ICS 25.030;77.040.10 H 04
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T 39254—2020
增材制造 金属制件机械性能评价通则
Additive manufacturingEvaluation guideline for mechanical
properties of metal parts
2021-06-01实施
2020-11-19 发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T 39254—2020
前言
本标准按照 GB/T 1.1一2009 给出的规则起草。 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这些专利的责任。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC 562)归口。 本标准起草单位：无锡市产品质量监督检验院、中航迈特粉冶科技(北京)有限公司、上海材料研究
所、中机生产力促进中心、北京工业大学、西安增材制造国家研究院有限公司、机械科学研究总院集团有限公司、中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心、中国航空综合技术研究所、中国航发北京航空材料研究院、西安航天发动机有限公司、华南理工大学、广东汉邦激光科技有限公司、北京易加三维科技有限公司、成都优材科技有限公司、西安赛隆金属材料有限责任公司、江苏铭亚科技有限公司、 华中科技大学、青岛海尔智能技术研发有限公司、北京机科国创轻量化科学研究院有限公司、广州雷佳增材科技有限公司、内蒙古科峰智能科技有限公司、河南省数造智能科技有限公司、哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司、中国标准化研究院。
本标准主要起草人：朱应陈、高正江、黄旭东、薛莲、胡娟、贺定勇、侯颖、单忠德、张金玲、栗晓飞、 梁家誉、杨欢庆、王迪、刘建业、张国庆、邹善方、朱纪磊、刘一胜、宋波、刘永辉、孙福臻、李海斌、张滨、 安学辉、彭鹏、林慧敏、李文武、刘晶琳、过凯楠。 GB/T 39254—2020
3.2
样坏 rough specimen 为获取满足试验要求的样品而预先制备的具有一定加工余量的坏料。
3.3
试样 test piece 具有规定类型和尺寸,满足试验要求状态的样件。
3.4
随炉样品 sample along with part 在零件或实物成形的同时，额外制备的同制造批次样坏或试样。
3.5
本体样品 sample cut from the part 在增材制造的制件上截取的试验用样坏或试样。
4评价项目
增材制造金属制件机械性能主要评价项目见表1。 根据产品的设计需要，由供需双方选择适宜的测试项目
表 1 主要评价项目
试验方法对应章条
试验类型
主要特性指标抗拉强度屈服强度规定塑性延伸强度规定总延伸强度
单位
MPa MPa MPa MPa % %
拉伸试验
6.1
断后伸长率断面收缩率布氏硬度洛氏硬度维氏硬度冲击吸收能量抗弯强度
硬度试验
6.2
冲击试验
6.3
J MPa mm % MPa MPa MPa MPa
弯曲试验
挠度
6.4
规定塑性弯曲应变
抗压强度压缩屈服强度规定塑性压缩强度规定总压缩强度
6.5
压缩试验
2 GB/T 39254—2020
表1 (续)
试验方法对应章条
单位 MPa MPa MPa % % h % % h
试验类型
主要特性指标抗扭强度扭转屈服强度
扭转试验
6.6
规定非比例扭转强度最大非比例切应变
蠕变伸长率蠕变伸长时间蠕变断后伸长率蠕变断面收缩率变断裂时间
蠕变试验
6.7
疲劳寿命疲劳强度
疲劳试验
6.8
MPa MPa· m1l/2
平面应变断裂韧度
裂纹尖端张开位移
mm kJ /m?
