钢材试验.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,钢材试验,第,1,页,/,共,123,页,钢材采用标准,第,2,页,/,共,123,页,钢材的分类,一、按化学成分分,碳素钢 （含碳量）,低碳钢 含碳量,0.25,；,中碳钢,0.25,含碳量为,0.6,；,高碳钢,0.6,含碳量,2%,。,合金钢 （含合金元素含量）,低合金钢 合金元素含量,5,；,中合金钢,5,合金元素含量,10,；,高合金钢,10,合金元素含量。,建筑用钢主要是普通碳素钢和普通低合金钢两大类。,第,3,页,/,共,123,页,注意：化学成分对碳素钢技术性能的影响,（一）碳素钢的化学成分,1,、主要成分：,铁,(Fe),和碳（,C,）,2,、杂质元素,锰（,Mn,）、硅,(Si),、磷,(P),、硫,(S),、氧,(O,2,),、氮,(N,2,),、氢,(H,2,),等。,（二）影响内容,1,、碳（,C,）建筑钢材含碳量不大于,0.8%,在此范围内随着碳含量提高，钢材的强度和硬度相应提高，而塑性、韧性和冷弯性能相应降低。,2,、当碳的含量超过,0.8%,当碳的含量超过,0.8%,以后，强度反而下降。碳还可显著,降低钢,材的可焊性,，,增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抵抗大气锈蚀性,。,第,4,页,/,共,123,页,二、按质量（杂质含量）分类,普通钢,含硫量,0.055,，含磷量,0.045,；,优质钢,含硫量,0.040,，含磷量,0.035,0.040,。,三、根据钢在冶炼过程中脱氧程度分类,沸腾钢：脱氧不完全的钢，化学成分和力学性能不够均匀、强度低、冲击韧性和可焊性差。,镇静钢：脱氧充分，化学成分均匀，机械性能好，品质好，可用于承受冲击荷载的重要结构。,半镇静钢：脱氧程度及钢的质量介于上述两者之间。,第,5,页,/,共,123,页,四、按用途的不同划分,结构钢 用于建筑结构、机械制造等，一般为低、中碳钢；,工具钢 用于各种工具，一般为高碳钢；,特殊钢 具有各种特殊物理化学性能的钢，如不锈钢等。,桥梁结构对钢材的要求：,具有高的强度、良好的塑形、韧性和可焊性,。,问题：桥梁建筑用钢材，钢筋混凝土用钢筋，就其用途分类来说，属于（）；就其质量分类来说，属于（）；按其含碳量的分类来说，属于（）。,结构钢；普通钢；低碳钢,所以桥梁结构用钢和混凝土用钢筋是属于碳素结构钢或低合金结构钢。,第,6,页,/,共,123,页,五、桥梁用钢按其形状分,型材 主要包括型钢和钢板，常用于钢桥建筑；,棒材（或线材）主要包括钢筋、预应力钢筋、高强钢丝和钢绞线等，是钢筋混凝土桥梁建筑中使用的主材之一；,异型材（特种形状）为特殊用途而制作的，如预应力混凝土桥梁的锚具、夹具和大变形装置中使用的异型钢梁等。,第,7,页,/,共,123,页,钢材的主要力学性能,强度,塑性,冷弯性能,硬度,冲击韧度,耐疲劳性,良好的焊接性,第,8,页,/,共,123,页,强 度,1.,强度是钢材力学性能的主要指标，包括,屈服强度,和,抗拉强度,；,2.,屈服强度,(,屈服极限,),开始丧失对变形的抵抗能力 开始产生大量的塑性变形时所对应的应力,;,注意,:,中碳钢和高碳钢无明显的屈服点,-,以残余变形,0.2%,的应力为屈服强度（或测变形,1%,代）,3.,抗拉强度,-,能承受的最大拉应力，达极限时，完全丧失对变形的抵抗能力而断裂；,4.,屈强比,-,屈服强度与抗拉强度比值，表结构的,可靠性,和钢材的,有效利用率,。屈强比越小，可靠性越高，利用率低。,第,9,页,/,共,123,页,抗拉强度,1.,测定方法：,由,拉伸试验,测出。,2.,低碳钢在拉伸试验中在外力作用下的变形一般可分为四个阶段：,弹性阶段、,屈服阶段、,强化阶段 、,颈缩阶段,。,3.,低碳结构钢的应力,-,应变图,第,10,页,/,共,123,页,第,11,页,/,共,123,页,塑 性,钢材的塑性指标有两个：伸长率和断面收缩率。,（,1,）,伸长率,(Elongation),式中,n,伸长率（,%,）；,L,0,试样的原标距长度，单位为,mm,；,L,1,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/T 228-2002,执行。