GB/T 46777-2025 金属材料 销型（孔）挤压试验方法

　　ICS 77. 040. 10 CCS H 22

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46777—2025

　　金属材料 销型(孔)挤压试验方法

　　Metallicmaterials—Pin-typebearingtestmethod

　　2025-12-02发布 2026-07-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46777—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 符号和说明 2

　　5 原理 3

　　6 试样 3

　　7 试验装置 5

　　8 试验程序 7

　　9 失效模式 8

　　10 试验数据处理和试验结果修约 8

　　11 试验报告 9

　　参考文献 10

　　Ⅰ

　　GB/T 46777—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—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 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　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 :钢研纳克检测技术股份有限公司 、中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院 、冶金工业信息标准研究院 、国标(北京)检验认证有限公司 、国合通用(青岛)测试评价有限公司 。

　　本文件主要起草人 : 高怡斐 、张韧 、侯慧宁 、高天胤 、吴磊 、吴秋平 、李铸铁 、张彪 、董莉 、肖凯 、高拓 、梁锡炳 、郭碧城 、臧昊良 。

　　Ⅲ

　　GB/T 46777—2025

　　金属材料 销型(孔)挤压试验方法

　　1 范围

　　本文件规定了金属材料销型(孔)挤压试验方法的原理 、试样 、试验装置 、试验程序 、失效模式 、试验数据处理和试验结果修约及试验报告 。

　　本文件适用于金属材料室温环境下销型(孔)挤压(以下简称 “孔挤压 ”)性能的测定 。

　　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/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　GB/T 12160 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定

　　GB/T 16825. 1 金属材料 静力单轴试验机的检验与校准 第 1 部分 :拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准

　　JJG 139 拉力 、压力和万能试验机检定规程

　　JJG 475 电子式万能试验机检定规程

　　JJG 762 引伸计检定规程

　　JJG 1063 电液伺服万能试验机检定规程

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　销型(孔)挤压 Pin-typebearing

　　孔挤压

　　为了模拟螺栓 、承载销(销钉) 、铆钉与板状构件的配合状态 ,板状构件在受到单方向的挤压载荷产生形变和剪切的过程 。

　　3.2

　　孔挤压面积 Pin-typebearing area

　　Ao

　　承载销(销钉)直径(Do)和试样厚度(t)之积 。

　　3.3

　　孔边距 Pin-typeedgedistance

　　e

　　试样边缘到销孔中心的距离 。

　　注 : 见图 1。

　　1

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　　3.4

　　边距比 edgedistanceratio

　　δ

　　孔边距(e)和销孔直径(D)的比值 。

　　3.5

　　挤压应力 bearingstress

　　单位挤压面积上承载的力 。

　　3.6

　　挤压应变 bearingstrain

　　承载孔在作用力方向上的变形与承载销直径之比 。 3.7

　　孔挤压屈服力 Pin-typebearingyield force

　　Fbry

　　挤压应力-挤压应变比例极限特定偏差对应的挤压力 。 3. 8

　　孔挤压最大力 Pin-typebearing maximum force Fbru

　　承载孔能够承受的最大力 。

　　3.9

　　孔挤压屈服强度 Pin-typebearingyield strength Rbry

　　挤压应力-挤压应变比例极限特定偏差对应的挤压应力 。

　　3. 10

　　孔挤压强度 Pin-typebearingstrength

　　Rbru

　　承载孔能够承受的最大应力 。

　　4 符号和说明

　　本文件使用的符号和相应的说明见表 1。

　　表 1 符号和说明

　　符号

　　说明

　　单位

　　Ao

　　孔挤压面积

　　mm2

　　b

　　试样宽度

　　mm

　　D

　　销孔直径

　　mm

　　Do

　　承载销直径

　　mm

　　e

　　孔边距

　　mm

　　Fbru

　　孔挤压最大力

　　N

　　Fbry

　　孔挤压屈服力

　　N

　　L

　　试样长度

　　mm

　　2

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　　表 1 符号和说明 (续)

