9.1  钢管的力学性能

9.1.1  前     言 

金属材料是现代工业、农业、国防及科学技术等部门使用最广泛的材料。它之所以获得广泛的应用，不仅是由于它的来源丰富，而且还由于它具有优良的性能。此外，金属材料品种多，性能各异，可以通过不同的加工方法（例如热处理），使金属材料的某些性能获得进一步的改善，从而扩大其使用范围。

作为钢管公司的技术工人，无论从事生产制造或维修工作，都会遇到金属材料的选用及热处理问题。在生产中，如果选材不当，或者钢管的执处理工艺选得不合理，将使钢管不能满足用户的使用要求，造成很大的经济损失。为此，我们必须掌握常用金属材料的成分、加工方法、组织、性能、用途之间相互联系的基本知识，并运用这些知识去解决实际生产中遇到的具体问题。

我厂产品主要是根据美国石油协会(API) 及其它规范生产的石油套管、油管、接箍、管线管、液压支架管、结构管等。

根据API 5CT标准及用户要求，对石油套管，要求使用时能达到地下6000米，并经激烈温差变化，腐蚀环境及其内外耐压要求为2000psi。在这样的压力下，套管的外观不能有变形和损坏，这就要求石油套管的抗拉强度、屈服极限、冲击韧性及管材的工艺性能应满足一定的要求。不难看出钢材从冶炼到轧制、管加工和热处理后要使化学成分、金相、力学、金属物理性能等达到使用要求。

金属材料的性能可分为两大类：

使用性能：包括力学性能、物理性能、化学性能

工艺性能：包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能。

本节主要介绍这些性能的概念、力学性能指标及测试方法。

9.1.2  金属材料的力学性能

定义：力学性能：金属抵抗外力作用的能力。载荷：作用在金属材料上的外力。根据载荷的性质可分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。

常用的力学性能指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。

9.1.2.1  强度和塑性

金属受到载荷作用后，其变形和破坏过程一般是：弹性变形→弹性变形加塑性变形→断裂。

弹性变形是指载荷全部卸除后，可完全恢复的变形；塑性变形是指在载荷去除后，材料中仍残留下来的变形。

1  强度

强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和断裂的能力。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。钢管的强度一般可以通过金属拉伸试验来测定。

1)  拉伸曲线

在静力单轴拉伸试验时，按国家标准规定的速度对试样施力，并利用拉力试验机上的自动绘图装置或者加设的自动绘图系统，可以绘出试样在试验过程中力与伸长之间的关系曲线，即拉伸曲线。由于该图不仅能明确显示出材料在拉伸过程中的变形特征，而且根据拉伸曲线可以得出主要的力学性能试验数据。因此，国际标准和国家标准都将拉伸曲线的绘制列入测定项目，并作了明确的精度要求。

拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线见图9-1。

曲线分为四阶段：

①  阶段I（oab）――弹性变形阶段

a: Pp  ，b: Pe （不产生永久变形的最大抗力）

oa段：△L∝ P   直线阶段即试样的伸长量与载荷成正比关系，符合虎克定律。

虎克定律：弹性的物体，在其弹性限度内，其受力的大小与其长度的改变量（伸长量）成正比。

注：弹性限度：当弹性物体受一力的作用时，当力的效应除去时，弹性物体仍能回到其未受力的状态，则此力为弹性限度。

ab段：极微量塑性变形（0.001--0.005%)

当Pp〈载荷〈Pe时，试样伸长量与载荷已不再成正比关系，拉伸曲线不成直线，但试样仍处于弹性变形阶段，此时去除载荷，试样仍能恢复原状。

②  阶段II（bcd）段――屈服变形

载荷超过Pe后，除弹性变形外，试样开始产生塑性变形。当载荷达到Ps时，在拉伸曲线上出现了水平或锯齿形的线段，这表明在在载荷不增加甚至减少的情况下，试样仍继续变形，这种现象称为“屈服”。

