3.力学和机械性能试验

1 10 310 3 钢材的主要力学和机械性能试验钢材的主要力学和机械性能试验 10 3 110 3 1 取样及样品制备取样及样品制备 10 3 1 110 3 1 1 钢筋钢筋 批量规则批量规则 钢筋进场应按批进行检查和验收 每批由同一牌号 同一炉罐号 钢筋进场应按批进行检查和验收 每批由同一牌号 同一炉罐号 同一尺寸的钢筋组成 每批重量通常不大于同一尺寸的钢筋组成 每批重量通常不大于 60t 热轧带肋钢筋和热轧光 热轧带肋钢筋和热轧光 圆钢筋批量超过圆钢筋批量超过 60t 时 每增加时 每增加 40t 增加拉伸和弯曲试样各 增加拉伸和弯曲试样各 1 根 根 热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋允许由同一牌号 同一冶炼方法 同热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋允许由同一牌号 同一冶炼方法 同 一浇注方法的不同炉罐号组成混合批 各炉罐号含碳量之差不大于一浇注方法的不同炉罐号组成混合批 各炉罐号含碳量之差不大于 0 02 含锰量之差不大于 含锰量之差不大于 0 15 混合批的重量不大于 混合批的重量不大于 60t 试件数量试件数量 每批钢筋取试件一组 试件数量符合表每批钢筋取试件一组 试件数量符合表 10 3 1 1 的规定 的规定 每组试件数量每组试件数量序序 号号 钢筋种类钢筋种类 拉伸试验拉伸试验弯曲试验弯曲试验 1热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋 2热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋 2 根根2 根根 3余热处理钢筋余热处理钢筋2 根根2 根根 4冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋每盘每盘 1 个个每批每批 2 个个 5热处理钢筋热处理钢筋 从每批中选取从每批中选取 10 的盘数的盘数 不少于不少于 25 盘盘 每盘每盘 1 个个 注 当热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋批量大于注 当热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋批量大于 60 吨时 每增加吨时 每增加 40 吨增加拉伸和吨增加拉伸和 弯曲试样各一根 弯曲试样各一根 取样方法取样方法 凡是拉伸和冷弯均取两个试件的 应从任意两根钢筋中截取 每根凡是拉伸和冷弯均取两个试件的 应从任意两根钢筋中截取 每根 钢筋取一根拉伸试件和一根弯曲试件 冷轧带肋钢筋冷弯试件应取自不同钢筋取一根拉伸试件和一根弯曲试件 冷轧带肋钢筋冷弯试件应取自不同 盘 盘 取样时 应首先在钢筋的端部至少截去取样时 应首先在钢筋的端部至少截去 50cm 然后切取试件 然后切取试件 试件长度 拉伸试件试件长度 拉伸试件 L L0 200mm 冷弯试件 冷弯试件 L D 2 1d 150mm 其中其中 L0 为原始标距长度 热轧带肋钢筋 热轧光圆钢筋和余热处理 为原始标距长度 热轧带肋钢筋 热轧光圆钢筋和余热处理 2 钢筋为钢筋为 5d 热处理钢筋和牌号为 热处理钢筋和牌号为 CRB550 的冷轧带肋钢筋为的冷轧带肋钢筋为 10d 牌号 牌号 为为 CRB650 CRB800 CRB970 CRB1170 的冷轧带肋钢筋为的冷轧带肋钢筋为 100mm D 弯心直径 单位 弯心直径 单位 mm d 为钢筋直径 单位 为钢筋直径 单位 mm 10 3 1 210 3 1 2 钢丝钢丝 批量规则批量规则 由同一牌号 同一规格 同一加工状态的钢丝为一验收批 每批数量由同一牌号 同一规格 同一加工状态的钢丝为一验收批 每批数量 不大于不大于 60t 试件数量试件数量 每批钢筋取试件一组 每组试件 每批钢筋取试件一组 每组试件 用于拉伸用于拉伸 抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率 弯曲 扭转试验每盘 弯曲 扭转试验每盘 各各 1 根 根 用于规定非比例伸长应力 最大力下总伸长率试验每批用于规定非比例伸长应力 最大力下总伸长率试验每批 3 根 根 用于应力松弛性能试验每合同批不少于用于应力松弛性能试验每合同批不少于 1 根 根 取样方法取样方法 试件在每试件在每 任一任一 盘中的任意一端截取 