尺寸和速率对钢材拉伸性能影响的试验研究

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材料力学性能测试实验报告

材料力学性能测试实验报告

材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理拉伸实验原理拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端,用拉伸力将试样沿轴向拉伸,一般拉至断裂为止,通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。

对于均匀横截面样品的拉伸过程,如图1所示,图1金属试样拉伸示意图则样品中的应力为其中A为样品横截面的面积。

应变定义为其中△l是试样拉伸变形的长度。

典型的金属拉伸实验曲线见图2所示。

图3金属拉伸的四个阶段典型的金属拉伸曲线分为四个阶段,分别如图3(a)-(d)所示。

直线部分的斜率E就是杨氏模量、σs点是屈服点。

金属拉伸达到屈服点后,开始出现颈缩现象,接着产生强化后最终断裂。

弯曲实验原理可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力,一般直至断裂,通过实验结果测定材料弯曲力学性能。

为方便分析,样品的横截面一般为圆形或矩形。

三点弯曲的示意图如图4所示。

图4三点弯曲试验示意图据材料力学,弹性范围内三点弯曲情况下C点的总挠度和力F之间的关系是其中I为试样截面的惯性矩,E为杨氏模量。

弯曲弹性模量的测定将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上,施加横向力对样品进行弯曲,对于矩形截面的试样,具体符号及弯曲示意如图5所示。

对试样施加相当于σpb0.01。

(或σrb0.01)的10%以下的预弯应力F。

并记录此力和跨中点处的挠度,然后对试样连续施加弯曲力,直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50%。

记录弯曲力的增量DF和相应挠度的增量Df,则弯曲弹性模量为对于矩形横截面试样,横截面的惯性矩I为其中b、h分别是试样横截面的宽度和高度。

也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。

宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。

在曲线图上确定最佳弹性直线段,读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量,见图6所示。

然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。

二、试样要求1.拉伸实验对厚、薄板材,一般采用矩形试样,其宽度根据产品厚度(通常为0.10-25mm),采用10,12.5,15,20,25和30mm六种比例试样,尽可能采用lo =5.65(F)0.5的短比例试样。

钢材力学性能工艺性能试验实施细则

钢材力学性能工艺性能试验实施细则

钢材力学性能工艺性能试验实施细则一、检测依据:金属材料拉伸试验方法GB/T228-2002金属弯曲试验方法GB/T232-1999二、评定标准:热轧光圆钢筋GB13013-1991热轧带肋钢筋GB1499-1998低碳热轧圆盘条GB/T701-1997冷轧带肋钢筋GB13788-2000冷轧扭钢筋JC 3046-1998三、试验目的:用拉伸力将试样拉至断裂测定其力学性能。

四、适用范围:适用于金属材料室温拉伸性能的测定。

五、仪器设备:1、试验机能满足标准测定力学性能的要求。

(1)WA-100KN液压万能试验机测量范围0~100KNWA-1000KN液压万能试验机测量范围0~1000KN(2)试验机测力示值误差不大于±1﹪。

(5)试验机及其夹持装置应保证试样轴向受力。

(6)加卸荷平稳。

(7)试验机应备有调速指示装置,试验时能在标准规定的速度范围内灵活调节。

2、根据试样尺寸测量精度的要求选用相应精度的量具或仪器,(1)游标卡尺:0~100mm ,精确度0.02 mm(2)钢板尺:0~25 mm,精确度1 mm(3)打标机。

满标法标点间距1cm。

3、试验机及测量工具或仪器必须由计量部门定期检定。

六、钢筋力学性能、工艺性能试验的取样和数量(一)数量规定:1、按批进行检查和验收。

每批由同一厂家、同一炉罐号、同一牌号、同一规格、同一交货批、同一进场时间的钢筋组成。

2、热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳热轧圆盘条每60t为一批,不足60t仍按一批计。

每批取试样一组。

3、冷轧带肋钢筋每批不大于60t,每批取试样一组。

4、冷轧扭钢筋验收批由同一牌号、同一规格尺寸、同一台轧机、同一台班的钢筋组成,每批不大于10t,不足10 t按一批计。

每组力学性能、工艺性能试件数量:钢筋种类试件数量拉伸试验弯曲试验热轧带肋钢筋2个2个热轧光圆钢筋2个2个低碳热轧圆盘条1个2个冷轧带肋钢筋每盘1个每批2个冷轧扭钢筋每批2个每批1个(二) 取样规定:1、凡取2个试件的(低碳热轧圆盘条冷弯试件除外)均从任意两根(或两盘)中分别切取,即在每根钢筋上切取一个拉伸试件,一个弯曲试件。

