ＬｏＷ ＣＡ ＲＢｏＮ Ｗ０ＲＬＤ ２ｏｉ４，５ 建筑・ 能 试论钢材拉伸、弯曲试验中应注意的事项 李晓英（甘肃第四建设集团有限责任公司，甘肃省兰州市７３００６０） 【摘 要】掌握钢材试验的原理方法及试验中应注意事项，通过精准试验提供可靠的试验数据。 【关键词】钢材拉伸：弯曲试验；注意事项 【中图分类号】ＴＵ５１１．３ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１４）０９—０２４１—０２ ２０１３年ｌ１月．我单位代表甘肃省国资委及甘肃建投参加 始标距也就没有意义．规范还规定试验时夹具两头的自由长 了由国资委、人力资源和社会保障部组织的企业建筑材 料试验工职业技能大赛。通过参加这次比赛就钢筋拉伸、弯曲 述对规范条文的理解 度应足够。应使试样原始标距的标记与最接近夹头间的距离 不小于１．５ｄ，如不标记原始标距起始点。那么在断后无法确定 确性。 试验中应注意事项及实际操作中易出现的错误做一论述并阐 所采用的原始标距是否满足上述要求．则影响检测结果的准 本次比赛要求试件为ＨＲＢ４００．规格为１６～２２ｍｍ．长度为 度、断后伸长率及弯曲 原始标距的起始点标识不正确．如比赛中规格为２０ｍｍｘ ４００ｍｍ。要求在３０ｒａｉｎ内测出试件的直径、屈服强度、极限强 ４００ｍｍ的试件，原始标距为５ｄ即１００ｍｍ。标识时应考虑试件 在夹具内的夹持距离，一般为１００ｍｍ；原始标距的标记与最接 近夹头间的距离不小于１．５ｄ即３０ｍｍ．综上所述原始标距的 １试验前的准备工作及注意事项 １．１试验环境及设备 进入试验场所应检查环境温度、设备运行状态及试件的 起点应重试件头或尾的１３０ｍｍ处开始标识．比赛中试样的长 度为４００ｍｍ．原始标距的标识应采用套叠标记 外观是否符合规范要求。试验室环境务件一般在１０～３５℃范围 ２拉伸试验过程及注意事项 ２．１试件夹持及零点的设置 试件夹持应居中、垂直。夹满夹具。试验机的零点设定应 在试件夹持之前，一旦设定了力值零点。试验期间力测量系统 内进行；试验机电源、线路、油路完好、运转情况正常；试件的 外观不得有裂纹、结疤和折叠并做好相关记录。 １．２测量试件的直径 处两个部位各测一次直径，取其平均值精确至０．１ｍｍ 在直径 直径的测量：将钢筋垂直竖立．用游标卡尺在钢筋上下１／３ 不能再发生变化 ２．２试验过程中拉伸试验速率的控制 此次比赛采用数据自动采集系统．屏蔽了应力～应变曲 线．试验方法采用ＧＢｆｒ２２８中的应力速率控制的试验速率（方 法Ｂ），要想测得精准地试验结果，试验速率地控制是确保检 测结果准确的关键因素 的测量中，有些检测人员测量方法不正确，没有正确区分公称 直径和内径的概念，公称直径指与钢筋的公称横截面积相等 的圆的直径，内径指不含肋高的直径尺寸，ＧＢ１４９９．２规范第 ８－３条对钢筋尺寸测量作了明确的规定．内径、肋高是可测的 并对其偏差有相应的要求。所以有些检测人员在测直径时一 边卡肋，一边不卡肋的的做法是错误的．相当于检测了肋高加 内径的尺寸。因此，检测结果是不准确的 规范第１０．４．２．１条规定（如仅测定上屈服强度）在弹性范 围和直至上屈服强度．试验机夹头的分离速率尽可能保持恒 定并在表１规定的应力速率范围内。 表１ １．３原始标距的标记 原始标距根据钢筋规格．一般取１０ｄ或５ｄ。ＧＢｆｒ２２８中第 材料弹性模量Ｅ（ＭＰａ） 应力速率Ｒ（ＭＰａ・ｓ ） 最小 最大 ２ ６ ２０ ６０ ８条规定，原始标记应采用小标记、细划线或细墨线标记原始 标距，但不得用引起过早断裂的缺口作标记。在实际工作中如 试样平行长度比原始标距长很多时．可以标记一系列套叠的 ＜１５０ｏｏＯ ≥１５００ｏｏ 原始标距，可以在试样表面划下一条平行试样纵轴的线．并在 此线上标记原始标距．如此次比赛直径为２０ｍｍ的钢筋试样 规范第１０．４．２．２条规定（如仅测定下屈服强度）在试样平 行长度的屈服期间应变速率应在０．０００２５～０．００２５ｓ 之间．平 行长度内的应变速率应尽可能保持恒定 如不能直接调节这 一长４００ｍｍ．在比赛中采用了套叠标记原始标距的方法。 应变速率。