盘中的任意一端截取 试件长度一般不小于试件长度一般不小于 400mm 扭转试样长度夹具间距离不小于 扭转试样长度夹具间距离不小于 210mm 应力松弛试样长度不小于 应力松弛试样长度不小于 2500mm 10 3 1 310 3 1 3 钢绞线钢绞线 批量规则批量规则 由同一牌号 同一规格 同一生产工艺制造的钢绞线为一验收批 每由同一牌号 同一规格 同一生产工艺制造的钢绞线为一验收批 每 批数量不大于批数量不大于 60t 试件数量试件数量 每批钢绞线取试件一组每批钢绞线取试件一组 从中任取从中任取 3 盘 每盘取试件盘 每盘取试件 1 根 如每批少于根 如每批少于 3 盘 则应逐盘进行检验 盘 则应逐盘进行检验 取样方法取样方法 3 从每捆钢绞线的任一端切取样品 但发现钢丝有接缝的任何试样都应从每捆钢绞线的任一端切取样品 但发现钢丝有接缝的任何试样都应 作废 并应选取新的试样 作废 并应选取新的试样 试件长度不小于试件长度不小于 700mm 10 3 1 410 3 1 4 碳素结构钢碳素结构钢 批量规则批量规则 由同一牌号 同一炉罐号 同一质量等级 同一品种 同一尺寸 同由同一牌号 同一炉罐号 同一质量等级 同一品种 同一尺寸 同 一交货状态的钢材为一验收批 每批数量不大于一交货状态的钢材为一验收批 每批数量不大于 60t 试件数量试件数量 每批钢材取试件一组 每组拉伸和冷弯试验试件各每批钢材取试件一组 每组拉伸和冷弯试验试件各 1 个 冲击试验试个 冲击试验试 件件 3 个 个 取样方法取样方法 按照按照 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 GB T2975 1998 附录附录 A 规定执行 规定执行 10 3 210 3 2 拉伸试验拉伸试验 10 3 2 110 3 2 1 试验准备工作试验准备工作 检测人员上岗资格准备 检测人员上岗资格准备 从事建筑钢材试验的人员应经过培训考核合格 持有相应上岗证件 从事建筑钢材试验的人员应经过培训考核合格 持有相应上岗证件 试验样品准备 试验样品准备 组批方法 抽样方法和试件数量应符合组批方法 抽样方法和试件数量应符合 10 3 1 的规定 具有代表性 的规定 具有代表性 样品应有抽样单样品应有抽样单 或委托单或委托单 送抵试验室后应检查验收 复核样品的 送抵试验室后应检查验收 复核样品的 长度 直径长度 直径 厚度厚度 检查外观 标识 进行样品描述 并做好记录 检查外观 标识 进行样品描述 并做好记录 在试验检测开始前将样品提前放入检测室内 使试样温度与检测室温在试验检测开始前将样品提前放入检测室内 使试样温度与检测室温 度保持一致 度保持一致 按照按照 10 2 各建筑钢材质量标准中伸长率的规定对试件标记原始标距各建筑钢材质量标准中伸长率的规定对试件标记原始标距 L0 准确到 准确到 1 4 试验仪器设备准备 试验仪器设备准备 选择拉力或万能试验机 准确度应为选择拉力或万能试验机 准确度应为 级或优于级或优于 级级 并经计量检定并经计量检定 合格 合格 预估试样的屈服荷载和破断荷载 选择度盘并加砣 使试验荷载在度预估试样的屈服荷载和破断荷载 选择度盘并加砣 使试验荷载在度 盘示值范围的盘示值范围的 20 80 之间 之间 根据选择的度盘 调整缓冲阀至合适位置 根据选择的度盘 调整缓冲阀至合适位置 检查试验机的阀门 夹具 平衡砣 指针丝杆等 如无异常 启动试检查试验机的阀门 夹具 平衡砣 指针丝杆等 如无异常 启动试 验机 进行试运转 验机 进行试运转 将试验机活动夹头部分升起将试验机活动夹头部分升起 1 2cm 关闭送油阀和回油阀 初步调整 关闭送油阀和回油阀 初步调整 指针至零 指针至零 试验开始前 应记录所使用的试验机的规格型号 精度 分度值 管试验开始前 应记录所使用的试验机的规格型号 精度 分度值 管 理编号和设备性能状况 理编号和设备性能状况 检测环境条件准备 检测环境条件准备 试验一般在试验一般在 10 35 范围内进行 对温度要求严格的试验 检测室范围内进行 对温度要求严格的试验 检测室 温度应为温度应为 23 5 试验开始前 应检查检测室温度 并做好记录 试验开始前 应检查检测室温度 并做好记录 检测方法标准准备 检测方法标准准备 试验工作开始前应当核对委托方所要求采用的检测方法标准和检测结试验工作开始前应当核对委托方所要求采用的检测方法标准和检测结 果评定标准 将其备齐 交检测人员作为进行检测和评定的依据 果评定标准 将其备齐 交检测人员作为进行检测和评定的依据 检测记录表格准备 