屈服点   Ps

图9-1  拉伸曲线

③  阶段III（dB）段――均匀塑性变形阶段

屈服现象过后，变形量又随载荷的增加而逐渐增大，整个试样发生均匀而显著的塑性变形。

B:  Pb 材料所能承受的最大载荷

④  阶段IV(BK) 段――局部集中塑性变形

当载荷增加到某一最大值Pb后，试样的局部截面开始急剧减小，出现了“颈缩”现象。以后的变形主要集中在颈缩部分。由于颈部附近试样截面积急剧减小，载荷也逐渐降低。当达到Pk时，试样在颈缩处断裂。

铸铁、陶瓷：只有第I阶段

中、高碳钢：没有第II阶段

2)  强度指标

根据拉伸曲线上各特殊点的载荷与试样原截面的关系，可以测得材料的强度指标。

试样在受载荷P作用时，材料内部产生同等大小的抵抗力。材料单位截面积上的抗力称为应力，即

σ=P/Fo   表示材料抵抗变形和断裂的能力

式中：σ——应力

P——载荷

Fo——试样原始横截面积

金属材料的强度，常用应力来表示。

①  抗拉强度

σb=Pb/Fo

式中：σb——试样在拉断前所承受的最大应力（材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值）

Pb——试样在拉断前所承受的最大载荷

σb越大，表示材料抵抗断裂的能力越大，即强度越高。σb也是设计、选择材料的主要依据，也是评定金属材料强度的重要指标之一。此外，它还是可以确定材料是否有缺陷，质量是否合格，作为改进生产工艺的依据。

②  屈服强度σs和条件屈服强度σ0.2

屈服强度σs（σs代表材料开始明显塑性变形的抗力,是设计和选材的主要依据之一。）

σs=Ps/Fo

式中：σs——屈服极限

Ps——试样发生屈服时的载荷

条件屈服强度σ0.2 

有些金属材料，如中高碳钢及某些合金钢，在拉伸试验中没有明显的屈服现象，所以无法确定屈服点，按国家标准GB228——87规定，可以用条件屈服强度σ0.2表示。σ0.2为试样标距部分残余伸长达到原标距长度的0.2%时的应力值。

σ0.2=P0.2/Fo

式中：P0.2——试样标距部分产生0.2%残余伸长时的载荷

由金属材料制成的结构件和零件，在使用时所受的应力只能限制在弹性变形范围内，而不允许超过σs或σ0.2，否则会引起明显的塑性变形，导致结构扭曲，机器无法正常工作。因此，材料的屈服强度是进行机器及结构设计的主要依据，也是评定金属材料强度的重要指标之一。

脆性材料：σb=σs 如：灰口铸铁。

金属材料的屈服极限与抗拉强度的比值（σs /σb）叫屈强比。屈强比越小，安全可靠性越高，但材料强度的有效利用率越低；屈强比过大，说明材料的屈服极限接近抗拉强度，虽然材料强度的有效利用率高，但使用时容易发生吐脆断，安全可靠性较低。因此，实际中根据材料的工作条件，通过热处理和合金化来改变材料的屈强比，以保证在安全可靠的基础上，合理的使用材料。

2  塑性

所谓塑性是指金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。金属的塑性指标也是通过拉伸试验测得的。标志金属塑性好坏的两项指标是延伸率和断面收缩率。

1)  延伸率 

试样拉断后，其标距部分内所增加的长度与原标距长度的比值称为延伸率。用符号A表示，单位为%。按下式计算：

         L1 - L0

A=————x 100%

           L0

式中：L0——试样原标距长度

L1——试样拉断后最终标距长度

由于对同一材料用不同长度的标准试样所测得的延伸率A数值不同，因此应注明试样尺寸比例。

延伸率与试样尺寸有关， A5 ,   A10 (Lo=5do, Lo=10do)，对于同一材料A5〉A10。

2)  断面收缩率

试样拉断后，其断裂处横截面积的缩减量与原横截面积的比值称为断面收缩率，用符号S表示，单位为%。按下式计算：

y    S =△F/Fo=(Fo-F1)/Fo x 100%

式中：Fo——试样的原横截面积

F1——试样拉断后断裂处的横截面积

,S 越大，塑性愈好

塑性好的金属，可以通过多种压力加工的方法，如轧制、锻造、冲压等制成金属加工产品、零件毛坯或成品。塑性差的金属。它们的脆性大，在断裂前几乎不发生显著的伸长、弯曲或其他变形。