,第,12,页,/,共,123,页,（,2,）,断面收缩率,(Reduction),式中,断面收缩率（,%,）；,A,0,试件原横截面积,A,1,试件拉断处的横截面积,与,越大，说明钢材的塑性越好。,一般以,5%,，,10%,为宜。,第,13,页,/,共,123,页,冷弯性能,1.,定义：,指钢材在常温下,承受弯曲变形的能力,。,2.,测定方法：,将条形钢材试件以规定的弯心进行试验，弯曲至,90,或,180,，检查在弯曲处外面及侧面有无裂纹、裂缝、断裂等情况。,3.,结论：,弯曲角度愈大，弯心直径与试件厚度的比值愈小，,则表明冷弯性能愈好。,第,14,页,/,共,123,页,硬 度,1,、定义：,钢材抵抗硬物压入表面的能力称为钢材的硬度，亦即对局部塑性变形的抗力。,指抵抗塑性变形的能力,2,、测定钢材硬度的方法：,布氏硬度,(HB),、,洛氏硬度,(HR),和,维氏硬度,(HV),三种。,3,、布氏法的测定原理,利用直径为,D,的淬火钢球，以,P,的荷载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载。计算压痕单位面积所承受的荷载值即为布氏硬度。,HB=P/A,式中,HB,布氏硬度；,P,所受荷载,A,压痕表面积,第,15,页,/,共,123,页,冲击韧度,1,、定义：,钢材抵抗瞬间,冲击荷载,而不破坏的能力称为冲击韧度,衡量抵抗脆性破坏的指标,2,、测定方法：,按照我国国家标准试验方法的,摆冲法,、,横梁式,来测定。,3,、测定指标：,试件冲断时缺口处单位面积上所消耗的能量为冲击韧性指标。,4,、计算方法：,式中,a,k,钢材的冲击韧性；,摆锥质量,重力加速度,摆锥冲击前后的高度,A,0,试件槽口处原截面积,第,16,页,/,共,123,页,耐疲劳性,1.,疲劳破坏,-,若在交变应力（随时间作周期性交替变更的应力）的反复作用下，往往在工作应力远小于抗拉强度时发生骤然断裂,2.,耐疲劳性,-,抵抗疲劳破坏的能力,第,17,页,/,共,123,页,良好的焊接性,1.,良好的焊接性,-,指钢材的连接部分焊接后力性能不低于焊件本身,以防止产生硬化脆性和内应力过大等现象,第,18,页,/,共,123,页,桥梁建筑用主要钢材,1.,碳素结构钢,2.,优质碳素结构钢,3.,低合金结构钢,4.,桥梁用结构钢,第,19,页,/,共,123,页,一、碳素结构钢,1,可加工成各种型钢、钢筋和钢丝，适用于一般结构和工程,2,构件可进行焊接、铆接和栓接。,3,碳素结构钢都由氧气转炉、平炉和电炉冶炼，一般以热轧（包括控轧）状态交货。,第,20,页,/,共,123,页,（一）牌号和符号,1,牌号表示方法,钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。,例如：,Q235-A,F,2,符号含义,Q,钢材屈服点,“,屈,”,字汉语拼音首位字母；,A,、,B,、,C,、,D,分别为质量等级；,F,沸腾钢,“,沸,”,字汉语拼音首位字母；,b,半镇静钢,“,半,”,字汉语拼音首位字母；,Z,镇静钢,“,镇,”,字汉语拼音首位字母；,TZ,特殊镇钢,“,特镇,”,两字汉语拼音首位字母。,注：,在牌号组成表示方法中，,“,Z,”,与,“,TZ,”,符号予以省略。,第,21,页,/,共,123,页,碳素结构钢的牌号,A:,碳素结构钢按屈服点分为五个牌号,Q195,、,Q215,、,Q235,、,Q255,、,Q275,。,B:,其牌号组成,由首位字母,+,屈服点数值,+,质量等级符号,（,A,、,B,、,C,、,D,）,+,脱氧方法符号,（,F-,沸腾钢；,b-,半沸腾钢；,Z-,镇静钢；,TZ-,特殊镇静钢,;,牌号中,“,Z,”,和,“,TZ,”,符号可以省略。,）,等四部分按顺序组成。,如,Q235-AF,；表示屈服点为,235MPa,的,A,级沸腾钢。,（一）牌号和符号,第,22,页,/,共,123,页,3,碳素结构钢的性能,A,塑性好,B,化学性能稳定,C,对轧制、加热及骤冷的敏感性较小,但与低合金钢相比强度较低。,4,碳素结构钢的应用,由于五个牌号的性能不同，其用途也不同：,Q195,、,Q215,号钢,塑性高，易于冷弯和焊接，但强度较低，故多用于受荷载较小及焊接的构件,；,第,23,页,/,共,123,页,Q235,号钢,具有较高的强度和良好的塑性、韧性，易于焊接，且经焊接及气割后力学性能仍稳定，有利于冷热加工，故广泛地用于桥梁构件及钢筋混凝土结构中的钢筋等，是目前应用最广泛的钢种；,Q255,、,Q275,号钢,屈服强度较高，但塑性、韧性和可焊性较差，可用于钢筋混凝土结构中配筋及钢结构的构件和螺栓。