检测记录表格准备 检测记录是试验工作的最原始的资料 检测记录应当有统一的格式 检测记录是试验工作的最原始的资料 检测记录应当有统一的格式 其内容应包含有足够的信息 以保证检测结果能够再现 其内容应包含有足够的信息 以保证检测结果能够再现 10 3 2 210 3 2 2 试验操作方法试验操作方法 试样夹持和调零 启动试验机 将活动夹头部分升起到适当位置 试样夹持和调零 启动试验机 将活动夹头部分升起到适当位置 将试样夹持在活动夹头之中 然后关闭送油阀和回油阀 调整试验机指针将试样夹持在活动夹头之中 然后关闭送油阀和回油阀 调整试验机指针 至零 再调整试验机两个夹头之间的距离 把试样的另一端夹持在试验机至零 再调整试验机两个夹头之间的距离 把试样的另一端夹持在试验机 的固定夹头之中 夹持好的试样应确保承受轴向拉力的作用 的固定夹头之中 夹持好的试样应确保承受轴向拉力的作用 上屈服强度上屈服强度 ReH 和下屈服强度和下屈服强度 ReL 的测定 的测定 a 试验速率的规定 试验速率的规定 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 5 速率应尽可能保持恒定并在表速率应尽可能保持恒定并在表 10 3 2 2 规定的应力速率的范围内 规定的应力速率的范围内 表表 10 3 2 2 应力速率应力速率 GB T228 2002 应力速率应力速率 N mm2 s 1材料弹性模量材料弹性模量 E N mm2 最小最小最大最大 150000220 150000 660 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 s 0 0025 s 之间 平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定 如之间 平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定 如 果不能直接调节这一应变速率 应通过调节屈服即将开始前的应力速率来果不能直接调节这一应变速率 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 在任何情况下 弹性范围调整 在屈服完成之前不再调节试验机的控制 在任何情况下 弹性范围 内的应力速率不得超过表内的应力速率不得超过表 10 3 2 2 规定的最大速率 规定的最大速率 b 图解方法测定上图解方法测定上 下下 屈服强度 试验时记录力屈服强度 试验时记录力 延伸曲线或力延伸曲线或力 位移位移 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段中的最小力或屈服平台的恒定力 见图见图 10 3 2 2 1 将其分别除以试样原 将其分别除以试样原 始面积始面积 S0 得到上屈服强度和下屈服强度 仲裁试验采用图解方法 得到上屈服强度和下屈服强度 仲裁试验采用图解方法 c 指针方法测定上指针方法测定上 下下 屈服强度 试验时 读取测力度盘指针首次回转屈服强度 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屈服阶段中指示的最小力或首次停前指示的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停 止转动指示的恒定力 将其分别除以试样原始面积止转动指示的恒定力 将其分别除以试样原始面积 S0 得到上屈服强度和得到上屈服强度和 下屈服强度 下屈服强度 d 可以使用自动装置可以使用自动装置 例如微处理机等例如微处理机等 或自动测试系统测定上屈服强度或自动测试系统测定上屈服强度 和下屈服强度 可以不绘制拉伸曲线图 和下屈服强度 可以不绘制拉伸曲线图 应力 ReL O延伸率 d ReHReL 应力 O延伸率 c 图 10 3 2 2 1 不同类型曲线的上屈服强度和下屈服强度 a 应力 O 延伸率 ReHReL b 延伸率 应力 O ReHReL 6 抗拉强度抗拉强度 Rm 的测定 的测定 a 试验速率的规定 在塑性范围内 平行长度的应变速率不应超过试验速率的规定 在塑性范围内 平行长度的应变速率不应超过 0 008 s 如果试验不包括屈服强度的测定 在弹性范围内 试验机的速率 如果试验不包括屈服强度的测定 在弹性范围内 试验机的速率 可以达到塑性范围内允许的最大速率 可以达到塑性范围内允许的最大速率 b 抗拉强度可以采用图解法或指针法测定 对于有明显屈服现象的金属抗拉强度可以采用图解法或指针法测定 