S <5%, 脆性材料

9.1.2.2  硬度

硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。通常是指金属材料抵抗更硬物体压入其表面的能力，也可以说是金属材料抵抗变形的能力。硬度是固体所具有的性能，它表现在由于测量方法和测量条件的不同而不同，也表现在固体抵抗弹性变形、塑性变形或破裂的能力，或者有抵抗其中两种或三种情况同时发生的能力。

硬度是金属力学性能的一个重要指标。在质量检测中，硬度是标志产品质量的重要依据。

硬度试验具有以下几个特点：⑴在压应力状态下，无论是苏醒材料还是脆性材料都可以观察到它在外力作用下所表现的行为甚至象玻璃、硬质合金、碳化钨、金刚石等这些几乎完全非塑性材料，在进行硬度试验时，它们也可以表现为“塑性”状态。⑵与其它静力下机械性能指标之间存在一定的关系。⑶试验后不造成试件破损。⑷测量面广，适合各种不同材料，既能测量特大零件，又能测量微小零件的硬度；既能测量宏观上，又能测量微观上的晶粒硬度。⑸设备简单，操作方便，工作效率高。

硬度试验通常是按施加试验力的速度分类，有静力硬度试验如：布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验；动力硬度试验如：肖氏硬度试压、布氏硬度的动力近似试验等。我们主要介绍静力硬度试验。

由于硬度试验设备简单，操作方便、迅速，又可直接在零件或工具上进行试验而不破坏工件，因此，无论在生产上和科研上，硬度试验的应用都很广泛。

1  布氏硬度

布氏硬度试验法的原理是在规定载荷P（Kgf）的作用下，将一个直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测试件表面并停留一定时间，使塑性变形稳定后，再卸除载荷，测量被测试金属表面上所形成的压痕直径d，由此计算压痕球缺面积F（mm2）,然后再求出压痕的单位面积所承受的平均载荷（P/F），以此作为被测试金属的布氏硬度值。

图9-2

当压头为淬火钢球时，硬度符号用HBS表示，适用于硬度值低于450的金属材料，当压头为硬质合金球时，硬度符号用HBW表示，适用于硬度值为450-650的金属材料。

（kgf/mm2） 

从上式可以看出，当所加载荷P与球体直径D已选定时，硬度值只与压痕直径d有关。d越大，说明金属材料对球体压入的变形抗力越低，即布氏硬度值越小，材料越软；反之，d越大，布氏硬度值越大，材料越硬。实际测试时，硬度值并不需要按上述公式计算，一般用读数放大镜测出压痕直径d，然后根据d值查表，即可求得所测的硬度值。习惯上只写明硬度值的数值而不标出单位，例如当布氏硬度值为200 Kgf/ mm2时，一般均写成200HBS。

布氏硬度适用于未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻软的轴承合金。

布氏硬度试验法的优点是测定的数据准确、稳定。其缺点是压痕较大，不宜测成品或薄片金属的硬度。此外，由于操作较缓慢，对大量逐件检验的产品不适用。

2  洛氏硬度

洛氏硬度试验法是目前工厂中应用最广泛的试验方法之一。洛氏硬度试验的原理是用一个顶角为120º的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球为压头，在规定的载荷作用下压入被测金属表面，然后根据压痕深度来确定试件的硬度值。

图9-3

洛氏硬度试验原理

试验时，载荷分两次加上，先加初载荷10kgf(98.06N),使压头紧密接触试件表面，并压入深度为h1，然后加主载荷，继续压入金属表面，待总载荷（初载荷+主载荷）全部加上并稳定后，将主载荷去除，由于被测试件金属弹性变形的恢复，压头压入深度是h3，压头在主载荷作用下压入金属表面的塑性变形深度就是h（h= h3- h1），并以此来衡量被测金属的硬度。显然，h越大，金属的硬度越低；反之，硬度越高。考虑到数值越大硬度越高的习惯，故采用一个常数K减去h来表示硬度的高低，并用每0.002mm的压痕深度为一个硬度单位，由此获得的硬度值称为洛氏硬度值，用HR表示。