,第,24,页,/,共,123,页,（二）技术要求,1,牌号和化学成分,在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号,A,级钢的碳、硅锰含量和各牌号其他等级钢的碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量（熔炼分析）应在质量证明书中注明。,其化学成分见表,8-1,。,第,25,页,/,共,123,页,表,8-1,碳素结构钢的化学成分,（,GB/T700-1988,）,第,26,页,/,共,123,页,2,力学性能,钢材的拉伸和冲击试验应符合表,3,-,16,弯曲试验应符合表,3-17,规定,各牌号,A,级钢的冷弯试验，在需方有要求时方进行。,当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作为交货条件。,同一种钢，平炉钢和氧气转炉钢质量优于空气转炉钢,特殊镇静钢优于镇静钢，镇静钢优于半镇静钢，更优于沸腾钢；,钢号增加，强度和硬度增加，塑性、韧性和可加工性能逐步降低；,同一钢号内质量等级越高，钢的质量越好，如,Q235C,，,D,级优于,A,，,B,级，可作为重要焊接结构使用。,第,27,页,/,共,123,页,第,28,页,/,共,123,页,第,29,页,/,共,123,页,（三）取样方法,1,、钢材应成批验收，每批由同一牌号、同一炉罐号、同一等级、同一品种、同一尺寸、同一交货状态组成。每批重量不得大于,60t,。,2,、每批钢材的取样数量和取样方法见下表,第,30,页,/,共,123,页,二、低合金高强度结构钢,1,定义：,低合金高强度结构钢是在普通碳素结构钢的基础上加入总量小于,5,的合金元素而形成的钢种。,2,组成元素：,在碳素结构钢的基础上，适量加入某些合金元素，,常用的合金元素有硅、锰、钒、铬、镍和铜等,3,特点：,强度高、塑性和低温冲击韧性好、耐锈蚀等特点（,加入合金元素的目的是提高钢材强度和改善性能。大多数合金元素不仅可以提高钢材强度和硬度，还能改善塑性和韧性）。,第,31,页,/,共,123,页,二、低合金高强度结构钢,4,技术应用：,广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。,5,牌号表示方法：,钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母（,Q,）、屈服点数值、质量等级符合（,A,、,B,、,C,、,D,、,E,）三个部分按顺序排列。如,Q390A,6,力学性能见下页,第,32,页,/,共,123,页,表,8-3,低合金高强度结构钢的机械性能（,GB1591-1994,）,第,33,页,/,共,123,页,每批重量不得大于60t,距离不小于原始标距的三分之一时按上,至少应有2个试件断于焊缝之外，并应呈延性断裂。,(3)试验记录有误或设备发生故障;,半镇静钢：脱氧程度及钢的质量介于上述两者之间。,力学试验不合格,另取双倍重做,若仍有一不合格,则不合格,当碳的含量超过0.,第122页/共123页,钢筋焊接接头弯曲试验的评定规则,式中 HB布氏硬度；,二、低合金高强度结构钢,7,取样：,钢材应成批验收，每批由同一牌号、同一炉罐号、同一质量等级、同一品种、同一尺寸、同一热处理制度,(,指按热处理状态供应,),的钢材组成。,A,级钢或,B,级钢允许同一牌号、同一质量等级、同一冶炼和浇注方法、不同炉罐号组成的混合批。但每批不得多于,6,个炉罐号，,但各炉罐号含碳量之差不大于，含锰量之差不大于,每批重量不得大于,60t,第,34,页,/,共,123,页,二、低合金高强度结构钢,钢板、钢带及型钢厚度,12mm,或直径,16mm,的钢棒做冲击试验时，应采用,10mm,10mm,55mm,试样；厚度为,6mm,12mm,的钢板、钢带及型钢或直径为,12mm,16mm,的钢棒做冲击试验时，应采用,5mm,10mm,55mm,小尺寸试样。冲击试样可保留一个轧制面。冲击试,样的纵向轴线应平行于轧制方向。,第,35,页,/,共,123,页,二、低合金高强度结构钢,8,每批钢材的检验项目、取样数量、取样部位和试验方法应符合表,3-19,规定。