許家寶

(陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司,陽春 529600)

近年來，國內(nèi)已全面普及使用400 MPa(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400 MPa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(jié)果的差異性，為準(zhǔn)確測量其屈服強度提供了必要的數(shù)據(jù)支撐。

1 試驗材料

試驗材料為6 mm(直徑)的HRB400E盤卷螺紋鋼，用兩種方法取樣并進(jìn)行屈服強度測試，測試均采用同一臺設(shè)備，且均在橫梁位移速率控制的條件下進(jìn)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1 m的試樣，并從中間截取2根標(biāo)準(zhǔn)試樣為一組，10組試樣屈服強度的測試結(jié)果如表1所示。

表1 10組試樣屈服強度的測試結(jié)果(方法一) MPa

1.2 測試方法二

在鋼筋同一批次鄰圈位置，取長度為標(biāo)準(zhǔn)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(jié)果如表2所示。

表2 10組試樣屈服強度的測試結(jié)果(方法二) MPa

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5 MPa，且10組結(jié)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48 MPa，最小差值為11 MPa，平均差值為26 MPa，10組結(jié)果差值差異較大。因此，采用方法一取樣進(jìn)行力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗。

2 試驗結(jié)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(jìn)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(jié)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(shù)據(jù)趨勢均較平穩(wěn)，但力-位移法拉伸試驗測試結(jié)果整體偏大，兩種試驗方法測試結(jié)果的最大差值為47 MPa，最小差值為3 MPa，平均差值為31 MPa。

圖1 力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗(接觸試樣縱肋位置)的屈服強度測試結(jié)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(jìn)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(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出：力-位移法拉伸試驗數(shù)據(jù)趨勢平穩(wěn)；配置引伸計拉伸試驗結(jié)果除最低值397 MPa外，其他9組數(shù)據(jù)較為接近，但力-位移法拉伸試驗測試結(jié)果整體偏大，兩種試驗方法測試結(jié)果的最大差值為60 MPa，最小差值為25 MPa，平均差值為37 MPa。

圖2 力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗(接觸試樣橫肋間位置)的屈服強度測試結(jié)果

綜合上述結(jié)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(jié)果更接近力-位移法拉伸試驗所測得的結(jié)果，平均值的絕對偏差更?。徊僮鬟^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(jìn)行試驗，測試結(jié)果更為準(zhǔn)確。

3 綜合分析

對配置引伸計拉伸試驗測試結(jié)果出現(xiàn)較大偏差的試樣進(jìn)行金相檢驗和化學(xué)成分分析，結(jié)果均無明顯差異，所以造成屈服強度測試結(jié)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(xué)成分和內(nèi)部組織無關(guān)。

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(qū)域，而不是選取試樣不計初始瞬時效應(yīng)時的最低應(yīng)力。雖然非比例應(yīng)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(tài)指標(biāo)，但兩者有著本質(zhì)不同，屈服是材料固有的性能，而非比例應(yīng)力是由人為規(guī)定條件計算得到的結(jié)果，在材料沒有明顯的屈服點時才需計算其非比例應(yīng)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30 MPa。

4 結(jié)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(jié)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(jié)果可為控制盤卷螺紋鋼的屈服強度提供必要的數(shù)據(jù)支撐。