应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整。 原始标记的标识虽然在规范中有明确的标记方法，但在 实际工作中还存在一些标记方法误区：①试件拉之前不去标 在屈服完成之前不再调节试验机的控制。在任何情况下．弹性 识．等钢筋拉断后再去标识：（ 原始标记的起始点标识不正 范围内的应力速率不得超过表１规定的最大速率。规范 确。规范规定试样出现下列情况之一时试验结果无效应重新 伸长率小于规定最小值的：（ 试验期间设备发生故障影响了 １０．４．２．５条规定如试验机力测量或控制应变速率．应采用 屈服完成。规范１０．４．２．６条规定。测定屈服强度后．试验机速 试验：①试样断在标距外或断在机械刻划的标记上而且断后 等效于上表一规定的应力速率的试验机横梁位移速率，直到 ００８ｓ 的应变速率（或等效的横粱分离 试验结果的。实际工作中有些人为避免出现断口断在标距外 率可以增加到不大于０．速率）。比赛规则要求试验中应详细记录屈服前、屈服间、屈服 或断在原始标距的起始点而使试验结果无效．为保证结果有 后的速率 如ＨＲＢ４００直径２０ｍｍ的钢筋在屈服前即弹性范 效．认为打点机已按１０ｍｍ的间隔标记。钢筋拉断后再去标原 始标记．这种做法是错误的。从规范来看，不标记原始点即可 认为规范条文是多余的。如规范中指：试验断在标距外，如不 围和直至上屈服强度应力速率控制在６～６０ＭＰａ／ｓ．换算成力的 速率应为：１．８８～１８．８ｋＮ／ｓ，在试样平行长度的屈服期间应变速 率应在０．０００２５～０．００２５ｓ 之间，如不能直接调节这一应变速 标记也就无所谓“内外”了．再比如不标记原始标距，套叠的原 ２４１ 建筑・节能 ＬＯＷ ＣＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２０１４／５ 率．应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整，在屈服完 成之前不再调节试验机的控制。测定屈服强度后，试验机速率 可以增加到不大于Ｏ．００８ｓ 的应变速率。 ３．１试件长度 Ｌ＝Ｏ．５＇ｒｒ（ｄ＋ａ）＋１４０ｒａｍ 式中：ｄ为弯曲压头或弯心直径：ａ为试件厚度或直径。 从对规范的理解来看．在弹性阶段应尽可能保持速度均 匀并在允许的范围内，在屈服阶段如不能控制应变速率，则应 ３．２试验过程 按标准规定．选择适当大小的弯曲压头，支辊的间距应为 Ｌ＝（ｄ＋３ａ）￣０．５ａ如规格为ＨＲＢ４００．直径为２０的试样，支辊的 以应力速率来控制并在允许范围内，关键问题是速率在何时 调整 从实际工作经验来看，速率的控制应尽可能避免瞬时冲 间距为：１４０￣１０ｍｍ．此距离在试验中应保持不变。试验时将试 击效应，减小因速率变化引起的结果测量误差，所以在弹性阶 件置于中心轴与支座之间．按规定调好两支座问的距离。开动 段和直至上屈服阶段．调整好速率后尽量保持不变，不要频繁 试验机加栽，加载时应均匀平稳，无冲击或跳动现象（当出现 调整速率．在进入屈服阶段应禁止调速。从下屈服强度的定义 来看指在屈服期间．不计初始瞬时效应时的最小应力，试验中 争议时，试验速率应为（１±０．２）ｒｆｌｍ／ｓ，直到试件弯曲至规定的 程度．然后卸载取下试件。 所要测的是屈服阶段中的最小应力，如在试验中调整试验速 率，可能由于速度快慢变化．ｇｌ起瞬时效应使屈服强度的试验 值不准 正确的速率控制方法是，在开始施力时迅速调整到所 需要的试验速率，直到上屈服，在屈服阶段禁止调整速率，在 屈服结束后再调整速率，在调速过程中要缓慢而均匀，避免过 猛加速引起的冲力 ２．３关于屈服强度的测定 ＧＢ，『２２８．１规定：上屈服强度为力首次下降前的最大力值 对应的应力。下屈服强度为不计初始瞬时效应时屈服阶段中 的最小力值对应的应力 上、下屈服强度位置判定的基本原则为：屈服前的第１个 峰值应力判为上屈服强度．不管其后的峰值应力比它大或比 它小：屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力，舍弃第 １个谷值应力不计，取其余谷值应力中最小值判为下屈服强 度：屈服阶段中呈现平台．