鋼材原材料力學(xué)性能檢測

鋼材原材料拉伸、冷彎力學(xué)性能檢測技術(shù)一、 檢測依據(jù)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006《金屬材料室溫拉伸試驗方法》GB/T228-2002《金屬材料彎曲試驗方法》GB/T232-1999二、 技術(shù)要求拉伸試驗原理試驗系用拉力拉伸試樣，一般拉至斷裂，側(cè)定材料的屈服強度Re(MPaX抗拉強度Rm(MPaX伸長率A(%)。除非另有規(guī)定，試驗一般在室溫10。。~35。。范圍內(nèi)進行。對溫度要求嚴格的試驗，試驗溫度應(yīng)為23。。士5^o伸長率A:原始標距的伸長與原始標距(L0)之比的百分率。應(yīng)力：試驗期間任一時刻的力除以試樣原始橫截面積(S0)之商。屈服強度Re:當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點.應(yīng)區(qū)分上屈服強度和下屈服強度。抗拉強度匕：相應(yīng)最大力(Fm)的應(yīng)力。極限強度ultimatestrength物體在外力作用下發(fā)生破壞時出現(xiàn)的最大應(yīng)力，也可稱為破壞強度或破壞應(yīng)力。一般用標稱應(yīng)力來表示。根據(jù)應(yīng)力種類的不同，可分為拉伸強度(at)、壓縮強度(oc)、剪切強度(os)等。2)制樣試樣的形狀與尺寸取決于要被試驗的金屬產(chǎn)品的形狀與尺寸。通常從產(chǎn)品、壓制坯或鑄錠切取樣坯經(jīng)機加工制成試樣。但具有恒定橫截面的產(chǎn)品(型材、棒材、線材等)和鑄造試樣(鑄鐵和鑄造非鐵合金)可以不經(jīng)機加工而進行試驗。矩形橫截面試樣，推薦其寬厚比不超過8:1o試樣原始標距與原始橫截面積有L0成關(guān)系者稱為比例試樣。國際上使用的比例系數(shù)k的值為5.65。原始標距應(yīng)不小于15mm。當(dāng)試樣橫截面積太小，以致采用比例系數(shù)k為5.65的值不能符合這一最小標距要求時，可以采用較高的值〔優(yōu)先采用11.3的值)或采用非比例試樣。非比例試樣其原始標距(L0)與其原始橫截面積(S0)無關(guān)。

a.機加工的式樣 L L.一般要求試件寬度取25鋼板、型鋼試樣試樣圖地腳螺栓（圓鋼）試樣試樣圖a.機加工的式樣 L L.一般要求試件寬度取25鋼板、型鋼試樣試樣圖地腳螺栓（圓鋼）試樣試樣圖圖23）原始橫截面積（S0）的側(cè)定S0=ab （a、b為試樣截面的長寬） a—般都去25mm4）原始標距（L0）的標記應(yīng)用小標記、細劃線或細墨線標記原始標距，但不得用引起過早斷裂的缺口作標記。對于比例試樣，應(yīng)將原始標距的計算值修約至最接近5mm的倍數(shù)，中間數(shù)值向較大一方修約。原始標距的標記應(yīng)準確到±1%。如平行長度（Lc）比原始標距長許多，例如不經(jīng)機加工的試樣，可以標記一系列套疊的原始標距。有時，可以在試樣表面劃一條平行于試樣縱軸的線，并在此線上標記原始標距。5）試驗速率應(yīng)力速率取10（N/mm2）S-i6） 斷后伸長率的測定為了測定斷后伸長率，應(yīng)將試樣斷裂的部分仔細地配接在一起使其軸線處于同一直線上，并采取特別措施確保試樣斷裂部分適當(dāng)接觸后測量試樣斷后標距。應(yīng)使用分辨力優(yōu)于0.1mm的量具或測量裝置測定斷后標距（L0），準確到±0.25mm。7） 屈服強度（Re）的測定應(yīng)力----應(yīng)變曲線從A到B的直線表示彈性區(qū)域內(nèi)荷載與變形的關(guān)系，只要荷載不超過B點，當(dāng)卸載后，試樣會恢復(fù)到原來的尺寸和形狀，B點的應(yīng)力稱為材料的彈性極限。在B到D點階段，卸載后試樣無法恢復(fù)原始狀態(tài)。在C點，塑性變形速率很快，以至于由塑性變形導(dǎo)致應(yīng)力松弛率超過了材料的抵抗力，所以應(yīng)變增加的同時，應(yīng)力不再增加，反而下降，C點稱為屈服點。在D點，曲線突然升高，表明材料已經(jīng)加工硬化，必須增加荷載才能使材料繼續(xù)變形。在E點前，材料的變形速率不斷增加，E點是材料的極限強度（拉伸試驗時稱為抗拉強度）。斷裂強度為何比極限強度低？材料的極限強度是以材料的初始截面面積定義的最高強度，因此，塑性材料在經(jīng)過拉伸，頸縮后，材料的截面面積變小很多，斷裂時荷載已經(jīng)變得很低。當(dāng)材料塑性的降低，材料的極限強度與斷裂強度變得很接近。屈服強度又稱為屈服極限，是材料屈服的臨界應(yīng)力值。（1） 對于屈服現(xiàn)象明顯的材料，屈服強度就是屈服點的應(yīng)力（屈服值）；（2） 對于屈服現(xiàn)象不明顯的材料，與應(yīng)力-應(yīng)變的直線關(guān)系的極限偏差達到規(guī)定值（通常為0.2%的永久形變）時的應(yīng)力。