　　符号

　　说明

　　单位

　　Rbry

　　孔挤压屈服强度

　　MPa

　　Rbru

　　孔挤压强度

　　MPa

　　t

　　试样厚度

　　mm

　　δ

　　边距比

　　—

　　5 原理

　　将一根紧密配合的圆柱形承载销穿过试样的通孔 ,通过对承载销持续单向加载测得试样的孔挤压强度和孔挤压屈服强度 。

　　6 试样

　　6. 1 试样形状和尺寸

　　6. 1. 1 试验采用板状试样 。试样宜采用产品的全厚度 ,可根据试验情况适当减薄试样厚度 。

　　注 : 试样厚度通常在 1 mm~ 3 mm 之间 。

　　6. 1.2 通常采用边距比为 1. 5 和 2. 0 的试样 ,边距的允许偏差应为 ±2% 。

　　6. 1.3 试样宽度应为孔直径的 4倍 ~ 8倍 。

　　6. 1.4 孔的直 径 应 与 预 期 用 途 相 同 。 如 孔 挤 压 测 试 结 果 用 于 获 取 铆 接 零 件 的 数 据 , 则 孔 直 径 宜 为5 mm 或6 mm;而对于螺栓组件 ,可能需要较大的孔 。为避免上述两种情况 ,销钉直径与试样厚度之比为 2~4。

　　6. 1.5 加载点和试验销孔中心之间的自由长度应大于试样宽度的 1. 5倍 。试样的总长度可根据所用夹持试样的方法而定 。 图 1 给出了常用的孔挤压试样图 。

　　6. 1.6 试样和销钉之间应紧密配合 。孔的直径不应超过销钉直径 0. 02 mm。

　　注 : 孔与销钉间隙较大时 ,易导致试验结果偏离 。

　　3

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　　单位为毫米

　　标引符号说明 :

　　b — 试样宽度 ;

　　D — 销孔直径 ;

　　e — 孔边距 ;

　　L — 试样长度 ;

　　t — 试样厚度 。

　　销孔内表面粗糙度 Ra 优于 0. 4 μm ,其余表面粗糙度 Ra 优于 1. 6 μm。

　　图 1 常用的孔挤压试样图

　　6.2 试样取向

　　6.2. 1 测得的孔挤压性能取决于试样方向 和 相 对 于 从 中 提 取 试 样 的 产 品 的 晶 粒 流 施 加 载 荷 的 方 向 。试样方向和加载方向应使用两个字母的代码进行标识 ,如图 2 所示 。第一个字母表示预期剪切面的法线方向 。第二个字母表示施力方向 。

　　6.2.2 矩形产品的方向代码如图 2a)所示 。产品轴在纵向(L) 、横向(T)和短方向(S) 。这些适用于薄板 、厚板 、挤压件 、锻件和其他具有矩形形状的产品 。最常用的试样取向是 T-L 和薄产品的 L-T。

　　6.2.3 图 2b) 给出了圆柱形产 品 形 式(如 杆 、管) 的 定 位 代 码 , 其 中 产 品 轴 在 纵 向 (L) 、径 向(R) 和 环向 (C) 。

　　4

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　　a) 矩形产品 b) 圆柱形产品标引符号说明 :

　　C — 环向 ;

　　L — 纵向 ;

　　R — 径向 ;

　　S — 短方向 ;

　　T— 横向 。

　　图 2 产品取样的方向代码

　　6.3 试样加工

　　应通过最小的冷加工量获得垂直于试样表面光滑圆孔 。最终加工(如镗孔 、铰孔或磨削) 应确保孔的圆度符合要求 。孔边缘若存在毛刺 ,则表明孔表面存在冷加工硬化现象 ,宜避免 。

　　注 : 去除毛刺并不能消除冷加工的影响 。

　　7 试验装置

　　7. 1 试验机

　　7. 1. 1 用于孔挤压的试验机测力系统应满足 GB/T 16825. 1要求 ,并按照 JJG 139、JJG 475或 JJG 1063进行校准 ,其准确度应为 1 级或优于 1 级 。