HR=（k-h）/0.002

定义：每0.002mm相当于洛氏1度

洛氏硬度试验时，其硬度值可由硬度计的指示器上直接读出，而无需测量压痕深度。硬度值只表示硬度高低而没有单位。

根据金属材料软硬程度不一，可选用不同的压头和载荷配合使用，测得的硬度值分别用不同的符号来表示。

洛氏硬度常用标尺有：B、C、A三种

①  HRB 轻金属，未淬火钢

②  HRC 较硬，淬硬钢制品

③  HRA 硬、薄试件

洛氏硬度试验法的优点是操作简便、迅速，压痕较小，故可在工件表面或较薄的金属上进行试验，并适用于大量生产中的成品检查，测试的范围大，适用于各种软、硬材料。但是，因为压痕小，对于内部组织和硬度不均匀的材料，硬度值波动较大，一般同一试件应测试三点以上，取平均值。

3  维氏硬度――科学试验

维氏硬度试验是将一个顶角为136º的金刚石正四棱锥压头，在规定载荷作用下，压如试件表面，保持一定时间后卸除载荷，然后根据压痕对角线长度来确定试件硬度。如图所示。所得硬度值用符号HV表示。

HV可根据压痕两对角线平均长度d值查表求出，也可用公式计算。

维氏硬度试验法适用于测试件表面硬化层、金属镀层以及薄片金属的硬度。试验时载荷很大范围内选择，而不影响其硬度值的大小，因此可以测试从极软到极硬的各种金属材料的硬度。

图9-4

维氏硬度的压力一般可选5，10，20，30，50，100，120kg等，小于10kg的压力可以测定显微组织硬度。

9.1.2.3  冲击韧性

机械零部件在服役过程中不仅受到静载荷或震动载荷的作用，而且受到不同程度的冲击载荷的作用。如锻锤的锤杆、冲床的冲头、钳工用扁铲等。由于冲击载荷的加载速度大，作用时间短，被冲击体常常因局部载荷而产生局部变形和断裂。特别是用高强度低塑性材料制造的零部件，在服役过程中往往会发生无预兆的突然断裂而造成重大事故。因此，对于承受冲击载荷的零件和工具来说，仅具有高的强度是不够的，还必须具备足够的抵抗冲击载荷的能力。

实践证明，冲击试验对材料的缺陷很敏感。冲击试验是传统的常规力学试验方法，由于试样加工简便，试验时间短，同时容易辨别出材料及热处理工艺选择是否合理等，所以得到了工程界的广泛采用。

冲击试验是在冲击载荷作用下的一种动负荷试验，根据其试验条件的不同可作如下分类：

1  根据试样的受力状态可分为弯曲冲击，拉伸冲击等。

2  根据试验温度可分为常温、低温、高温冲击三种。

3  根据采用的能量和冲击次数可分为大能量的一次冲击和小能量的多次冲击试验。

常用的是摆锤式一次冲击弯曲试验。

按试验方法规定，需将金属材料制成一定形状和尺寸的试样。夏氏U型缺口试样，习惯上简称为梅氏试样；夏氏V型缺口试样，习惯上简称为夏氏试样。

冲击试样加工要求，冲击试样毛坯截取及其加工应符合API规范5CT套管和油管规范的有关章节内容及ASTME23和GB2106、GB2975等有关标准要求，试样截取应不影响材料组织状态，所以无论采用砂轮切割或气焊切割都应留有一定余量，然后进行机械加工。加工时要用充分的冷却液冷却，以免影响材料原来的性能。

韧性：材料断裂前吸收变形能量的能力----韧度

冲击韧性：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。

试验是在专门的摆锤式冲击试验机上进行。将试样安放在试验机的支座上，试样的缺口背向摆锤冲击方向。把质量为G的摆锤抬到H高度，使摆锤具有位能GHg （g为重力加速度）。然后使摆锤下落，将试样冲断，并向另一方向升到某一高度h，这时摆锤具有位能Ghg。故摆锤冲断试样失去的位能为GHg-Ghg ，这就是试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功（冲击功），用符号AK表示，单位为焦耳（J）。根据试样缺口形状不同，冲击吸收功可分别用AKu和AKv表示。冲击吸收功的值可由试验机刻度盘上的指针直接指示出来。将冲击吸收功除以试样缺口处原横截面积F得到冲击值（冲击韧性），用符号aK（或aKu、aKv）表示，即

ak=冲击破坏所消耗的功Ak/标准试样断口截面积F         (J/cm2)