,第,36,页,/,共,123,页,注意:中碳钢和高碳钢无明显的屈服点-以残余变形0.,（1）伸长率(Elongation),HRB335、HRB400、HRB500三个牌号，见表8-7。,屈服强度和抗拉强度200 N/mm2时，按1N/mm2修约间隔进行修约；,冷弯试验后，弯曲外测表面无裂纹、断裂或起层，即判为合格。,要求试验期间试样的环境温度始终保持在202内,试验时按线材尺寸选择弯半径、弯曲圆弧项部至拨杆底面的距离以及拨杆孔径。,特殊镇静钢优于镇静钢，镇静钢优于半镇静钢，更优于沸腾钢；,当有3个试件均发生破裂，则一次判定该批接头为不合格品；,分类：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五个牌号，其中CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其它牌号为预应力混凝土用钢筋。,根据力延伸曲线图测定非比例延伸力。,刻痕钢绞线：由刻痕钢丝捻制面的钢绞线,消除应力的刻痕钢丝的力学性能应符合表6规定。,试样制备后不得进行任何热处理和冷加工。,(1)试件断在标距外(伸长率无效);,预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线的力学性能检测,半镇静钢：脱氧程度及钢的质量介于上述两者之间。,三、优质碳素结构钢,1,优质碳素结构钢对有害杂质含量控制严格、质量稳定，性能优于普通碳素结构钢。,2,特点：,S,、,P,的含量少，纯洁度、均匀性及表面质量都比较好。,3,冶炼方法,钢以平炉、氧气碱性转炉、电弧炉冶炼，亦可采用标准要求的其它方法冶炼。共有,31,个钢号，除,3,个钢号是沸腾钢外，其余是镇静钢。,4,组批规则,钢材应按批检查和验收，每批由同一炉罐号、同一加工方法、同一尺寸、同一交货装态（或同一热处理炉次）的钢材组成。,第,37,页,/,共,123,页,三、优质碳素结构钢,5,钢材的取样及试验方法应符合下表,第,38,页,/,共,123,页,四、桥梁用结构钢,1,桥梁钢的牌号：,由代表,屈服点,的汉语拼音字母,“,Q,”,+,屈服点数值,+,桥梁钢,的汉语拼音字母,q,+,质量等级（,a,、,b,、,c,、,d,）,符号,4,个部分组成。,2,描述,Q345qc,的含义：,表示屈服点为,345 MPa,，质量等级为,C,级桥梁用结构钢。,3,桥梁用结构钢中掺入微量元素的目的与要求：,目的：为了改善钢材性能，可以加入钒、铌、钛、氨等。,要求：其含量应符合表,8-4,的规定，并应在质量说明书中注明。钢的牌号与化学成分、力学性能与工艺性能应符合表,8-5,和表,8-6,的规定。,第,39,页,/,共,123,页,表,8-4,桥梁结构钢中微量元素含量限定值,(GB/T 714-2000),第,40,页,/,共,123,页,表,8-5,桥梁结构钢的牌号与化学成分要求,(GB/T 714-2,000),第,41,页,/,共,123,页,表,8-6,桥梁结构钢的力学性能与工艺性能要求,第,42,页,/,共,123,页,表,8-6,桥梁结构钢的力学性能与工艺性能要求,第,43,页,/,共,123,页,钢筋检测,钢筋的力学性能和表面质量要求,钢筋的力学性能检测,第,44,页,/,共,123,页,钢筋的力学性能和表面质量要求,1.,钢筋混凝土中的钢筋和预应力混凝土中的非预应力钢筋有光圆钢筋、,热轧带肋钢筋,、低碳钢热轧圆盘条和,冷轧带肋钢筋,。,第,45,页,/,共,123,页,2.,钢筋混凝土结构用钢筋分类,按生产工艺可分为,热轧、冷拉、热处理,钢筋等。,（,1,）热轧钢筋分类,光圆,的和,带肋,的两种。,热轧光圆钢筋由碳素结构钢轧制，其,牌号为,HPB235,，,H-,热轧（,Hot rolled,）、,P-,光圆,(Plain),、,B-,钢筋,(Bars),热轧带肋钢筋由低合金钢轧制，牌号,由,HRB,和,钢筋的屈服点最小值构成,，,H-,热轧（,Hot rolled,）、,R,带肋（,Ribbed,）、,B-,钢筋,(Bars),热轧带肋钢筋分类：,HRB335,、,HRB400,、,HRB500,三个牌号，见表,8-7,。,第,46,页,/,共,123,页,钢筋的力学性能,第,47,页,/,共,123,页,表,8-7,热轧钢筋的力学性能和工艺性能,(GB1499-,98,),第,48,页,/,共,123,页,第,49,页,/,共,123,页,（,2,）冷轧带肋钢筋,定义,：冷轧带肋钢筋是将热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或两面横肋的钢筋。