通常用作固體材料力學(xué)機械性質(zhì)的評價指標，是材料的實際使用極限。因為在應(yīng)力超過材料屈服極限后產(chǎn)生頸縮，應(yīng)變增大，使材料破壞，不能正常使用。當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，進入屈服階段后，變形增加較快，此時除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達到B點后，塑性應(yīng)變急劇增加，應(yīng)力應(yīng)變出現(xiàn)微小波動，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點和下屈服點。由于下屈服點

的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度(ReL或Rp0.2)。有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服強度(yieldstrength)。首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形(外力撤銷后可以恢復(fù)原來形狀)和塑性變形(外力撤銷后不能恢復(fù)原來形狀，形狀發(fā)生變化，伸長或縮短)建筑鋼材以屈服強度作為設(shè)計應(yīng)力的依據(jù)。所謂屈服，是指達到一定的變形應(yīng)力之后，金屬開始從彈性狀態(tài)非均勻的向彈-塑性狀態(tài)過度，它標志著宏觀塑性變形的開始?？估瓘姸?Rm)的測定讀取試驗過程中的最大力。最大力除以試樣原始橫截面積(S0)得到抗拉強度。Rm=Fm/So(MPa)N/mm2試驗結(jié)果處理試驗出現(xiàn)下列情況之一其試驗結(jié)果無效，應(yīng)重做同樣數(shù)量試樣的試驗。試樣斷在標距外或斷在機械刻劃的標距標記上，而且斷后伸長率小于規(guī)定最小值；試驗期間設(shè)備發(fā)生故障，影響了試驗結(jié)果。試驗后試樣出現(xiàn)兩個或兩個以上的縮頸以及顯示出肉眼可見的冶金缺陷(例如分層、氣泡、夾渣、縮孔等)，應(yīng)在試驗記錄和報告中注明。彎曲試驗(GB/T232-1999)1)原理彎曲試驗是以圓形、方形、矩形或多邊形橫截面試樣在彎曲裝置上經(jīng)受彎曲塑性變形，不改變加力方向，直至達到規(guī)定的彎曲角度。L~10倍試樣厚度?！鰚r彎曲試驗時，試樣兩臂的軸線保持在垂直于彎曲軸的平面內(nèi)。如為彎曲180°角的彎曲試驗，按照相關(guān)產(chǎn)品標準的要求，將試樣彎曲至兩臂相距規(guī)定距離且相互平行或兩臂直接接觸。L~10倍試樣厚度?！鰚r圖4本公司采用支輥式彎曲裝置進行彎曲試驗支輥長度應(yīng)大于試樣寬度或直徑。支輥半徑應(yīng)為除非另有規(guī)定，支輥間距離應(yīng)按下式確定：L=(d+3t)±0.5t

彎曲壓頭直徑應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標準中規(guī)定，壓頭寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑，且有足夠的硬度。2）試樣試驗使用圓形、方形、矩形或多邊形橫截面的試樣樣坯的切取位置和方向應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標準的要求如未具體規(guī)定，對于鋼產(chǎn)品，應(yīng)按照GB/T2975的要求試樣應(yīng)通過機加工去除由于剪切或火焰切割等影響了材料性能的部分試樣寬度應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標準的要求。如未具體規(guī)定，試樣寬度、厚度應(yīng)按照如下要求：a） 當(dāng)產(chǎn)品寬度不大于20mm時，試樣寬度為原產(chǎn)品寬度；b） 當(dāng)產(chǎn)品寬度大于20mm,厚度小于3mm時，試樣寬度為20mm±5mm;厚度不小于3mm時.試樣寬度在20~50mm之間（我們統(tǒng)一采用25mm）c） 對于板材、帶材和型材，產(chǎn)品厚度不大于25mm時，試樣厚度應(yīng)為原產(chǎn)品的厚度；產(chǎn)品厚度大于25mm時，試樣厚度可以機加工減薄至不小于25mm，并應(yīng)保留一側(cè)原表面。彎曲試驗時試樣保留的原表面應(yīng)位于受拉變形一側(cè)。