一次冲击弯曲试验不仅能测定金属材料的冲击韧性值，还有如下应用：

1  判别材料的断裂性质

金属材料的断裂分为脆性断裂和韧性断裂两种，可用肉眼或放大镜观察试样冲断后断口的形貌加以区分。ak值低的材料叫做脆性材料，脆性断裂其断口没有明显的塑性变形，断口外表轮廓较平齐，断面有金属光泽，呈结晶状或瓷状。ak值高，明显塑变，韧性断裂其断口有明显的塑性变形，断口的外表轮廓有厚的突出的边缘，断口呈灰色纤维状，无光泽。实际上，冲击试样断口往往呈现混合型，即断口四周为纤维状，中间为结晶状；或者在纤维断面上，散布着亮灰色的小颗粒。

2  评定材料的低温变脆倾向

有些材料在室温20℃左右试验时并不显示脆性，而在较低温度下则可能发生脆断，这一现象称为冷脆现象。为了测定金属材料开始发生这种冷脆现象的温度，可在不同温度下进行一系列冲击试验，测出该材料的冲击韧性值与温度间的关系曲线。如图所示。该图为某些材料的冲击韧性值与温度曲线示意图，由图可以看出，冲击韧性值随温度的降低而减小，在某一温度范围时，冲击韧性值显著降低而呈现脆性，这个温度范围称为冷脆转变温度范围。冷脆转变温度越低，材料的低温抗冲击性能越好。这对于在寒冷地区和低温下工作的工程结构和机械如输送管道等尤为重要，它们必须具有更低的冷脆转变温度，才能保证工作的正常进行。

 冲击韧性与温度有关——脆性转变温度TK

图9-5

9.1.2.4  断裂韧性的概念

1  问题的提出

低应力脆断――断裂力学

2  应力场强度因子KI

前面所述的力学性能，都是假定材料内部是完整、连续的，但是实际上，内部不可避免的存在各种缺陷（夹杂、气孔等），由于缺陷的存在，使材料内部不连续，这可看成材料的裂纹，在裂纹尖端前沿有应力集中产生，形成一个裂纹尖端应力场。表示应力场强度的参数——“应力场强度因子”。

I：单位厚度，无限大平板中有一长度2a的穿透裂纹

Y：裂纹形状，加载方式，试样几何尺寸，试验类型有关的系数――几何形状因子。

Y=,    

3  断裂韧性

对于一个有裂纹的试样，在拉伸载荷作用下，Y值是一定的，当外力逐渐增大，或裂纹长度逐渐扩展时，应力场强度因子也不断增大，当应力场强度因子KI增大到某一值时，

         σy =KI

图9-6   

就可使裂纹前沿某一区域的内应力大到足以使材料产生分离，从而导致裂纹突然失稳扩展，即发生脆断。这个应力场强度因子的临界值，称为材料的断裂韧性，用KIC表示，它表明了材料有裂纹存在时抵抗脆性断裂的能力。

当KI>KIC时，裂纹失稳扩展，发生脆断。

KI＝KIC时，裂纹处于临界状态

KI<KIC时，裂纹扩展很慢或不扩展，不发生脆断。

KIC可通过实验测得，它是评价阻止裂纹失稳扩展能力的力学性能指标。是材料的一种固有特性，与裂纹本身的大小、形状、外加应力等无关，而与材料本身的成分、热处理及加工工艺有关。

4  应用

断裂韧性是强度和韧性的综合体现。

1） 探测出裂纹形状和尺寸，根据KIC，制定零件工作是否安全KI≥KIC ，失稳扩展。

2） 已知内部裂纹2a，计算承受的最大应力。

3） 已知载荷大小，计算不产生脆断所允许的内部宏观裂纹的临界尺寸。

9.1.2.5  金属疲劳的概念

（80%的断裂由疲劳造成）

应力

周次

                         图9-7

疲劳：承受载荷的大小和方同随时间作周期性变化，交变应力作用下，往往在远小于强度极限，甚至小于屈服极限的应力下发生断裂。

疲劳极限：材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最高应力值。

条件疲劳极限：经受107应力循环而不致断裂的最大应力值。

陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度较高，纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。