钢筋拉伸试验及相关指标计算解析

钢筋拉伸试验及相关指标计算解析

6g坊Sichuan Building Materials 第47卷第1期2021年1月Vol.47,No.lJanuary,2021钢筋拉伸试验及相关指标计算解析曹学禹,刘阳(河南交通职业技术学院,河南郑州450000)摘要:钢筋拉伸试验在土木工程建设领域有着非常重要的地位,通过该试验可以测得钢筋的力学性能指标,进而评定钢筋的质量。

钢筋拉伸试验涉及的标准较多,且各个标准中条款互相制约,有些专业术语又较难理解,很多试验检测人员看得是云里雾里,针对这一现象,从钢筋的类别和牌号,到钢筋的取样数量、原始标距、取样长度、拉伸速率等问题,进行了详细的论述,并以公称直径为20mm的HRB400钢筋为例,讲解了钢筋力学性能指标的计算操作过程。

关键词:钢筋;拉伸试验;指标计算中图分类号:TU502文献标志码:A文章编号:1672-4011(2021)01-0018-03DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2021.01.0090前言在钢筋混凝土结构中,钢筋是应用最广泛的材料之一,检验钢筋的力学性能,拉伸试验是必做的试验项目。

目前钢筋拉伸试验检验标准是《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》(GB/T228.1-2010)。

通过该方法,可以测出钢筋的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、最大力总延伸率等参数。

钢筋拉伸试验从取样长度、原始标距、拉伸速率以及各个技术指标的计算,需要注意方方面面的问题非常多,规范中有很多专业术语,对于检测人员,尤其是初学者,理解起来有一定的难度,针对这些问题,本文通过实例逐一阐述。

1钢筋的类别和牌号从外观形状上,常见的钢筋有圆钢和螺纹钢(也就是通常所说的带肋钢筋);从生产工艺上分,有热轧生产和冷轧生产。

热轧钢筋是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋,由低碳钢和普通合金钢在高温状态下压制而成,主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的配筋,是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一。

建筑工程常用钢材的伸长率试验和弯曲试验的方法

建筑工程常用钢材的伸长率试验和弯曲试验的方法

建筑工程常用钢材的伸长率试验和弯曲试验的方法一、钢筋伸长率试验(一)试验依据(1)《钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备》(GB/T2975—1998)。

(2)《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/T228—2002)。

(3)《金属材料弯曲试验方法》(GB/T232—1999)。

(二)一般规定(1)同一截面尺寸和同一炉号组成的钢筋分批验收时,每批质量不大于60t。

(2)钢筋应有出厂证明书或试验报告单。

验收时应抽样做机械性能试验,包括拉伸试验和冷弯试验两个项目。

两个项目中如有一个项目不合格,该批钢筋即为不合格品。

(3)钢筋在使用中如有脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常时,应进行化学成分分析,或其他专项试验。

(4)取样方法和结果评定规定,自每批钢筋中任意抽取两根,于每根距端部50mm处各取一套试样(两根试件),在每套试样中取一根做拉伸试验,另一根做冷弯试验。

在拉伸试验的两根试件中,如其中一根试件的屈服强度、抗拉强度和伸长率三个指标中有一个达不到标准中规定的数值,应再抽取双倍(4根)钢筋,制取双倍(4根)试件重做试验,如仍有一根试件的一个指标达不到标准要求,则不论这个指标在第一次试验中是否达到指标要求,拉伸试验项目也不合格。