对于有明显屈服现象的金属 材料 从记录的力材料 从记录的力 延延 伸或力伸或力 位移曲线图 或从测力度盘 读取过了屈服阶段后的最大力 位移曲线图 或从测力度盘 读取过了屈服阶段后的最大力 对于没有明显屈服现象的金属材料 从记录的力对于没有明显屈服现象的金属材料 从记录的力 延伸或力延伸或力 位移曲线图 位移曲线图 或从测力度盘 读取试验过程中的最大力或从测力度盘 读取试验过程中的最大力 见图见图 10 3 2 2 2 最大力除以试 最大力除以试 样原始面积样原始面积 S0 得到抗拉强度 得到抗拉强度 c 可以使用自动装置可以使用自动装置 例如微处理机等例如微处理机等 或自动测试系统测定抗拉强度 或自动测试系统测定抗拉强度 可以不绘制拉伸曲线图 可以不绘制拉伸曲线图 断后伸长率断后伸长率 A 的测定 的测定 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 并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 并 采取特别措施确保试样断裂部分适当接触 使用分辨力优于采取特别措施确保试样断裂部分适当接触 使用分辨力优于 0 1mm 的量的量 具或测量装置测定断后标距具或测量装置测定断后标距 Lu 准确到 准确到 0 25mm 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三分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三分 之一情况方为有效 但断后伸长率大于或等于规定值 不管断裂位置处于之一情况方为有效 但断后伸长率大于或等于规定值 不管断裂位置处于 何处测量均为有效 何处测量均为有效 如断裂处与最接近的标距标记的距离小于原始标距的三分之一 可以如断裂处与最接近的标距标记的距离小于原始标距的三分之一 可以 采用位移法测定断后伸长率 采用位移法测定断后伸长率 移位法测定断后伸长率的步骤如下 移位法测定断后伸长率的步骤如下 试验前将原始标距试验前将原始标距 L0 细分为细分为 N 等分 等分 b 试验后 以符号试验后 以符号 X 表示断裂后试样短段的标距标记 以符号表示断裂后试样短段的标距标记 以符号 Y 表示表示 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记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记 X 的距离 设的距离 设 X 与与 Y 之间的分格数为之间的分格数为 n Lu L0 Fm 力 伸长 O 图 10 3 2 2 2 最大力 Fm 7 c 如果如果 N n 为偶数 测量为偶数 测量 X 与与 Y 和和 Y 与与 Z 之间的距离 使之间的距离 使 Y 与与 Z 之之 间的分格数为间的分格数为 N n 2 按式 按式 10 3 2 2 1 计算断后伸长率计算断后伸长率 见图见图 10 3 2 2 1 d 如果如果 N n 为奇数 测量为奇数 测量 X 与与 Y Y 与与 Z 和和 Y 与与 Z 之间的距离 之间的距离 使使 Y 与与 Z 和和 Y 与与 Z 之间的分格数分别为之间的分格数分别为 N n 1 2 和和 N n 1 2 按式 按式 10 3 2 2 2 计算断后伸长率计算断后伸长率 见图见图 10 3 2 2 2 10 3 2 2 1 10 3 2 2 2 100 2 0 0 L LYZXY A100 0 0 L LZYZYXY A 试验完毕 要关闭电源 取下摆砣 擦拭仪器 将试验机活动夹头试验完毕 要关闭电源 取下摆砣 擦拭仪器 将试验机活动夹头 部分降落到适当位置 按照试验室管理规定保管或处理检验后的样品 记部分降落到适当位置 按照试验室管理规定保管或处理检验后的样品 记 录仪器设备的使用时间和用后仪器设备的性能状况 录仪器设备的使用时间和用后仪器设备的性能状况 10 3 2 310 3 2 3 试验数据处理试验数据处理 试样原始横截面积试样原始横截面积 S0 的取用 的取用 a 钢筋 钢丝计算屈服强度或抗拉强度用截面积采用公称横截面面积 钢筋 钢丝计算屈服强度或抗拉强度用截面积采用公称横截面面积 见表见表 10 3 2 3 1 表表 10 3 2 3 1 钢筋 钢丝的公称横截面面积与理论重量钢筋 钢丝的公称横截面面积与理论重量 GB1499 1 2008 GB1499 2 2007 GB T5223 2002 