許家寶 (陽春新鋼鐵有限責任公司,陽春 529600) 

摘 要:采用力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗測試盤卷螺紋鋼的屈服強度,分析了取 樣方法、試驗方法及引伸計接觸試樣的位置對測試結果的影響。結果表明:試樣不同和試驗方法不 同會對力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗的測試結果造成差異。

關鍵詞:盤卷螺紋鋼;力-位移法拉伸試驗;配置引伸計拉伸試驗;屈服強度;非比例應力 中圖分類號:TB31;TG115.5+2 文獻標志碼:A 文章編號:1001-4012(2022)11-0023-02

近年來,國內已全面普及使用400MPa(屈服強 度)級鋼筋,并推廣使用500 MPa級及以上高強度 鋼筋。HRB400E鋼筋是具有抗震作用的400MPa 級鋼筋,比普通鋼筋的延展性更好,具有足夠的塑性 變形能 力,在 地 震 時 滿 足 抗 震 需 求[1]。 在 測 試 HRB400E 盤卷螺紋鋼的屈服強度時,普遍存在屈 服平臺不明顯或無屈服平臺的情況,因此筆者分析 了力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗測試 盤卷螺紋鋼屈服強度結果的差異性,為準確測量其 屈服強度提供了必要的數據支撐。

1 試驗材料 

試驗材料為6mm(直徑)的 HRB400E 盤卷螺紋鋼,用兩種方法取樣并進行屈服強度測試,測試均 采用同一臺設備,且均在橫梁位移速率控制的條件 下進行[2]。

1.1 測試方法一 

在鋼筋同一批次同一圈位置,取長度為1m 的 試樣,并從中間截取2根標準試樣為一組,10組試 樣屈服強度的測試結果如表1所示。

1.2 測試方法二

在鋼筋同一批次鄰圈位置,取長度為標準長度 的試樣左右各一根為1組,10組試樣屈服強度的測 試結果如表2所示。 從表1,2可以看出:方法一測試同組試樣屈服 強度的最大差值為11 MPa,最小差值為1 MPa,平 均差值為5MPa,且10組結果差值較為接近;方法 二測試同組試樣屈服強度的最大差值為48MPa,最 小差值為11 MPa,平均差值為26 MPa,10組結果 差值差異較大。因此,采用方法一取樣進行力-位移 法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗。

2 試驗結果 

分別采用力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉 伸試驗對試樣進行屈服強度測試,其中引伸計上下 刀口中點接觸試樣的縱肋位置,結果如圖1所示。 從圖1可以看出:力-位移法拉伸試驗和配置引伸計 拉伸試驗的數據趨勢均較平穩,但力-位移法拉伸試 驗測試結果整體偏大,兩種試驗方法測試結果的最 大差值為47MPa,最小差值為3 MPa,平均差值為 31MPa分別采用力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉 伸試驗對試樣進行屈服強度測試,其中引伸計上下 刀口中點接觸試樣的橫肋間位置,結果如圖2所示。 從圖2可以看出:力-位移法拉伸試驗數據趨勢平 穩;配 置 引 伸 計 拉 伸 試 驗 結 果 除 最 低 值 397 MPa外,其他9組數據較為接近,但力-位移法拉伸試驗 測試結果整體偏大,兩種試驗方法測試結果的最大 差值為60 MPa,最小差值為25 MPa,平均差值為 37MPa

綜合上述結果可知:相比于引伸計上下刀口中 點接觸試樣的橫肋間位置,引伸計刀口中點接觸試 樣的縱肋位置所測得的結果更接近力-位移法拉伸 試驗所測得的結果,平均值的絕對偏差更小;操作過 程中更容易固定夾緊試樣。因此配置引伸計拉伸試 驗中,采用刀口中點接觸試樣的縱肋位置方法進行 試驗,測試結果更為準確。 

3 綜合分析

對配置引伸計拉伸試驗測試結果出現較大偏差 的試樣進行金相檢驗和化學成分分析,結果均無明 顯差異,所以造成屈服強度測試結果偏差大的原因 主要還是試樣本身及試驗方法不同,與試樣的化學 成分和內部組織無關。 該盤卷螺紋鋼在拉伸試驗過程中屈服臺階不明 顯,在力-位移法拉伸試驗過程中,試驗機處理程序 在選取下屈服點時選擇了上下屈服平臺較明顯的區 域,而不是選取試樣不計初始瞬時效應時的最低應 力。雖然非比例應力與屈服強度都是反映材料彈性 階段與塑性階段的過渡狀態指標,但兩者有著本質 不同,屈服是材料固有的性能,而非比例應力是由人 為規定條件計算得到的結果,在材料沒有明顯的屈 服點時才需計算其非比例應力,因此,使用引伸計拉 伸比力-位移法拉伸試驗測得的屈服強度平均偏差 高約30MPa。

4 結語 

采用力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試 驗測試盤卷螺紋鋼的屈服強度,測試結果偏差大的 主要原因是試樣本身及試驗方法不同。試驗的對比 結果可為控制盤卷螺紋鋼的屈服強度提供必要的數 據支撐。

來源：材料與測試網