在冷弯试验中,如有一根试件不符合标准要求,应同样抽取双倍钢筋,制成双倍试件重做试验,如仍有一根试件不符合标准要求,冷弯试验项目即为不合格。

(5)试验一般在10〜35°C的室温范围内进行。

对温度要求严格的试验,试验温度应为(23±5)C。

(三)拉伸试验1.试验目的测定钢材的力学性能,评定钢材质量。

2.主要仪器设备(1)试验机。

应按照《拉力试验机的检验》(GB/T16825—1997)进行检验,并应为I级或优于I级准确度。

(2)引伸计。

其准确度应符合《单轴试验引伸计的标定》(GB/T12160—2002)的要求。

(3)试样尺寸的量具。

按截面尺寸不同,选用不同精度的量具。

金属的拉伸实验和压缩实验方法

金属的拉伸实验和压缩实验方法

金属的拉伸实验和压缩实验方法2008-9-4一)、金属的拉伸实验和压缩实验金属的拉伸实验和压缩实验大纲1.通过低碳钢的拉伸实验,测定低碳钢的比例极限σP ,屈服极限σS ,强度极限σb,延伸率δ,截面收缩率ψ和弹性模量E,并绘出低碳钢的应力—应变曲线,从而了解塑性材料的基本力学性能。

2.通过铸铁的拉伸实验,测定强度极限σb,绘制出铸铁拉伸时的拉伸曲线,理解铸铁拉伸时的破坏性质.3.通过铸铁和低碳钢的压缩实验,测定铸铁的强度极限σb,比较铸铁和低碳钢压缩时变形和破坏现象,进一步了解塑性材料和脆性材料的力学性能。

4. 通过金属的拉伸和压缩实验,使学生对材料(金属和非金属材料)的力学性能的测试方法有一个初步的认识。

5. 主要设备:材料试验机;主要耗材:低碳钢和铸铁拉伸试样,每次实验消耗各1根。

低碳钢和铸铁压缩试样,每次实验消耗各1根。

金属的拉伸实验指导书一、概述常温、静载下的轴向拉伸试验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。

通过拉伸试验,可以全面地测定材料的力学性能,如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。

这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。

二、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z2、测定铸铁的抗拉强度Rm3、观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图(F─曲线)4、分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征三、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺四、试样的制备试样的制备应按照相关的产品标准或GB/T2975的要求切取样坯和制备试样。

试验表明,所用试样的形状和尺寸,对其性能测试结果有一定影响。

为了使金属材料拉伸试验的结果具有可比性与符合性,国家已制定统一标准。

依据此标准,拉伸试样分为比例试样和非比例试样两种,试样的横截面形状有圆形和矩形。

这两种试样便于机加工,也便于尺寸的测量和夹具的设计。

力学性能测试中各因素的影响

力学性能测试中各因素的影响

力学性能测试中各因素的影响金属力学性能试验方法是检测和评定金属材料产品质量的重要手段之一。

其中拉伸试验则是应用最广泛的力学性能试验方法。

拉伸试验过程中的各项强度和塑性性能指标是反映金属材料力学性能的重要参数。

结合国家标准、工作中出现的问题及查阅相关资料,现对影响拉伸试验结果准确度的因素,如试样的形状、尺寸、表面加工精度、加载速度、夹持器具及周围环境等做一次总结。

1样品的制备1. 1样品制备对拉伸曲线和测试数据有影响样品制备是很关键,准确的制样是获得准确实验数据的前提,GB /T2975 – 1998和GB/T 228.1-2010对试样的取材、形状、尺寸、加工精度和方法等都作了统一的规定。

实际工作中,对于板材和管材的试样是平板和圆管弧板带肩试样,一是制样时一般采用铣削加工,在过渡圆处会停止进刀,如果最后一刀给尽量较大,在加工抗力的作用下,使平行段铣削时就有较多的让刀,到达过渡圆弧与平行段衔接处的截面积减小;二是过渡圆有应力集中的影响,拉伸中试样的标距外部分先进入屈服状态。

对于圆管弧板带肩试样在夹紧时,展平夹紧部分使得试样产生弯曲应力,其最大值集中在过渡圆处,拉伸时也会产生曲线异常的现象,会影响测试数据。

1. 2样品制备要求首先,根据要检验样品,按GB /T228.1 - 2010制备标准样品。

国家标准对试样的取材、形状、尺寸、加工精度、试验的手段和方法以及数据的处理等都作了统一的规定。

其次,对破坏性试验,如材料强度指标的测定,考虑到材料质地的不均匀性,为使实验结果能相互比较,获得准确可靠的数据,应制备多个试样,得出材料的性能指标,然后综合评定结果,对非破坏性试验,试样弹性模量、变形量等的测定,因为要借助于变形放大仪表,为减小测量系统引入的误差,一般也要采用多次重复,然后综合评定结果。