,牌号,：由,CRB,和钢筋的抗拉强度构成。,C,、,R,、,B,分别为冷轧（,Cold rolled,）、带肋（,Ribbed,）、钢筋（,Bars,）三个词的英文首位字母。,分类,：,CRB550,、,CRB650,、,CRB800,、,CRB970,、,CRB1170,五个牌号，其中,CRB550,为普通钢筋混凝土用钢筋，其它牌号为预应力混凝土用钢筋。,特点,：强度高、塑性好，综合力学性能优良；具有较强的握裹力；节约钢材，成本低。,其中,CRB550,级钢筋作为钢筋混凝土结构构件的受力主筋、架力筋和构造钢筋，其余钢筋多用作中、小型预应力混凝土结构构件的受力主筋。,第,50,页,/,共,123,页,第,51,页,/,共,123,页,3.,力学性能常规检测项目：,强度,、,伸长率,、,弯曲,4.,表面质量要求：不得有裂纹、折叠、结疤、,油污,及其他影响使用的缺陷，可,有浮锈,，但不得有锈皮及麻坑、,严重锈蚀,第,52,页,/,共,123,页,钢筋的力学性能检测,组批规则,取样数量,拉伸试验,冷弯性能试验,反复弯曲试验,复验与判定规则,第,53,页,/,共,123,页,组批规则,按批进行检查和验收,每批应由,同一牌号,、同一,外形,、同一,规格,、同一,生产工艺,和同一,交货状态,的钢筋组成，每批不大于,60t,。,第,54,页,/,共,123,页,取样数量,取样数量表,第,55,页,/,共,123,页,注意,（,1,）规定取两个试件的,(,低碳钢热轧圆盘条冷弯试件除外,),均应从任意两根,(,两盘,),中分别切取,每根钢筋上切取一个拉伸试件、一个冷弯试件；,（,2,）低碳钢热轧圆盘条，冷弯试件应取自同盘的两端；,（,3,）试件切取时，,应在钢筋或盘条的任意一端截去,500 mm,后切取；,（,4,）一般试件截取长度为：,拉伸试件：,L10d+200mm,；,弯曲试件：,L,5d+150mm,；（,d,为钢材直径）,第,56,页,/,共,123,页,拉伸试验,1,试验步骤,在试件上画标距，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,）,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,；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,。,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。,第,57,页,/,共,123,页,第,58,页,/,共,123,页,第,59,页,/,共,123,页,2.,低碳钢的应力,应变关系曲线的阶段及每个阶段特征,弹性阶段,：应力与应变按比例增加，呈线性关系。,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。,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。,缩颈阶段,：应变急剧增加，产生缩颈现象，直到断裂,。,第,60,页,/,共,123,页,3.,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,F,S,第,61,页,/,共,123,页,4.,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,A,0,得到上屈服强度和下屈服强度。仲裁试验采用图解方法。,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,A,0,得到上屈服强度和下屈服强度。,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，可以不给制拉伸曲线图。,第,62,页,/,共,123,页,5.,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,第,63,页,/,共,123,页,6.,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,F,b,抗拉强度为,第,64,页,/,共,123,页,7.,试件原始横截面积测定？