钢材的检测与应用 钢材的性能检测和评定

钢材的性能检测和评定拉伸试验01

拉伸试验是测定钢材在拉伸过程中应力和应变之间的关系曲线以及屈服点、抗拉强度和伸长率三个重要指标，以评定钢材的质量。一、拉伸试验一、拉伸试验1.仪器设备①万能试验机（精确度±1%）②引伸计（包括记录器或指示器）③试样尺寸测量仪器（精确度0.1mm）2.试样（前已讲过）3.试验条件①试验速度②试验温度：应在室温（10～35℃）下进行③夹持方法：楔型、带螺纹、套环、销钉夹头等，楔型夹头夹持长度至少四分之三。（能自由定位和轴向施力）一、拉伸试验万能试验机

试验机测力示值误差应不大于±1%；在规定负荷下停止施荷时，试验机操作应能精确到测力度盘上的一个最小分格负荷示值至少能保持30s；试验机应具有调速指示装置，能在标准规定的速度范围内灵活调节，且加卸荷平稳；试验机还应备有记录装置，能满足标准用绘图法测定强度特性的要求。一、拉伸试验

各种类型的引伸计均可用于测定试样的伸长。但引伸计的准确度级别应符合gb/t12160的要求。一般使用引伸计应不劣于1级，测定具有较大延伸率的材料性能时，引伸计也不应劣于2级。引伸计拉伸速度屈服前：应力增加速率按表规定，并保持试验机控制器固定于该速率位置，直到该型能测出为止。屈服后：屈服后或秩序测定抗拉强度时，试验机夹头在荷载下的移动速度不大于0.5LC/min一、拉伸试验4.试验步骤①在试件上画标距，原始标距为5d、10d、100mm、200mm，并沿长度方向作分格标志。②估算试验所需最大力，调试试验机，选择合适的量程。试件破坏荷载必须大于试验机全量程的20%且小于试验机全量程的80%，试验机的测量精度应为±1%。（最小刻度）③将试件固定在试验机夹头上，开动机器进行拉伸（有速度要求）④测量屈服强度和抗拉强度。钢筋拉伸试验在试验机上进行时，当测力盘的指针停止转动后恒定负载或第一次回转的最小负荷即为所求屈服点的荷载（此为下屈服点）；继续加荷直至拉断，由测力度盘或拉伸曲线上读出最大负荷，即为所求抗拉强度的荷载。⑤测量伸长率。即试件拉断后标距长度的增量与原始标距长度之比的百分率。一、拉伸试验1）低碳钢的应力——应变关系曲线的阶段及每个阶段特征①弹性阶段：应力与应变按比例增加，呈线性关系。②屈服阶段：应力与应变不再成正比关系，应变的增长大于应力的增长，已出现塑性变形。③强化阶段：应力与应变值又开始上升，钢筋开始强化，至最大拉应力。④缩颈阶段：应变急剧增加，产生缩颈现象，直到断裂。一、拉伸试验2）屈服强度的测量

钢筋拉伸试验在试验机上进行时，当测力盘的指针停止转动后恒定负载或第一次回转的最小负荷即为所求屈服点的荷载FS一、拉伸试验3）测量钢筋屈服极限的方法步骤图解法：

试验时记录力——延伸曲线或力——位移曲线。从曲线图读取力首次下降前的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力或屈服平台的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积A0得到上屈服强度和下屈服强度。仲裁试验采用图解方法。一、拉伸试验指针法：

试验时，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力和不计初始瞬时效应时的屈服强度指示的最小力或首次停止转动的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积A0得到上屈服强度和下屈服强度。③自动装置：

可采用微机或自动测定系统测定上屈服强度和下屈服强度，可以不绘制拉拉曲线图。一、拉伸试验④测定中碳钢和高碳钢的屈服强度

中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，采用分级加荷，求出弹性直线段相应于小等级负荷的平均伸长增量，由此计算出偏离直线段后各级负荷的弹性伸长。从总伸长中减去弹性伸长即为残余伸长。通常以残余伸长的0.2%应力作为屈服强度一、拉伸试验⑤抗拉强度的测定