第三,样品制备时,应尽量使过渡圆衔接处面积相等,提高加工精度,修磨光滑,不要有加工刀痕,减小应力集中,以减少试验结果误差。

金属材料拉伸试验应该注意的几个问题

金属材料拉伸试验应该注意的几个问题

精心整理金属拉伸试验应该注意的几个问题引伸计如果需要做σ0.2,就需要引伸计。

一般结构钢机械性能试验不用引伸计。

引伸计一般用于屈服强度台阶不明显的材料。

不要引伸计的拉伸曲线,是把标距以外的变形等干扰都包含进曲线了。

试验的可靠性或称准确性值得商榷。

用引伸计才是最准确的。

引申计的量程小,一般用在屈服和屈服之前使用,如在屈服后继续使用,会损坏引申计,引申计用来测量弹性模量,如用一般的差动编码器测量,计算结果会和真实的弹性模量差一个数量级,由标距造成的,引伸计在测量中精的量为,应为6—60度。

”。

这里面有一个很关键的问题,就是应力速度与应变速度的切换点的问题。

最好是在弹性段结束的点进行应:力速度到应变速度的切换。

在切换的过程中要保证没有冲击、没有掉力。

这是拉力试验机的一个非常关键的技术。

其次是引伸计的装夹、跟踪与取下来的时机。

对于钢材的拉伸的试验,如果要求取最大力下的总伸长(Agt ),那么引伸计就必须跟踪到最大力以后再取下。

对于薄板等拉断后冲击不大的试样,引伸计可以直接跟踪到试样断裂;但是对于拉力较大的试样,最好的办法是试验机拉伸到最大力以后开始保持横梁位置不动,等取下引伸计以后在把试样拉断。

有的夹具在夹紧试样的时候会产生一个初始力,一定要把初始力消除以后再夹持引伸计,这样引伸计夹持的标距才是试样在自由状态下的原始标距。

能够这么做试验的试验机不多,请您在选购和使用的时候注意这几点。

任何的材料在受到外力作用时都会产生变形。

在受力的初始阶段,一般来说这种变形与受到的外力基本成线性的比例关系,这时若外力消失,材料的变形也将消失,恢复原状,这一阶段通常称为弹性阶段,物理学中的虎克定律,就是描述这一特性的基本定律。

但当外力增大到一定程度后,变形与受到的外力将不再成线性比例关系,这时当外力消失后,材料的变形将不能完全消失,外型尺寸将不能完全恢复到原状,这一阶段称为塑性变形阶段。

由于材料种类繁多,性能差异很大,弹性阶段与塑性阶段的过渡情况很复杂,通过和残余应力等指标作为材料弹性阶段与塑性阶段的转折点的指标来反应材料的过渡过程的性能,其中屈服点与非比例应力是最常用的指标。