,(,有效四位数,),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，取用算术平均值，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%,。,第,65,页,/,共,123,页,8.,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。,应使用分辨率优于的量具或测量装置测定断后标距（,L,），准确到。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。为使划线清晰可见，试验前涂上一层染料,当试样断裂位置不符合规定条件时采用位移法,第,66,页,/,共,123,页,注意,:,工程中钢材塑性指标通常用,伸长率,和,断面收缩率,表示，钢筋一般,只进行伸长率单项抽验,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,不管断裂位置处于何处,测量均为有效。,第,67,页,/,共,123,页,9.,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（,L,0,）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,=,（,XY+2YX-L,0,）,/L0 100%,计算断后伸长率；,第,68,页,/,共,123,页,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,）和（,N-n+1,）,/2,个分格的,Z,和,Z,标记之间的距离。按式,=,（,XY+YZ+Y Z-L,0,）,/L,0,100%,计算断后伸长率。,第,69,页,/,共,123,页,10.,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。,第,70,页,/,共,123,页,11.,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,屈服强度和抗拉强度,200 N/mm,2,时，按,1N/mm,2,修约间隔进行修约；屈服强度和抗拉强度在,200 N/mm,2,1000 N/mm,2,时，按,5N/mm,2,修约间隔进行修约；屈服强度和抗拉强度,1000 N/mm,2,时，按,10N/mm,2,修约间隔进行修约。,第,71,页,/,共,123,页,12.,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：,材料的不均匀度，它存在于同一炉材料的一个工艺批之内；,试样的几何形状、制备方法和公差；,夹持方法和施力的轴向性；,拉伸试验机和辅助测量系统（刚度、驱动、控制、操作方法）；,试样尺寸的测量、标距的标记、引伸计标距、力和伸长的测量；,试验的各阶段中的试验温度和加载速率；,人为的或与拉伸性能测定相联系的软件误差,第,72,页,/,共,123,页,13.,拉伸试验操作中应注意两方面的问题及应遵循的事项,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：,试样的编号应清楚明确,并用钢号打印记；,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；,按要求打好标距,要轻划以防造成新的人为表面缺口；,夹持试样时应仔细地对心,以防产生附加应力。,试验用仪器方面：,根据试件大小以及预期的抗拉强度,调好试验机吨位；,开机前调整指针零；,用引伸仪画出载荷,-,伸长曲线；,试验时间要停机降温,第,73,页,/,共,123,页,冷弯性能试验,1.,冷弯是评定钢材塑性和工艺性能的重要依据。,第,74,页,/,共,123,页,2.,冷弯试验步骤及注意事项,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。,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。,支辊应具有足够的强度。,试验时先确定弯头直径，再确定弯头角度。,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。