断裂韧性试验
6.9
J积分
准静态断裂韧度
R曲线图 mm/cycle MPa MPa MPa
疲劳裂纹扩展速率
疲劳裂纹扩展试验
6.10
杨氏模量弦线模量切线模量泊松比
弹性模量和泊松比试验
6.11
5试样制备通用要求
5.1随炉样品制备
制件在成形过程宜随炉制备用于机械性能测试的随炉样品，应确保随炉样品与金属制件是同一批
次原材料、同一工艺参数、同时成形、并经同一后处理。样坏或试样的制备方向应最大程度反映制件机械性能的方向差异性。相关产品标准或供需双方无具体规定时,按图1 优先采用空间内垂直相交的三个方向。
如非供需双方要求近净成形试样，一般情况下,样坏的尺寸应考虑足够的机械加工余量，以保证试验前可加工成符合相关机械性能试验方法标准要求的试样。
3 GB/T 39254—2020
42
Y
说明：
主包围盒; X向; -Y向;
V
2
3
—Z 向。
4-
图1随炉样品制备方向示意图
5.2本体样品制备
当制件允许破坏且有足够的机械加工余量时，可对制件本体加工取样。 试样的切取位置和方向应按相关产品标准的要求，如未具体规定可按 GB/T 2975 的要求进行，但
切取样坏和机加工试样不应改变材料的机械性能；本体取样的试样类型和尺寸,应按相关机械性能试验方法标准的规定进行选择。 5.3样品后处理
试样的后处理状态应与制件的后处理状态基本保持一致。如需进行热处理，应按 GB/T 39247 或供需双方约定的要求执行。
经后处理后的试样在测试前还应符合相关机械性能试验方法标准规定的样品条件。 5.4　样品标记 5.4.1样坏、试样应做标记以确保可追溯至它们在成形空间内的方向和位置。若在样品制备过程中无法避免要将样坏、试样的（一个或多个)标记去除，应在需方认可的情况下做好去除前的标记转移 5.4.2方向和位置标记应按照相关产品标准或合同约定的方式进行。如未具体规定，可参考 ISO／ASTM52921进行标记。 GB/T 39254—2020
6　试验方法
6.1拉伸试验 6.1.1试样制备 6.1.1.1试样制备通用要求见第5章。 6.1.1.2试样类型和尺寸应符合GB/T 228.1中的试样要求。若产品标准或供需双方无具体规定时，优先采用符合 GB/T 228.1中规定的 Φ5 mm 或 Φ10 mm 圆形截面拉伸试样。 6.1.2试验设备、试验要求及试验方法 6.1.2.1室温拉伸性能
10℃～35℃,按GB/T228.1规定的方法进行。 6.1.2.2低温拉伸性能
196℃～<10℃,按GB/T 228.3规定的方法进行。
6.1.2.3高温拉伸性能
35℃以上,按 GB/T 228.2规定的方法进行。 6.1.3试验结果评定
应按相关产品标准或合同约定的指标评定拉伸试验结果 6.2硬度试验 6.2.1试样制备 6.2.1.1试样制备通用要求见第5章。 6.2.1.2　布氏硬度的试样状态应符合 GB/T 231.1 中的规定。 6.2.1.3洛氏硬度的试样状态应符合 GB/T 230.1 中的规定。 6.2.1.4　维氏硬度的试样状态应符合 GB/T 4340.1中的规定。 6.2.2试验设备、试验要求及试验方法 6.2.2.1表面硬度可在洛氏硬度、维氏硬度中任选一种方法,按 GB/T 230.1 或 GB/T 4340.1 的规定选择适用的压头、试验力进行试验。 6.2.2.2 芯部硬度可在布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度中任选一种方法,按 GB/T 231.1 或 GB/T 230.1 或GB/T 4340.1 的规定,选择适用的压头、试验力进行试验。 6.2.2.3考虑到不同部位(芯部/表面)的适用性，以及增材成形缺陷的敏感性，优先采用维氏硬度测试方法。 6.2.3试验结果评定
应按相关产品标准或合同约定的指标评定硬度值或硬度差。
5
SAC GB/T 39254—2020
6.3冲击试验 6.3.1试样制备 6.3.1.1试样制备通用要求见第5章。 6.3.1.2试样类型和尺寸应符合GB/T 229中的规定。若产品标准或供需双方无具体规定时，优先采用标准尺寸冲击试样,标准尺寸为 55 mmX10 mmX10 mm（长X宽X高）。 6.3.2试验设备、试验要求及试验方法
根据相关产品标准或客户要求选择试验温度、缺口形状和摆锤刀刃，按GB/T229 的规定进行试验。 6.3.3试验结果评定
应按相关产品标准或合同约定的指标评定冲击试验结果。 6.4弯曲试验 6.4.1试样制备 6.4.1.1讠 试样制备通用要求见第5章。 6.4.1.2　试样类型和尺寸应符合 YB/T5349 中规定的试样要求。 6.4.2试验设备、试验要求及试验方法
根据相关产品标准或客户要求选择弯曲方式，未规定弯曲方式时，优先采用三点弯曲方式，按 YB/T 5349的规定进行试验 6.4.3试验结果评定
应按相关产品标准或合同约定的指标评定弯曲试验结果。 6.5压缩试验 6.5.1试样制备 6.5.1.1试样制备通用要求见第5章。 6.5.1.2试样类型和尺寸应符合GB/T7314的规定。若产品标准或供需双方无具体规定时，优先采用圆柱体或正方形柱体试样。 6.5.2试验设备、试验要求及试验方法
根据试验机上、下压板工作表面的平行度及偏心压缩情况，决定是否选用力导向装置和调平垫块。 如采用矩形试样，应考虑约束装置的使用。按 GB/T 7314 的规定进行试验。 6.5.3试验结果评定
应按相关产品标准或合同约定的指标评定压缩试验结果。 6.6扭转试验 6.6.1试样制备 6.6.1.1试样制备通用要求见第5章。
SAC
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