近年來，國內(nèi)已全面普及使用400MPa(屈服強度)級鋼筋，并推廣使用500MPa級及以上高強度鋼筋。HRB400E鋼筋是具有抗震作用的400MPa級鋼筋，比普通鋼筋的延展性更好，具有足夠的塑性變形能力，在地震時滿足抗震需求。在測試HRB400E盤卷螺紋鋼的屈服強度時，普遍存在屈服平臺不明顯或無屈服平臺的情況，因此來自陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司的許家寶分析了力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗測試盤卷螺紋鋼屈服強度結(jié)果的差異性，為準(zhǔn)確測量其屈服強度提供了必要的數(shù)據(jù)支撐。
1 試驗材料
試驗材料為6mm(直徑)的HRB400E盤卷螺紋鋼，用兩種方法取樣并進(jìn)行屈服強度測試，測試均采用同一臺設(shè)備，且均在橫梁位移速率控制的條件下進(jìn)行。
1.1 測試方法一
在鋼筋同一批次同一圈位置，取長度為1m的試樣，并從中間截取2根標(biāo)準(zhǔn)試樣為一組，10組試樣屈服強度的測試結(jié)果如表1所示。
1.2 測試方法二
在鋼筋同一批次鄰圈位置，取長度為標(biāo)準(zhǔn)長度的試樣左右各一根為1組，10組試樣屈服強度的測試結(jié)果如表2所示。
從表1，2可以看出：方法一測試同組試樣屈服強度的最大差值為11MPa，最小差值為1MPa，平均差值為5MPa，且10組結(jié)果差值較為接近；方法二測試同組試樣屈服強度的最大差值為48MPa，最小差值為11MPa，平均差值為26MPa，10組結(jié)果差值差異較大。因此，采用方法一取樣進(jìn)行力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗。
2 試驗結(jié)果
分別采用力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗對試樣進(jìn)行屈服強度測試，其中引伸計上下刀口中點接觸試樣的縱肋位置,結(jié)果如圖1所示。
從圖1可以看出：力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗的數(shù)據(jù)趨勢均較平穩(wěn)，但力-位移法拉伸試驗測試結(jié)果整體偏大，兩種試驗方法測試結(jié)果的最大差值為47MPa，最小差值為3MPa，平均差值為31MPa。
分別采用力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗對試樣進(jìn)行屈服強度測試，其中引伸計上下刀口中點接觸試樣的橫肋間位置，結(jié)果如圖2所示。
從圖2可以看出：力-位移法拉伸試驗數(shù)據(jù)趨勢平穩(wěn)；配置引伸計拉伸試驗結(jié)果除最低值397MPa外，其他9組數(shù)據(jù)較為接近，但力-位移法拉伸試驗測試結(jié)果整體偏大，兩種試驗方法測試結(jié)果的最大差值為60MPa，最小差值為25MPa，平均差值為37MPa。
綜合上述結(jié)果可知：相比于引伸計上下刀口中點接觸試樣的橫肋間位置，引伸計刀口中點接觸試樣的縱肋位置所測得的結(jié)果更接近力-位移法拉伸試驗所測得的結(jié)果，平均值的絕對偏差更小；操作過程中更容易固定夾緊試樣。因此配置引伸計拉伸試驗中，采用刀口中點接觸試樣的縱肋位置方法進(jìn)行試驗，測試結(jié)果更為準(zhǔn)確。
3 綜合分析
對配置引伸計拉伸試驗測試結(jié)果出現(xiàn)較大偏差的試樣進(jìn)行金相檢驗和化學(xué)成分分析，結(jié)果均無明顯差異，所以造成屈服強度測試結(jié)果偏差大的原因主要還是試樣本身及試驗方法不同，與試樣的化學(xué)成分和內(nèi)部組織無關(guān)。
該盤卷螺紋鋼在拉伸試驗過程中屈服臺階不明顯，在力-位移法拉伸試驗過程中，試驗機處理程序在選取下屈服點時選擇了上下屈服平臺較明顯的區(qū)域，而不是選取試樣不計初始瞬時效應(yīng)時的最低應(yīng)力。雖然非比例應(yīng)力與屈服強度都是反映材料彈性階段與塑性階段的過渡狀態(tài)指標(biāo)，但兩者有著本質(zhì)不同，屈服是材料固有的性能，而非比例應(yīng)力是由人為規(guī)定條件計算得到的結(jié)果，在材料沒有明顯的屈服點時才需計算其非比例應(yīng)力，因此，使用引伸計拉伸比力-位移法拉伸試驗測得的屈服強度平均偏差高約30MPa。
4 結(jié)語
采用力-位移法拉伸試驗和配置引伸計拉伸試驗測試盤卷螺紋鋼的屈服強度，測試結(jié)果偏差大的主要原因是試樣本身及試驗方法不同。試驗的對比結(jié)果可為控制盤卷螺紋鋼的屈服強度提供必要的數(shù)據(jù)支撐。