GB13788 2000 公称直公称直 径径 mm 公称横截面公称横截面 面积面积 mm2 理论重量理论重量 kg m 公称直公称直 径径 mm 公称横截面公称横截面 面积面积 mm2 理论重量理论重量 kg m 3 07 070 05511 095 030 746 4 012 570 09911 5103 90 815 4 515 900 12512113 10 888 5 019 630 15414153 91 21 5 523 760 18616201 11 58 6 028 270 22218254 52 00 6 533 180 26120314 22 47 7 038 480 30222380 12 98 7 544 180 34725490 93 85 8 050 270 39528615 84 83 8 556 750 44532804 26 31 9 063 620 4993610187 99 9 570 880 5564012579 87 8 10 078 540 61750196415 42 10 586 590 679 注 冷轧带肋钢筋公称直径为注 冷轧带肋钢筋公称直径为 4 12mm 按 按 GB13788 2000 规定其公称横规定其公称横 截面面积取截面面积取 3 位有效数字 位有效数字 b 钢绞线计算抗拉强度用截面积采用参考截面积 见表钢绞线计算抗拉强度用截面积采用参考截面积 见表 10 3 2 3 2 表 10 3 2 3 2 钢绞线参考截面积与每米参考质量 GB T5224 2003 公称直径公称直径 钢绞线结构钢绞线结构钢绞线直径钢绞线直径 D0 mm 钢丝直径钢丝直径 d mm 钢绞线参考钢绞线参考 截面积截面积 S0 mm2 每米钢绞线每米钢绞线 参考质量参考质量 g m 5 002 509 8277 1 5 802 9013 2104 8 004 0025 1197 10 005 0039 3309 1 2 12 006 0056 5444 6 202 9019 8155 6 503 0021 2165 8 604 0037 7296 8 744 0538 6303 10 85 0058 9462 1 3 12 96 0084 8656 1 3 8 744 0538 6303 9 50 54 8430 11 10 74 2582 12 70 98 7775 15 20 1401101 15 70 1501178 1 7 17 80 1911500 12 70 112890 15 20 1651295 1 7c 18 00 2231750 c 型钢试样原始横截面积 采用型钢试样原始横截面积 采用 GB T228 2002 规定的方法进行测量 规定的方法进行测量 数据修约的规定数据修约的规定 a 强度值 强度值 200N mm2时 修约至时 修约至 1 N mm2 200 N mm2 1000 N mm2 修约至 修约至 5 N mm2 1000 N mm2时 修约至时 修约至 10 N mm2 b 伸长率 修约至伸长率 修约至 0 5 9 10 3 2 410 3 2 4 试验结果处理试验结果处理 如果一组如果一组 1 根或若干根根或若干根 拉伸试样中 每根试样的所有试验结果拉伸试样中 每根试样的所有试验结果 都符合产品标准的规定 则判定该组试样拉伸试验合格 都符合产品标准的规定 则判定该组试样拉伸试验合格 如果有一根试样的某一项指标如果有一根试样的某一项指标 屈服强度 抗拉强度或伸长率屈服强度 抗拉强度或伸长率 试试 验结果不符合产品标准的规定 则应加倍取样 重新检测全部拉伸试验指验结果不符合产品标准的规定 则应加倍取样 重新检测全部拉伸试验指 标 如果仍有一根试样的某一项指标不符合规定 则判定该组试样拉伸试标 如果仍有一根试样的某一项指标不符合规定 则判定该组试样拉伸试 验不合格 验不合格 当试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上当试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上 而且断后伸长率而且断后伸长率 小于规定最小值小于规定最小值 或者试验期间设备发生故障或者试验期间设备发生故障 影响了试验结果影响了试验结果 则试验结果则试验结果 无效无效 应重做同样数量试样的试验 应重做同样数量试样的试验 试验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金试验后试样出现两个或两个以上的缩