　　7. 1.2 试验机及其夹具应保持试样轴向受力 。

　　7.2 引伸计

　　7.2. 1 用于测量挤压变形的引伸计应符合 GB/T 12160或 JJG 762 中所述的 1 级或优于 1 级的要求 。可根据实际情况不同 , 自行设计工装 。

　　7.2.2 挤压变形测量应以获得轴向挤压变形的方式进行 ,其中应包括最小的其他变形 ,如销弯曲和试样的拉伸应变 。测量挤压变形的方法如图 3所示 ,采用拉向引伸计测量变形量 。对于自行设计的工装 ,也可采用其他类型的引伸计 。

　　5

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　　标引序号说明 :

　　1— 连接试验机横梁 ;

　　2— 承载框 ;

　　3— 针状活塞 ;

　　4— 引伸计 ;

　　5— 活塞筒 ;

　　6— 承载销 ;

　　7— 试样 ;

　　8— 试验机夹持部分 。

　　图 3 试验工装的装配示意图

　　7.3 销钉形状及尺寸

　　7.3. 1 挤压力通常通过紧密配合的圆柱销钉施加在试样上 。销钉硬度和强度应高于被测材料 ,可采用淬硬钢制作 ,其洛氏硬度应为 60 HRC~ 64 HRC,表面粗糙度应优于 0. 2 μm。所用销钉的直径 、硬度和表面粗糙度应均匀 。

　　7.3.2 为保证试验结果的重复性 ,应严格控制试样和销钉表面状态 。试验前应对销钉和试样的销孔进行清洗 ,典型材料的推荐清洗方式见表 2。

　　表 2 推荐清洗方式

　　材料

　　清洗方式

　　钢 、铝合金 、钛合金

　　丙酮中进行超声波清洗

　　镁合金

　　每升水中 60 g NaOH+10 g Na3PO4 · 12H2 O 溶液 ,温度 82 ℃ ~ 93 ℃进行化学清洗

　　6

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　　7.3.3 每次试验后应仔细检查销钉 , 以确保销钉上没有金属残留物附着 ,且销钉不应有变形 ,否则应予以更换 。典型的承载销如图 4所示 。

　　单位为毫米

　　图 4 承载销设计图

　　7.4 夹持装置

　　7.4. 1 可使用各种类型的夹持装置将试验机施加的测量载荷传递到试样上 。 任何轴向施加拉力试验载荷的夹具 ,如销钉连接或楔形夹具 ,都适用于挤压试验 。试验工装的装配示意图见图 3。

　　7.4.2 承载框 应 能 把 试 验 机 所 加 载 荷 传 递 给 试 样 , 以 保 持 其 轴 向 力 。 承 载 框 开 槽 宽 度 应 大 于 试 样厚度 。

　　7.4.3 支撑销的夹具应使销与试样上的孔同心 。 由于销的载荷使孔变形 ,不应限制试样的增厚 。夹具应将销钉支撑在试样附近 。

　　8 试验程序

　　8. 1 一般要求

　　除另有规定 ,试验应在 10℃ ~35℃的室温进行 。对于温度要求严格的试验 ,试验温度应为 23℃±5℃。

　　8.2 试样的测量

　　对试样厚度 t、销孔直径 D 和承载销直径 Do 的测量 ,读数误差应在测定值的 0. 5%以内 ,应准确到0. 02 mm。孔边距可参考测得试样顶端到销孔顶端的距离 ,这个距离为 e-D/2,测量准确至 0. 02 mm ,通过计算可求出孔边距 e 和边距比δ。

　　8.3 试样的清洗

　　根据试样材料选取表 2 推荐的清洗方式 ,在清洗剂溶液中清洗 5 min~ 10 min后 , 晾干即可 ,试验过程中应保持这种洁净状态 ,操作者应带手套 。

　　8.4 试样的装夹

　　将承载框与试验机横梁连接 ,安装承载销与试样 。试样夹紧后 ,对承载销施加一个不大于最大载荷5%的预紧力 。调节试样到承载框夹缝的中心位置 ,应使试样不与承载框接触 。 预紧力加载完毕 ,安装活塞筒和针状活塞 ,安装轴向引伸计 。