,冷弯试验后，弯曲外测表面无裂纹、断裂或起层，即判为合格。,第,75,页,/,共,123,页,3.,钢筋冷弯试验报告内容,本国家标准编号；,试样标识（材料牌号、符号、取样方法）；,试样的形状和尺寸；,试验条件（弯曲压头直径或弯心直径、弯曲角度）；,试验结果,第,76,页,/,共,123,页,三、反复弯曲试验,1.,目的,:,用以检验金属材料的反复弯曲,塑性变形性能,，并显示其缺陷。,2.,原理,:,反复弯曲试验是将试样一端夹紧，然后绕着规定半径的圆柱形表面使试样弯曲,90,，再向相反方向弯曲，如次反复弯曲。,第,77,页,/,共,123,页,3.,反复弯曲试验步骤及注意事项,反复弯曲试验在反复弯曲试验机上进行。,试验时按线材尺寸选择弯半径、弯曲圆弧项部至拨杆底面的距离以及拨杆孔径。,使弯曲臂处于垂直位置，将圆柱形试样的较大尺寸平行或近似平行于夹持面，插入并夹紧其下端，使试样垂直于两弯曲圆柱轴线所在的平面。为确保试样与弯曲圆弧在试验时能良好接触，可施加某种形式的拉紧力，这种拉紧力不得超过公称抗拉强度相应拉力负荷的,2%,。,弯曲试验是将试样从起始位置向右（左）弯曲,90,后返回超始位置，作为第一次弯曲，再由起始位置向左（右）弯曲,90,，试样再返回起始位置作为第二次弯曲，依此连续反复弯曲，试样折断时的最后一次弯曲不计。,弯曲试验应连续进行到有关标准中所规定的弯曲次数或试样折断为止。,弯曲次数达到或超过有关标准中所规定的弯曲次数判为合格,第,78,页,/,共,123,页,4.,反复弯曲试验报告包括内容,:,本国家标准编号,;,试样标识,(,材料牌号、炉号，取样方向等,),；,试样尺寸；,试验条件（圆柱支座半径，距离，施加的拉紧力）,终止试验的判别,试验结果,第,79,页,/,共,123,页,复验与判定规则,1.,屈服强度、抗拉强度和伸长率评定,(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,。,注意试验结果无效,(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,第,80,页,/,共,123,页,2.,冷弯试验评定,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。,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,;,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,第,81,页,/,共,123,页,注意,:,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产生的缺陷时称完好。,微裂纹：试样弯曲处的外表面金属基体上出现的细小裂纹，其长度不大于,2mm,，宽度不大于,时。,裂纹：钢材弯曲表面上出现的开裂，其长度大于,2mm,，而小于等于,5mm,，宽度大于，而小于时,。,裂缝：试样弯曲处的外表面金属基体上出现明显开裂，其长度大于,5,mm,，宽度大于,0.,5,mm,时。,裂断：试样弯曲处表面出现沿宽度方向贯穿的开裂，其深度超过试样厚度的三分之一时。,在微裂纹、裂纹、裂缝中规定的长度和宽度，只要有一项达到某规定范围，即应按该级评定。,第,82,页,/,共,123,页,预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线检测,预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线的力学性能和表面质量要求,预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线,的力学性能检测,第,83,页,/,共,123,页,预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线的力学性能和表面质量要求,1.,预应力混凝土用钢筋有热处理钢筋、冷拉钢筋和精轧螺纹钢筋,2.,预应力混凝土用的钢丝有冷拔低碳钢丝、冷拉或消除应力的光圆钢丝、螺旋肋钢丝和刻痕钢丝。,3.,消除应力钢丝包括低松弛钢丝和普通松弛钢丝，桥涵用低松弛钢丝。,第,84,页,/,共,123,页,(1),热处理钢筋,由热轧螺纹钢筋经淬火和回火的调质处理而成,处理后抗拉强度提高。,强度高,可代替高强钢丝使用；锚固性好，预应力值稳定。