13、钢拉伸试验要步骤和操作要点

13、钢拉伸试验要步骤和操作要点

13、钢拉伸试验要步骤和操作要点钢拉伸试验是一种常用的材料力学测试方法,通过对钢材进行拉伸加载来研究其力学性能。

本文将介绍钢拉伸试验的步骤和操作要点。

一、试验步骤1. 样品准备:根据试验要求,选择合适的钢材样品进行准备。

样品的形状和尺寸应符合相关标准或试验方法的要求。

通常采用圆柱形样品,直径和长度应满足试验标准的规定。

2. 安装样品:将样品装入拉伸试验机的夹具中,确保样品的中心线与试验机的加载轴线一致。

夹具的选择应考虑到样品的形状和尺寸,以及试验方法的要求。

3. 调节试验参数:根据试验要求和试样的材料特性,设置试验机的加载速度、试验温度等参数。

加载速度应根据试样的材料和试验目的进行选择,一般在标准范围内进行。

4. 开始试验:启动试验机,使其施加拉伸力于样品上。

试验机会记录并显示试验过程中的力和位移数据,以便后续分析和计算。

5. 数据记录:在试验过程中,及时记录试验机的力和位移数据,并根据试验要求进行标记和编号。

这些数据将用于后续的力学性能分析和计算。

6. 试验结束:当试验机施加的拉伸力达到要求或试样发生破断时,试验结束。

停止试验机的加载,记录最终的力和位移数据,并将试样取下。

二、操作要点1. 样品的准备应仔细进行,确保其尺寸和形状符合试验要求。

在切割样品时要避免产生划痕或缺口,以免影响试验结果。

2. 在安装样品时,要保证样品的中心线与试验机的加载轴线一致。

夹具的选择应合理,夹紧力要适中,以免导致样品滑动或变形。

3. 在调节试验参数时,要根据试样的材料特性和试验目的进行选择。

加载速度要控制在合理范围内,过快或过慢都可能导致试验结果不准确。

4. 在试验过程中,要及时记录试验机的力和位移数据。

力的记录应准确无误,位移的记录可以使用试验机的自动记录功能或手动记录方式。

5. 在试验结束后,要及时停止试验机的加载,并记录最终的力和位移数据。

试样的破断位置应予以标记,以备后续的断口形貌分析。

6. 在整个试验过程中,要注意安全操作,避免发生意外事故。

国家标准执行金属材料拉伸实验

国家标准执行金属材料拉伸实验

国家标准执行金属材料拉伸实验一、钢材试验标准:1、GB/T 228-87 金属材料室温,拉伸试验方法。

2、GB/T 228-2002金属材料室温,拉伸试验方法。

3、新旧标准性能名称对照4、新旧标准断后伸长率表示方法对照:结果数值修约间隔变化二、试样的横截面形状和尺寸:相关产品标准或协议根据产品的形状和尺寸,可按标准中附录A~D 所规定试样的形状和尺寸。

特殊产品可以规定其它不同的试样,试样横截面的形状一般可为圆形、矩形、弧形和环形,特殊情况可以为其它形状。

标准中的附录A~D 按照产品的形状规定了主要的试样类型。

三、试样原始标距( Lo):1、试样标距分为比例标距和非比例标距两种,因而有比例试样和非比例试样之分。

2、凡试样标距与试样原始横截面积有以下关系的,称为比例标距,试样称为比例试样下:式中k ———比例系数 5.65So ———原始横截面积3、非比例标距(也称定标距),与试样原始横截面积不存在式(1) 的关系。

4、如果采用比例试样,应采用比例系数5、k=5. 65 的值,因为此值为国际通用,除非采用此比例系数时不满足最小标距15mm 的要求。

6、在必须采用其他比例系数的情况下,7、k = 11. 3 的值为优先采用。

8、产品标准或协议可以规定采用非比例标距。

9、不同的标距对试样的断后伸长率的测定影响明显。

三、对试验机和引伸计的要求1、试验机应符合GB/ T16825 - 1997 规定的准确度级,并按照该标准要求检验。

2、测定各强度性能均应采用1 级或优于1 级准确度的试验机。

3、引伸计是测延伸用的仪器。

应把引伸计看成是一个测量系统(包括位移传感器、记录器和显示器) 。

4、引伸计应符合GB/ T12160 - 2002 规定的准确度级,并按照该标准要求定期进行检验。

四、原始横截面积的测量和计算值1、测量部位和方法(1) 对于圆形横截面的试样,在其标距的两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径,取其平均直径计算面积,取三处测得的最小值为试样的原始横截面积2、原始横截面积的计算值因为原始横截面积数值是中间数据,不是试验结果数据,所以,如果必须要计算出原始横截面积的值时,其值至少保留4 位有效数字。

