力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验测试盘卷螺纹钢的屈服强度

许家宝

(阳春新钢铁有限责任公司,阳春 529600)

近年来，国内已全面普及使用400 MPa(屈服强度)级钢筋，并推广使用500 MPa级及以上高强度钢筋。HRB400E钢筋是具有抗震作用的400 MPa级钢筋，比普通钢筋的延展性更好，具有足够的塑性变形能力，在地震时满足抗震需求[1]。在测试HRB400E盘卷螺纹钢的屈服强度时，普遍存在屈服平台不明显或无屈服平台的情况，因此笔者分析了力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验测试盘卷螺纹钢屈服强度结果的差异性，为准确测量其屈服强度提供了必要的数据支撑。

1 试验材料

试验材料为6 mm(直径)的HRB400E盘卷螺纹钢，用两种方法取样并进行屈服强度测试，测试均采用同一台设备，且均在横梁位移速率控制的条件下进行[2]。

1.1 测试方法一

在钢筋同一批次同一圈位置，取长度为1 m的试样，并从中间截取2根标准试样为一组，10组试样屈服强度的测试结果如表1所示。

表1 10组试样屈服强度的测试结果(方法一) MPa

1.2 测试方法二

在钢筋同一批次邻圈位置，取长度为标准长度的试样左右各一根为1组，10组试样屈服强度的测试结果如表2所示。

表2 10组试样屈服强度的测试结果(方法二) MPa

从表1,2可以看出：方法一测试同组试样屈服强度的最大差值为11 MPa,最小差值为1 MPa，平均差值为5 MPa，且10组结果差值较为接近；方法二测试同组试样屈服强度的最大差值为48 MPa，最小差值为11 MPa，平均差值为26 MPa，10组结果差值差异较大。因此，采用方法一取样进行力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验。

2 试验结果

分别采用力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验对试样进行屈服强度测试，其中引伸计上下刀口中点接触试样的纵肋位置，结果如图1所示。从图1可以看出：力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验的数据趋势均较平稳，但力-位移法拉伸试验测试结果整体偏大，两种试验方法测试结果的最大差值为47 MPa，最小差值为3 MPa，平均差值为31 MPa。

图1 力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验(接触试样纵肋位置)的屈服强度测试结果

分别采用力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验对试样进行屈服强度测试，其中引伸计上下刀口中点接触试样的横肋间位置，结果如图2所示。从图2可以看出：力-位移法拉伸试验数据趋势平稳；配置引伸计拉伸试验结果除最低值397 MPa外，其他9组数据较为接近，但力-位移法拉伸试验测试结果整体偏大，两种试验方法测试结果的最大差值为60 MPa，最小差值为25 MPa，平均差值为37 MPa。

图2 力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验(接触试样横肋间位置)的屈服强度测试结果

综合上述结果可知：相比于引伸计上下刀口中点接触试样的横肋间位置，引伸计刀口中点接触试样的纵肋位置所测得的结果更接近力-位移法拉伸试验所测得的结果，平均值的绝对偏差更小；操作过程中更容易固定夹紧试样。因此配置引伸计拉伸试验中,采用刀口中点接触试样的纵肋位置方法进行试验，测试结果更为准确。

3 综合分析

对配置引伸计拉伸试验测试结果出现较大偏差的试样进行金相检验和化学成分分析，结果均无明显差异，所以造成屈服强度测试结果偏差大的原因主要还是试样本身及试验方法不同，与试样的化学成分和内部组织无关。

该盘卷螺纹钢在拉伸试验过程中屈服台阶不明显，在力-位移法拉伸试验过程中，试验机处理程序在选取下屈服点时选择了上下屈服平台较明显的区域，而不是选取试样不计初始瞬时效应时的最低应力。虽然非比例应力与屈服强度都是反映材料弹性阶段与塑性阶段的过渡状态指标，但两者有着本质不同，屈服是材料固有的性能，而非比例应力是由人为规定条件计算得到的结果，在材料没有明显的屈服点时才需计算其非比例应力，因此，使用引伸计拉伸比力-位移法拉伸试验测得的屈服强度平均偏差高约30 MPa。

4 结语

采用力-位移法拉伸试验和配置引伸计拉伸试验测试盘卷螺纹钢的屈服强度，测试结果偏差大的主要原因是试样本身及试验方法不同。试验的对比结果可为控制盘卷螺纹钢的屈服强度提供必要的数据支撑。