,力学性能及尺寸及允许偏差见,P42,表面质量要求：不得有肉眼可见的裂纹、结疤、折叠；允许有凸块，但不得有超横肋高度的凸块，可有不影响使用的缺陷，但不得有油污。,第,85,页,/,共,123,页,（,2,）冷拉钢筋,目的,：,为了提高钢筋的强度和节约钢材,加工方法,：,通常采用冷拉或冷拔等加工工艺。,在常温下，受外力拉伸超过屈服点，以提高钢筋的屈服强度、强度极限和疲劳极限的一种加工工艺。,特点：,（,1,）经冷拉后会降低钢筋延伸率、断面收缩率、冷弯性能和冲击韧度。,（,2,）经冷拉后的钢筋，其强度继续随时间的延长而提高，即为时效。为了加速时效的效果，多采用蒸汽或电热等人工加热的方法来处理冷拉后的预应力钢筋。,冷拉钢筋力学性能应符合表,8-8,的规定。,表面质量要求,：冷拉后，表面不应发生裂纹。冷弯后无裂纹、鳞落或断裂现象。,第,86,页,/,共,123,页,表,8-8,冷拉钢筋力学性能,第,87,页,/,共,123,页,（,3,）精轧螺纹钢筋,用热轧方法直接生产的一种无纵肋的钢筋，钢筋的连接是在端部用螺纹套筒进行连接接长。,力学性能见,P43,。,表面质量要求：钢筋表面不得有横向裂纹、结疤和机械损伤，允许有不影响力学性能和连接的缺陷。,第,88,页,/,共,123,页,（,4,）冷拔钢丝,是把直径,6,8mm,的普通碳素钢筋条用强力拉过它本身直径还小的硬质合金拉丝模，受到纵向拉力和横向压力，截面变小，长度拉长，经几次拉丝，强度提高。,力学性能见,P44,表面质量要求,第,89,页,/,共,123,页,（,5,）高强钢丝,（,GB/T5223-2002,预应力混凝土用钢丝）,1,）预应力混凝土用钢丝是采用优质碳素钢盘条经冷拉等工艺而制成的高强度钢丝。,2,）分类及代号,按加工状态分冷拉和消除应力钢丝两类。消除应力钢丝按松驰性能分低松弛级钢丝和普通松驰级钢丝，代号为,冷拉钢丝,WCD,低松弛钢丝,WLR,普通松驰钢丝,WNR,钢丝按外形分为光圆、螺旋肋、刻痕三种，代号为,光圆钢丝,P,螺旋肋钢丝,H,刻痕钢丝,I,第,90,页,/,共,123,页,3,）各类钢丝定义,冷拉钢丝是用盘条通过拔丝模或轧辊经冷加工而成，以盘条供货的钢丝。,消除应力钢丝是按一次连续处理方法生产的钢丝,A,、钢丝在塑性变形下（轴应变）进行的短时热处理，得低松弛钢丝（,级松驰,）,B,、钢丝通过矫直工序后在适当温度下进行的短时热处理，得普通松弛钢丝（,级松弛,）,螺旋肋钢丝表面沿着长度方向上具有规则间隔的肋条。,刻痕钢丝：表面沿着长度方向上具有规则间隔的压痕。,第,91,页,/,共,123,页,4,）标记,包含内容：预应力钢丝；公称直径；抗拉强度等级；加工状态代号；外形代号；标准号。,示例,1,：直径为，抗拉强度为,1670Mpa,冷拉光圆钢丝，标记为,示例,2,：直径为，抗拉强度为,1570Mpa,低松驰螺旋肋钢丝，标记为,第,92,页,/,共,123,页,5,）力学性能,冷拉钢丝的力学性能符合表,4,的规定。规定非比例伸长应力值不小于公称抗拉强度的,75%,。,第,93,页,/,共,123,页,消除应力的光圆及螺旋肋钢丝的力学性能应符合表,5,的规定。规定非比例伸长应力值对低松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的,88,，对普通松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的,85%,第,94,页,/,共,123,页,消除应力的刻痕钢丝的力学性能应符合表,6,规定。规定非比例伸长应力值对低松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的,88,，对普通松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的,85,。,第,95,页,/,共,123,页,（,6,）钢绞线（,GB/T5224-2003,）,1,）定义：用优质碳素结构钢经冷加工、再经回火和绞捻等加工而成,标准型钢绞线：由冷拉光圆钢丝捻制成的钢绞线,刻痕钢绞线：由刻痕钢丝捻制面的钢绞线,模拔型钢绞线：捻制后再经冷拔成的钢绞线。,2,）特点：塑性好，强度高，与混凝土粘结好，无接头，易于锚固，在结构中布置方便，专供预应力混凝土结构使用，主要用于大跨度、大负荷的混凝土结构。,第,96,页,/,共,123,页,3,）分