抗拉强度是向试件连续加荷直到拉断,由测力度盘或拉伸曲线上读出最大负荷Fb,抗拉强度为A0为公称横截面积一、拉伸试验⑥试件原始横截面积测定对于圆形横截面试样，应在标距的两端及中间三处两个相互垂直的方向测量直径，取其算术平均值，取用三处测得的最小横截面积。对于矩形横截面试样，应在标距的两端及中间三处测量宽度和厚度，取用三处测得的最小横截面积。对于恒定横截面试样，可以根据测量的试样长度、质量和材料密度确定其原始横截面积。根据测量的原始试样尺寸计算原始横截面积，测量每个尺寸应准确到±0.5%。一、拉伸试验⑦伸长率测定伸长率(Elongation)式中δn—伸长率（%）；

L0—试样的原标距长度，单位为mm；

L1—试样拉断时的标距长度，单位为mm；

n—试样长度与试件直径之比说明:当断裂点在原始标距以内且离最近端的距离不小于原始标距的三分之一时按上式计算;否则按移位法计算。具体参照《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002执行。一、拉伸试验测量钢筋伸长率的方法将试样断裂的部分仔细地对接在一起，使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。应使用分辨率优于0.1mm的量具或测量装置测定断后标距（L′），准确到±0.25mm。如规定的最小断后伸长率小于5%，则采用下述方法测定：

试验前在平行长度的一端处作一很小标记。使用调节到标距的分规，以此标记为圆心划一圆弧。拉断后，将断裂的试样置于一装置上，最好借助螺丝施加轴向力，以使其在测量时牢固地对接在一起。以原圆心为圆心，以相同的半径划第二个圆弧。测量两个圆弧之间的距离即为断后伸长，准确到±0.02mm。为使划线清晰可见，试验前涂上一层染料一、拉伸试验测量钢筋伸长率的方法当试样断裂位置不符合规定条件时采用移位法移位法测定断后伸长率（当试件断裂位置不符合规定条件为避免报废试样）

在试验前将原始标距（L0）细分为N等分；

试验后，以符号X表示断裂后试样短段的标距标记，以符号Y表示断裂试样长段的等分标记，此标记与断裂处的距离最接近于断裂处至标距标记X的距离；

如X与Y的之间的分格数为n；

如N-n为偶数（见下图），测量X与Y之间的距离和测量从Y至距离为（N-n）/2个分格的Z标记之间的距离，按式δ=[（XY+2YX-L0）/L0]×100%计算断后伸长率；一、拉伸试验

如N-n为奇数（见下图），测量X与Y之间的距离，和测量从Y至距离分别为（N-n-1）/2和（N-n+1）/2个分格的Z′和Z″标记之间的距离。按式δ=[（XY+YZ′+YZ″-L0）/L0]×100%计算断后伸长率。注：若断后伸长率大于或等于规定值，不管断裂位置在何处，测量均为有效。一、拉伸试验⑨钢筋拉伸试验报告内容本国家标准编号；试样标识；材料名称、牌号试样类型试样的取样方向和位置所测性能结果。钢筋拉伸试验记录表式样24一、拉伸试验⑩钢筋拉伸试验中，各项检测数据精度要求原始横截面积至少保留四位有效数字断后伸长率精确到0.5%断后标距精确至±0.25mm屈服强度和抗拉强度≤200N/mm2时，按1N/mm2修约间隔进行修约；屈服强度和抗拉强度在200N/mm2~1000N/mm2时，按5N/mm2修约间隔进行修约；屈服强度和抗拉强度﹥1000N/mm2时，按10N/mm2修约间隔进行修约。一、拉伸试验11.拉伸试验中不确定度的原因

拉伸试验结果的精密度受材料、试样、试验设备、试验程序和力学性能的计算方法等因素影响。具体地说，可以提出下列不确定度的原因：①

材料的不均匀度，它存在于同一炉材料的一个工艺批之内；②

试样的几何形状、制备方法和公差；③

夹持方法和施力的轴向性；④

拉伸试验机和辅助测量系统（刚度、驱动、控制、操作方法）；⑤

试样尺寸的测量、标距的标记、引伸计标距、力和伸长的测量；⑥

试验的各阶段中的试验温度和加载速率；⑦

人为的或与拉伸性能测定相联系的软件误差。一、拉伸试验12.拉伸试验操作中应注意两方面的问题及遵循的事项拉伸试验时,为了获得精确的结果,主要应注意试样和仪器两个方面的问题：试样方面：①