平台应力判为下屈服强度，如呈现 多个而且后者高于前者的屈服平台，判第１个平台应力为下 屈服强度．下屈服强度一定低于上屈服强度 在实际工作中有些人没有正确理解规范，对下屈服的判 断常出现错误，影响了结果的准确性。在测定下屈服强度时， 要排除“初始瞬时效应影响” 初始瞬时效应是指从上屈服强 度向下屈服强度过渡时发生的瞬时效应．与试验机加力系统 的柔度、试验速率、试样屈服特性和测力系统惯性守恒等多种 因素相关 对于瞬时效应作评定是困难的。定性地把从上屈服 强度向下屈服过渡期间的第一个下降谷区作为“初始瞬时效 应”的影响区。为了避开该区影响，把第１个下降谷值应力排 除不计后、取其之后的最小应力为下屈服强度，只出现一个谷 值情况．该谷值应力为下屈服强度。 ２．４断后仲长率测定 断后伸长率是指：断后标距的残余伸长与原始标距之比 的百分率 测定时应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使 其轴线处于同一直线上．确保试样断裂部分适当接触后测定 试样断后伸长量，精确至± ２５ｒａｍ。 在实际工作中关于测量断后伸长率位移法的应用，有些 人因为对规范理解不够．出现一些使用误区 规范规定：原则 上只有断裂处与最接近的标距标记的距离不小于原始标距的 １／３情况方为有效，但断后伸长率大于或等于规定值，不管断 裂位置处于何处，测量结果均为有效 所以从对规范的理解来 看。移位法使用的前提是断裂处与最接近的距标记的距离小 于原始标记的Ｉ／３且断后伸长率小于规定值对．才能使用位 移法，如断后伸长率符合要求，则不需要使用位移法。 ３弯曲试验过程及注意事项 弯曲试验的原理：弯曲试验是以试样在弯曲装置上经受 弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定的弯曲角度 ３．３结果评定 应按照相关产品标准的要求评定．弯曲试验后试件弯曲 的外表面无肉眼可见裂纹应评定为合格。 ３。４弯曲试验中应注意的事项 在实际工作中，个别人员由于对冷弯试验的意义认识不 足，对弯头的选择、支辊的间距调整不按规范要求选用和调 整，不同钢筋品种、直径，弯芯的尺寸、支辊距离是不相同的， 有些检测人员为了方便操作．只选用一种或几种弯头。试验中 要合理控制试验速率，速度过快，钢筋受力过快，变形加速不 同：①不利于弯曲角度的观察；②不利于安全。速度过慢，造成 时间上的浪费，如在比赛中完成所有的试验过程只有３０ｒａｉｎ。 不合理控制试验速度是不能按时完成比赛的。 ４试验结果的处理 ＧＢ八’２２８．１标准中对试验结果数值修约有明确的规定：试 验测定的性能结果数值应按照相关产品的标准要求进行修 约，如未规定具体要求，应按照如下要求进行修约：①强度性 能值修约至１ＭＰａ；（ 屈服点延伸率修约至０．１％，其他延伸率 为断后伸长率修约至Ｏ．５％。 综上理解，在实际工作中强度值是修约至５ＭＰａ，我们是 不是修约错了，现分析论述如下：从ＧＢ／Ｔ２２８．１标准中第２２ 奈来看．试验测定的性能结果数值应首先按照相关产品的标 准要求进行修约．如未规定具体要求时才按上述要求修约。现 行ＧＢ１４９９．２中对数值修约的规定引用了ＹＢ厂ｒ０８１该标准中 规定强度值在＞２００～１０００ＭＰａ时，数值间隔为５ＭＰａ。断后伸长 率Ａ值＞１Ｏ％时．修约间隔为１％。 通过参加这次企业建筑材料试验工职业技能大赛， 在钢材试验的实际操作中．往往因为对规范的理解不够，试验 操作过程出现错误．以致检测结果不够精准，误差偏大，所以 作为一名检测人员，首先要掌握试验原理、准确理解规范。其 次要分析影响试验结果准确性的因素．在试验过程中尽可能 严细操作减小误差，提高检测结果的准确度。 参考文献 【１】《金属材料拉伸试验第１部分：室温试验方￣￣））（ＧＢ，ｒＦ２２８．１—２０１０）． ｆ２］《钢筋混凝土用钢第２部分：热轧带肋钢筋》（ＧＢｌ４９９．２—２００７）． ［３】《冶金技术标准的数值修约与检测数值的判定原则）（ＹＢ／Ｔ０８１—２０１３） 收稿日期：２０１４－３—２５ 作者简介：李晓英（１９７３一），女，汉族，大专，毕业于西北建筑工 程学院，主要从事试验检测相关工作。
