛(N)； L 一上压头间距，单位为毫米（mm）： b——试样的宽度，单位为毫米（mm）； h一试样的高度，单位为毫米（mm）。 8.3 3计算结果保留一位小数，数值修约按GB/T8170的规定进行。 9 试验报告 试验报告应至少包括下列内容： a) 委托单位； b) 试样名称； c) 试样编号； d) 试样形状、规格、尺寸； e) 试验结果； f) 试验单位； g) 试验人员； h) 试验日期； i) 本文件编号。