试样的编号应清楚明确,并用钢号打印记；②

认真检查试样是否符合要求,包括：试样表面的光洁度,有无试样本身的或因制造加工造成的横向或纵向裂纹,精确测量试样的尺寸；③

按要求打好标距,要轻划以防造成新的人为表面缺口；④

夹持试样时应仔细地对心,以防产生附加应力。一、拉伸试验12.拉伸试验操作中应注意两方面的问题及遵循的事项拉伸试验时,为了获得精确的结果,主要应注意试样和仪器两个方面的问题：试验用仪器方面：①

根据试件大小以及预期的抗拉强度,调好试验机吨位；②

开机前调整指针零；③

用引伸仪画出载荷-伸长曲线；④

试验时间要停机降温冷弯试验021.适用于检验钢材承受规定弯曲角度的弯曲变形性能。2.原理：将一定形状和尺寸的试样置于弯曲装置上，以规定直径的弯心将试样弯曲到所要求的角度后，卸除试验力检查试样承受变形性能。（1）试验设备：支辊式、V形模具、虎钳式、翻板式（2）试样：不得有划痕和损伤（3）试验条件①试验应在10℃～35℃下进行，在控制条件下（对温度要求严格的试验），试验在23℃±5℃下进行。②应在平衡压力作用下，缓慢施加试验力。③弯心直径必须符合有关标准，弯心宽度必须大于试样的宽度或直径。两支辊间距不允许有变化。二、冷弯试验冷弯性能试验冷弯是评定钢材塑性和工艺性能的重要依据冷弯性能试验冷弯是评定钢材塑性和工艺性能的重要依据（4）冷弯试验步骤及注意事项①弯曲试验可在配备弯曲装置的压力机或万能试验机上进行。②使用最多的弯曲装置是支辊式。要求支辊长度应大于试样的宽度或直径，支辊半径应为1～10倍试样厚度。③支辊应具有足够的强度。④试验时先确定弯头直径，再确定弯头角度。⑤试验时将试样放在满足以上条件的设备上缓慢加力，弯曲至规定的弯曲角度。⑥冷弯试验后，弯曲外测表面无裂纹、断裂或起层，即判为合格。二、冷弯试验（5）钢筋冷弯试验报告内容①本国家标准编号；②试样标识（材料牌号、符号、取样方法）；③试样的形状和尺寸；④试验条件（弯曲压头直径或弯心直径、弯曲角度）；⑤试验结果二、冷弯试验钢筋弯曲式样记录表式样评定钢材的性能03（1）屈服强度、抗拉强度和伸长率均应符合相应标准规定的指标。（2）在做拉力检验的两根试件中，如一根试件的屈服强度、抗拉强度、伸长率三个批标中有一个指标不符合标准时，即为拉力试验不合格，应取双倍试件重新测定；（3）在第二次拉力试验中，如仍有一个指标不符合规定，不论这个指标在第一次试验中是否合格，判定试验项目仍不合格，表示该批钢筋为不合格品。屈服强度、抗拉强度和伸长率评定一、屈服强度、抗拉强度和伸长率评定

①试件断在标距外(伸长率无效);

②操作不当,影响试验结果(如夹偏);

③试验记录有误或设备发生故障;

④出现两个或两个以上缩颈以及肉眼或见的冶金缺陷注意试验结果无效一、屈服强度、抗拉强度和伸长率评定第二次冷弯试验中，如仍有一根不合格，即判该批钢筋为不合格品。（3）

反复弯曲试验评定弯曲次数达到或超过规定判为合格（4）做冷弯的两根试件中，如有一根试件不合格，可取双倍数量试件重新做冷弯试验;（2）冷弯试验后，弯曲外侧表面无裂纹、断裂或起层、收缩，即判为合格。（1）二、冷弯试验评定①完好：试样弯曲处的外表面金属基体上无肉眼可见因弯曲变形