　　注 : 预紧力一般为 300 N~ 1 000 N。

　　7

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　　8.5 试验速率

　　试验中试验速率为 0. 05/min,可使用的加载模式有两种 :

　　— 横梁位移速率控制模式 ;

　　— 应变速率控制模式 。

　　8.6 试验终止

　　试验过程中速率应保持不变 ,直至试样失效 ,并对失效模式进行判定 。

　　9 失效模式

　　在孔挤压试验中 ,下面给出了几种失效模式和代码(见图 5) :

　　a) 压溃(C) :测试销孔发生变形但未断裂 ;

　　b) 端部劈裂(E) :在测试销孔中心正上方沿加载方向出现的单一断裂 ;

　　c) 剪切或切除(S) :在测试销孔正上方的横截面处 , 沿加载方向或与加载方向成 20°以内的范围内发生断裂 ;

　　d) 静拉力断裂(T) :试样在垂直于加载方向上断裂 ;

　　e) 对角撕裂(D) :朝着试样角部 、与加载方向成大约 20°~ 70°的撕裂断裂 ;

　　f) 多模式失效 :如果试样呈现出多种失效模式 ,且无法确定哪种是主要的 ,则可根据情况指定多个代码 。

　　a) 压溃(C) b) 端部劈裂(E) c) 剪切或切除(S)

　　d) 静拉力断裂(T) e) 对角撕裂(D)

　　图 5 失效模式和代码

　　10 试验数据处理和试验结果修约

　　10. 1 试验数据处理

　　试验结束后 ,可以得到一条完整的载荷-变形曲线 。 以载荷-变形曲线最初的直线段的斜率为准 , 以

　　8

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　　横轴偏置 2%承载销直径 Do 的数值做一条平行直线与原曲线 相 交 , 通 过 计 算 可 以 求 得 孔 挤 压 屈 服 力Fbry ,如图 6所示 。孔挤压强度 Rbru 的计算式见公式(1) ,孔挤压屈服强度 Rbry的计算式见公式(2) 。

　　Rbru … … … … … … … … … … ( 1 )

　　Rbry … … … … … … … … … … ( 2 )

　　10.2 试验结果修约

　　试验测定的孔挤压强度和孔挤压屈服强度应按照 GB/T 8170修约至 1 MPa。

　　标引符号说明 :

　　Do — 承载销直径 ,单位为毫米(mm) ;

　　F — 载荷 ,单位为牛顿(N) ;

　　Fbry — 孔挤压屈服力 ,单位为牛顿(N) ;

　　x — 轴向变形 ,单位为毫米(mm) 。

　　图 6 载荷-变形曲线

　　11 试验报告

　　试验报告应至少包括以下内容 :

　　a) 本文件编号 ;

　　b) 测试材料及试样取样方向 ;

　　c) 试验温度 ;

　　d) 清洗剂 ;

　　e) 试验速率 ;

　　f) 孔的直径 、试样宽度以及试样厚度 ;

　　g) 边距比 ;

　　h) 孔挤压屈服强度 ;

　　i) 孔挤压强度 ;

　　j) 失效模式和代码 。

　　9

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　　参 考 文 献

　　[1] HB 5433—1989 金属材料的销型支承试验方法

　　[2] ASTM E238-17a Standard TestMethod forPin-Type Bearing Testof Metallic Materials

　　[3] 唐振兴 ,陆爱珍 . 金属材料销型承载试验评述[J] . 工程材料 . 1988(5) :25-27.

　　[4] 张继祥 . 销型承载试验影响因素的研究[J] . 材料工程 . 1993(3) :29-30.

　　[5] 高天胤 ,高怡斐 ,牛瞳 . 3D打印钛合金孔挤压试验分析[J] . 中国测试 . 2021,47(2) :7.

　　[6] MMPDS ( Metallic Materials Properties Development and Standardization) July 2016, C1. 26-29.

　　[7] Fujian Zhuang, PuhuiChen, Albertino Arteiro, Pedro P. Camanho. Mesoscale modelling of damage in half-hole pin bearing composite laminate specimens[J] . Composite Structures,2019,214.

　　10