鋼結(jié)構(gòu)鋼材原材料力學(xué)性能檢測技術(shù)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鋼結(jié)構(gòu)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1. 拉伸試驗1）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(qiáng)度Re（MPa）、抗拉強(qiáng)度Rm（MPa）、伸長率A（%）。除非另有規(guī)定，試驗一般在室溫1035范圍內(nèi)進(jìn)行。對溫度要求嚴(yán)格的試驗，試驗溫度應(yīng)為23 士5。伸長率A：原始標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)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(qiáng)度Re：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)

2、象時，在試驗期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn).應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度Rm：相應(yīng)最大力(Fm) 的應(yīng)力。極限強(qiáng)度 ultimate strength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(qiáng)度或破壞應(yīng)力。一般用標(biāo)稱應(yīng)力來表示。根據(jù)應(yīng)力種類的不同，可分為拉伸強(qiáng)度(t)、壓縮強(qiáng)度(c)、剪切強(qiáng)度(s)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(jī)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(jī)加工而進(jìn)行試驗。矩形橫截面試樣，推薦其寬厚比不超過8:1。試樣原始

3、標(biāo)距與原始橫截面積有關(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(biāo)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(biāo)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(biāo)距(L0)與其原始橫截面積（S0）無關(guān)。a. 機(jī)加工的式樣 圖1b. 為產(chǎn)品一部分的不經(jīng)機(jī)加工試樣 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一般都去25mm4）原始標(biāo)距(L0)的標(biāo)記應(yīng)用小標(biāo)記、細(xì)劃線或細(xì)墨線標(biāo)記原始標(biāo)距，但不得用引起過早斷裂的缺口作標(biāo)記。對于比例試樣，應(yīng)將原始標(biāo)距的計算值修約至最接近5

4、mm的倍數(shù)，中間數(shù)值向較大一方修約。原始標(biāo)距的標(biāo)記應(yīng)準(zhǔn)確到1%。如平行長度(Lc)比原始標(biāo)距長許多，例如不經(jīng)機(jī)加工的試樣，可以標(biāo)記一系列套疊的原始標(biāo)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(biāo)記原始標(biāo)距。5）試驗速率應(yīng)力速率取10（N/mm2）S-16)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(xì)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(biāo)距。應(yīng)使用分辨力優(yōu)于0.1 mm的量具或測量裝置測定斷后標(biāo)距(L0)，準(zhǔn)確到0.25mm。7）屈服強(qiáng)度（Re）的測定 圖3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

5、過B點(diǎn)，當(dāng)卸載后，試樣會恢復(fù)到原來的尺寸和形狀，B點(diǎn)的應(yīng)力稱為材料的彈性極限。在B到D點(diǎn)階段，卸載后試樣無法恢復(fù)原始狀態(tài)。在C點(diǎn)，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(diǎn)稱為屈服點(diǎn)。在D點(diǎn)，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(diǎn)前，材料的變形速率不斷增加，E點(diǎn)是材料的極限強(qiáng)度（拉伸試驗時稱為抗拉強(qiáng)度）。斷裂強(qiáng)度為何比極限強(qiáng)度低？材料的極限強(qiáng)度是以材料的初始截面面積定義的最高強(qiáng)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

6、極限強(qiáng)度與斷裂強(qiáng)度變得很接近。屈服強(qiáng)度又稱為屈服極限 ，是屈服的臨界應(yīng)力值。 （1）對于屈服現(xiàn)象明顯的材料，屈服強(qiáng)度就是的（）；（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)系的達(dá)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(jī)械性質(zhì)的評價指標(biāo)，是材料的實(shí)際使用極限。因為在應(yīng)力超過材料屈服極限后產(chǎn)生，增大，使材料破壞，不能正常使用。 當(dāng)應(yīng)力超過后，進(jìn)入階段后，增加較快，此時除了產(chǎn)生外，還產(chǎn)生部分。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)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(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗

7、力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度(ReL或Rp0.2)。 有些(如)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的變形(0.2)時的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度（yield strength）。 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(qiáng)度 作為設(shè)計應(yīng)力的依據(jù)。 所謂屈服，是指達(dá)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(biāo)志著塑性變形的開始?？估瓘?qiáng)度（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(qiáng)度。Rm=Fm/

8、 S0 （MPa）N/mm28）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。a. 試樣斷在標(biāo)距外或斷在機(jī)械刻劃的標(biāo)距標(biāo)記上，而且斷后伸長率小于規(guī)定最小值;b. 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。2.彎曲試驗（GB/T 232-1999）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(dá)到規(guī)定的彎曲角度。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

9、照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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。 圖4本公司采用支輥式彎曲裝置進(jìn)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110倍試樣厚度。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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的要求如未具體規(guī)定，對于鋼產(chǎn)品，應(yīng)按照GB/T 2975的要求試樣應(yīng)通過機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的要求。如未具體規(guī)定，試樣寬度、厚度應(yīng)按

10、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20mm5mm;厚度不小于3mm時.試樣寬度在2050 mm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25 mm時，試樣厚度應(yīng)為原產(chǎn)品的厚度；產(chǎn)品厚度大于25 mm時，試樣厚度可以機(jī)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3050 mm的產(chǎn)品，可以按照

11、圖5將其機(jī)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(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑為不小于25 mm的試樣。試驗時，試樣未經(jīng)機(jī)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(jìn)行試驗。 圖5 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(d+t)+140mm式中：為圓周率，其值取3.1。3）試驗程序試驗一般在10-35的室溫范圍內(nèi)進(jìn)行。對溫度要求嚴(yán)格的試驗試驗溫度應(yīng)為235。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(jìn)行初步彎曲(彎曲角度應(yīng)盡

12、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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎曲角度認(rèn)作為最小值；規(guī)定的彎曲半徑認(rèn)作為最大值。大六角高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)和連接副抗滑移系數(shù)檢測細(xì)節(jié)一、扭矩系數(shù)檢測 1. 復(fù)驗用螺栓應(yīng)在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取，每批應(yīng)抽取8套連接副進(jìn)行復(fù)驗。 2. 連接副扭矩系數(shù)復(fù)驗用的計量器具應(yīng)在試驗前進(jìn)行標(biāo)定，誤差不得超過2%。 3. 每套連

13、接副只應(yīng)做一次試驗，不得重復(fù)使用。 4. 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）式中： T施擰扭矩（Nm）； d高強(qiáng)度螺栓的螺紋規(guī)格（螺紋大徑）（mm）； P螺栓預(yù)拉力（kN）。 進(jìn)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）M12M16M20M24M27P591131772503244993142206265二、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

14、有電阻片的高強(qiáng)度螺栓，或換成同批經(jīng)預(yù)應(yīng)力復(fù)驗的扭剪型高強(qiáng)度螺栓。緊固高強(qiáng)度螺栓應(yīng)分初擰、終擰。初擰應(yīng)達(dá)到螺栓預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度螺栓，采用電阻應(yīng)變儀實(shí)測控制試件每個螺栓的預(yù)拉力值應(yīng)在0.95P1.05P（P為高強(qiáng)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801251501752302808.8s10.9s1001551902252903550.95p95147 181 214 276 337 1.05p105163 200 236 305 373 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）、機(jī)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(jī)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(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分別由同批螺栓、螺母、墊圈組成的連接副為同批連接副。為保證扭矩系數(shù)供貨的螺栓連接副最大批量為3000套。抗滑移系數(shù)的檢驗批：制造單位或安裝單位可按分部（字部分）工程的工程量劃分規(guī)定的工程量每2000T為一批，不足2000T的可視為一批。選