d） 直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑不大于50mm的產(chǎn)品，其試樣橫截面應(yīng)為產(chǎn)品的橫截面，如試驗設(shè)備能力不足，對于直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑超過30~50mm的產(chǎn)品，可以按照圖5將其機加工成橫截面內(nèi)切圓直徑為不小于25mm的試樣。直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑大于50mm的產(chǎn)品，應(yīng)按照圖5將其機加工成橫截面內(nèi)切圓直徑為不小于25mm的試樣。試驗時，試樣未經(jīng)機加工的原表面應(yīng)置于受拉變形的一側(cè)。除作另有規(guī)定，鋼筋類產(chǎn)品均以其全截面進行試驗。減薄試樣橫截面形狀與尺寸圖5減薄試樣橫截面形狀與尺寸e）試樣長度應(yīng)根據(jù)試樣厚度和所使用的試驗設(shè)備確定。采用圖3的方法時可以按照下式： L=0.5口（d+t）+140mm式中：口為圓周率，其值取3.1。3）試驗程序試驗一般在10-35°C的室溫范圍內(nèi)進行。對溫度要求嚴格的試驗試驗溫度應(yīng)為23°C士5°C。試樣彎曲至1800角兩臂相距規(guī)定距離且相互平行的試驗，首先對試樣進行初步彎曲（彎曲角度應(yīng)盡可能大），然后將試樣置于兩平行壓板之間連續(xù)施加力壓其兩端使進一步彎曲，直至兩臂平行。試驗時可以加或不加墊塊。除非產(chǎn)品標準中另有規(guī)定，墊塊厚度等十規(guī)定的彎曲壓頭直徑。4）試驗結(jié)果評定應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標準的要求評定彎曲試驗結(jié)果。如未規(guī)定具休要求，彎曲試驗后試樣彎曲外表曲無肉眼可見裂紋應(yīng)評定為合格。相關(guān)產(chǎn)品標準規(guī)定的彎曲角度認作為最小值；規(guī)定的彎曲半徑認作為最大值。大六角高強螺栓扭矩系數(shù)和連接副抗滑移系數(shù)檢測細節(jié)一、扭矩系數(shù)檢測復(fù)驗用螺栓應(yīng)在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機抽取，每批應(yīng)抽取8套連接副進行復(fù)驗。連接副扭矩系數(shù)復(fù)驗用的計量器具應(yīng)在試驗前進行標定，誤差不得超過2%。每套連接副只應(yīng)做一次試驗，不得重復(fù)使用。連接副扭矩系數(shù)的復(fù)驗應(yīng)將螺栓穿入軸力計，在測出螺栓預(yù)拉力P的同時，應(yīng)測定施加于螺母上的施擰扭矩值T，并應(yīng)按下式計算扭矩系數(shù)K。(6.2.4)TK=——P-d式中：T—施擰扭矩(N-m);d一高強度螺栓的螺紋規(guī)格（螺紋大徑）（mm）;P一螺栓預(yù)拉力（kN）。進行連接副扭矩系數(shù)試驗時，螺栓預(yù)拉力值應(yīng)符合表6.2.5的規(guī)定。螺栓預(yù)拉力值范圍（kN）表6.2.5螺栓規(guī)格（mm）M12M16M20M24M27P<59<113<177<250<324>49>93>142>206>265二、連接副抗滑移系數(shù)檢測試件的組裝順序應(yīng)符合下列規(guī)定：先將沖釘打入試件孔定位，然后逐個換成裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強度螺栓，或換成同批經(jīng)預(yù)應(yīng)力復(fù)驗的扭剪型高強度螺栓。緊固高強度螺栓應(yīng)分初擰、終擰。初擰應(yīng)達到螺栓預(yù)拉力標準值的50%左右。終擰后，螺栓預(yù)拉力應(yīng)符合下列規(guī)定：對裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強度螺栓，采用電阻應(yīng)變儀實測控制試件每個螺栓的預(yù)拉力值應(yīng)在0.95P~1.05P（P為高強度螺栓設(shè)計預(yù)拉力值）之間；預(yù)拉力設(shè)計值P螺栓規(guī)格（mm）162022242730性能等級801251501752302808.8s10.9s1001551902252903550.95p951471812142763371.05p105163200236305373同一性能等級、材料、爐號、螺紋規(guī)格、長度（當(dāng)螺栓長度＜100mm時、長度相差＜15mm,螺栓長度＞100mm時、長度相差＜20mm，可視為同一長度X機加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批。同一性能等級、材料、爐號、螺紋規(guī)格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批。同一性能等級、材料、爐號、規(guī)格、機械加工、熱處理工藝