分享：力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验测试 盘卷螺纹钢的屈服强度
许家宝 (阳春新钢铁有限责任公司,阳春 529600)
摘 要:采用力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验测试盘卷螺纹钢的屈服强度,分析了取 样方法、试验方法及引伸计接触试样的位置对测试结果的影响。结果表明:试样不同和试验方法不 同会对力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验的测试结果造成差异。
关键词:盘卷螺纹钢;力-位移法拉伸试验;配置引伸计拉伸试验;屈服强度;非比例应力 中图分类号:TB31;TG115.5+2 文献标志码:A 文章编号:1001-4012(2022)11-0023-02
近年来,国内已全面普及使用400MPa(屈服强 度)级钢筋,并推广使用500 MPa级及以上高强度 钢筋。HRB400E钢筋是具有抗震作用的400MPa 级钢筋,比普通钢筋的延展性更好,具有足够的塑性 变形能 力,在 地 震 时 满 足 抗 震 需 求[1]。 在 测 试 HRB400E 盘卷螺纹钢的屈服强度时,普遍存在屈 服平台不明显或无屈服平台的情况,因此笔者分析 了力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验测试 盘卷螺纹钢屈服强度结果的差异性,为准确测量其 屈服强度提供了必要的数据支撑。
1 试验材料
试验材料为6mm(直径)的 HRB400E 盘卷螺纹钢,用两种方法取样并进行屈服强度测试,测试均 采用同一台设备,且均在横梁位移速率控制的条件 下进行[2]。
1.1 测试方法一
在钢筋同一批次同一圈位置,取长度为1m 的 试样,并从中间截取2根标准试样为一组,10组试 样屈服强度的测试结果如表1所示。
1.2 测试方法二
在钢筋同一批次邻圈位置,取长度为标准长度 的试样左右各一根为1组,10组试样屈服强度的测 试结果如表2所示。 从表1,2可以看出:方法一测试同组试样屈服 强度的最大差值为11 MPa,最小差值为1 MPa,平 均差值为5MPa,且10组结果差值较为接近;方法 二测试同组试样屈服强度的最大差值为48MPa,最 小差值为11 MPa,平均差值为26 MPa,10组结果 差值差异较大。因此,采用方法一取样进行力-位移 法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验。
2 试验结果
分别采用力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉 伸试验对试样进行屈服强度测试,其中引伸计上下 刀口中点接触试样的纵肋位置,结果如图1所示。 从图1可以看出:力-位移法拉伸试验和配置引伸计 拉伸试验的数据趋势均较平稳,但力-位移法拉伸试 验测试结果整体偏大,两种试验方法测试结果的最 大差值为47MPa,最小差值为3 MPa,平均差值为 31MPa分别采用力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉 伸试验对试样进行屈服强度测试,其中引伸计上下 刀口中点接触试样的横肋间位置,结果如图2所示。 从图2可以看出:力-位移法拉伸试验数据趋势平 稳;配 置 引 伸 计 拉 伸 试 验 结 果 除 最 低 值 397 MPa外,其他9组数据较为接近,但力-位移法拉伸试验 测试结果整体偏大,两种试验方法测试结果的最大 差值为60 MPa,最小差值为25 MPa,平均差值为 37MPa
综合上述结果可知:相比于引伸计上下刀口中 点接触试样的横肋间位置,引伸计刀口中点接触试 样的纵肋位置所测得的结果更接近力-位移法拉伸 试验所测得的结果,平均值的绝对偏差更小;操作过 程中更容易固定夹紧试样。因此配置引伸计拉伸试 验中,采用刀口中点接触试样的纵肋位置方法进行 试验,测试结果更为准确。
3 综合分析
对配置引伸计拉伸试验测试结果出现较大偏差 的试样进行金相检验和化学成分分析,结果均无明 显差异,所以造成屈服强度测试结果偏差大的原因 主要还是试样本身及试验方法不同,与试样的化学 成分和内部组织无关。 该盘卷螺纹钢在拉伸试验过程中屈服台阶不明 显,在力-位移法拉伸试验过程中,试验机处理程序 在选取下屈服点时选择了上下屈服平台较明显的区 域,而不是选取试样不计初始瞬时效应时的最低应 力。虽然非比例应力与屈服强度都是反映材料弹性 阶段与塑性阶段的过渡状态指标,但两者有着本质 不同,屈服是材料固有的性能,而非比例应力是由人 为规定条件计算得到的结果,在材料没有明显的屈 服点时才需计算其非比例应力,因此,使用引伸计拉 伸比力-位移法拉伸试验测得的屈服强度平均偏差 高约30MPa。
4 结语
采用力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试 验测试盘卷螺纹钢的屈服强度,测试结果偏差大的 主要原因是试样本身及试验方法不同。试验的对比 结果可为控制盘卷螺纹钢的屈服强度提供必要的数 据支撑。
来源：材料与测试网