影响因素：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹杂物、表面状态、残余应力等。

9.1.3  管材工艺性能试验

材料不但要进行机械性能试验还要进行工艺性能试验。所谓管材的工艺性能试验就是指材料适应于某种加工方法的能力。材料在应用过程中，所处的条件是极其复杂的，材料机械性能往往不能说明实际使用过程中的问题。例如：在静载荷作用下，一般强度高、塑性低的钢，在实际应用过程中有时要比强度低、塑性好的钢具有更好的变形能力这就要求我们对一些加工过程中需要承受较大变形的材料，除了做机械性试验外，还必须做工艺性能试验。

管材工艺试验的特点和分类

工艺试验的特点就是不考虑盈利的概念，而以受力后表面变形情况（如裂纹、裂缝、折断等）或变形后所规定的某些特征来进行质量的评定。它的特点就是试样一般不需要进行特殊的加工，试验可以在专门的设备中进行，也可以用各种简单的工具，直接适应它使用的情况作简单的试验。

管材常用的工艺试验有：压扁试验、扩口试验、弯曲试验、缩口试验、卷边试验等。

9.1.3.1  管材压扁试验

管材压扁试验是检验金属管（无缝管和焊接管）压扁到规定尺寸的变形性能，并显示其缺陷的一种试验方法。我厂的压扁试验按照试验标准有关规定进行试验。

对试样的要求

①  试样可从外观检查合格的金属管上任一部位截取。一般采用锯切。

②  管材的内外壁均保留原表面，不做任何加工。

③  试样长度L≈D(D为管材外径)。当外径很大时，长度L也不超过100mm,当外径小于20mm时，则取L=20mm。

④  截取试样时不应损伤试样表面，不应因受热或冷加工而改变金属的性能，截口处棱边应挫圆。

试验方法

①  将试样放在两平行板之间，用压力机或试验机，以不大于60mm/min的速度均匀地压至有关技术条件规定的压扁距离H。

②  试验可在冷、热状态下进行，如未规定试验温度，试验应在常温下进行，但不得低于-10℃。

③  试样压扁速度可采用20～50mm/min。

④  试样压扁到规定的压扁距离H后卸除负荷，取下试样。

试验结果的评定

试验后用肉眼检查试样弯曲变形处，如无裂缝、裂口则为合格，压扁试验评级可参考表9-1进行。

表9-1  压扁试验评级参考

注意：试验时，压扁距离H是在负荷作用下测定，而不是卸荷后测定。

9.1.3.2  管材扩口试验

管材扩口试验是检验金属管径向扩张到规定直径的变形性能，并显示其缺陷。它适用于无缝和焊接金属管，对于所试验的金属管外径和壁厚的范围应在有关技术条件或双方协议中规定。

对试样的要求，试样应从外观检验合格的金属管任意部位截取，如有关技术条件或双方协议中对试样采取部位另有规定时，则按规定执行。截取试样时应防止损伤试样表面以及受热或冷加工而改变金属的性能。试样的截取面必须垂直于金属管的轴线，截口处棱边应锉圆。

试样长度：当扩口锥度≤30°时约为金属管外径的两倍；当锥度>30°时，约为金属管外径的1.5倍。但最小长度不小于50mm。

试验方法

1  根据有关技术条件或双方协议的规定，选用不同锥度的顶心。顶心的锥度α一般采用

6°（相当于1∶10的锥度）、12°（相当于1∶5的锥度）、30°、45°、60°、

90°或120°数种。

2  计算扩口率，确定压入深度，扩口率按下式计算：

X=[(D1-D)/D]*100%

式中：D—原试样管端外径；

D1—扩口后管端外径。

3  将试样一端置于一平垫板上，将顶心用压力机或其它方法压入试样的另一端，使其均匀地扩张到规定的扩口率。

4  试验可在冷或热状态下进行。如未规定试验温度时，则在室温下进行， 但温度不得低于-10℃。

5  顶心压入试样的速度一般不作规定，但在仲裁试验时，顶心向试样的压入速度应为20～50mm/min。

试验结果的评定，试验后检查试样的扩口处，如无裂缝、裂口或焊缝开裂，即认为合格。