热轧工艺参数对钢材拉伸性能的影响及优化

热轧工艺参数对钢材拉伸性能的影响及优化

热轧工艺参数对钢材拉伸性能的影响及优化热轧工艺参数是指在钢材热轧过程中对温度、变形量、变形速度等参数的控制。

这些参数的变化会直接影响钢材的拉伸性能,包括强度、塑性和韧性等指标。

合理的工艺参数可以优化钢材的拉伸性能,提高产品质量。

首先,温度是影响钢材拉伸性能的关键参数之一。

温度的高低会直接影响到钢材内部组织的形成和演变过程。

较高的温度可以使钢材的晶界迁移活跃,晶粒得到细化,结构更加致密,从而提高钢材的塑性。

另一方面,较高的温度还可以降低钢材的流动应力,减小变形抗力,从而降低工艺性能,提高钢材的延展性。

但是,温度过高会使钢材出现过烧、焦炭、氧化层等问题,降低产品质量。

因此,在实际生产中,需要根据不同钢牌和产品要求,合理控制热轧温度,以达到最佳的拉伸性能。

其次,变形量和变形速度也是影响钢材拉伸性能的重要参数。

较大的变形量和变形速度会使钢材的晶粒细化,结构均匀,从而提高钢材的塑性和强度。

特别是在垂直轧制过程中,变形量和变形速度的控制可以使晶粒得到更多的细化机会,进一步提高钢材的塑性和韧性。

此外,变形量和变形速度还会对钢坯的变形应力和温度分布产生影响。

较大的变形量和变形速度会增加变形应力,降低变形温度,从而改善钢材的延展性。

但是,较大的变形量和变形速度也会增加钢材的硬化程度,使钢材的强度提高,塑性和韧性下降。

因此,在实际生产中,需要结合钢材的牌号和产品要求,合理选择变形量和变形速度,以优化钢材的拉伸性能。

最后,辊系布置和辊缝控制也是影响钢材拉伸性能的关键因素。

辊系布置的合理性可以使钢材的内应力得到有效控制,减少晶粒的形变和杂质的浸润,从而提高钢材的塑性和韧性。

辊缝控制的准确性可以保证钢材在热轧过程中的均匀变形,避免不均匀应力和温度分布,从而提高钢材的延展性和强度。

综上所述,热轧工艺参数对钢材拉伸性能有着重要的影响。

合理的温度、变形量、变形速度、辊系布置和辊缝控制可以优化钢材的拉伸性能,提高产品质量。

在实际生产中,需要结合钢材的牌号和产品要求,科学设计和调整热轧工艺参数,以满足市场需求,提高钢材的竞争力。

钢材拉伸试验

钢材拉伸试验

钢材拉伸试验钢材拉伸试验是评估钢材性能的重要手段,通过对钢材进行拉伸试验,可以了解其拉伸强度、屈服点、延伸率等参数,从而为工程设计和施工提供重要的参考依据。

本篇文档将详细介绍钢材拉伸试验的各个方面。

一、试验目的通过拉伸试验,主要目的是确定钢材的拉伸强度、屈服点和延伸率等力学性能参数,以评估其在实际应用中的性能表现。

二、试样制备1.选取具有代表性的钢材样品,确保其表面平整、无缺陷。

2.根据标准要求,制备拉伸试样。

试样应符合相关标准规定的尺寸和形状。

3.对试样进行标记,以便在试验过程中跟踪和记录数据。

三、试验设备1.拉伸试验机:应具备足够的拉伸力和测量精度,能够满足试验要求。

2.测量工具:包括测量尺、游标卡尺等,用于测量试样的尺寸和变形量。

3.支撑装置:用于固定试样,确保试验过程中的稳定性。

四、试验步骤1.将试样固定在拉伸试验机的夹具中,确保试样与夹具紧密贴合,无松动现象。

2.调整试验机的拉伸速度,按照标准规定的速率进行拉伸。

3.记录试验过程中的力和变形数据,直至钢材断裂。

4.对试验数据进行分析,计算拉伸强度、屈服点和延伸率等参数。

五、试验结果分析1.根据试验数据,绘制力和变形曲线,确定钢材的弹性阶段、屈服点和强化阶段等特征点。

2.根据标准公式,计算钢材的拉伸强度、屈服点和延伸率等参数值。

3.将试验结果与标准值或预期值进行比较,评估钢材的性能表现。

六、试验结论根据试验结果分析,得出以下结论:1.钢材的拉伸强度符合标准要求,表明其具有较高的承载能力。

2.钢材的屈服点较为明显,说明其具有良好的塑性变形能力。

3.钢材的延伸率较高,表明其具有良好的延展性和韧性。

4.综合以上参数和性能表现,可以得出该钢材具有良好的力学性能和加工性能,适用于各种工程结构和机械零件的制造。

七、试验报告在完成钢材拉伸试验后,应撰写试验报告,对试验过程和结果进行详细记录和总结。

报告中应包括以下内容:1.试验目的和背景:说明试验的原因和目的,以及相关的工程应用背景。

热轧工艺参数对钢材拉伸性能的影响及优化

热轧工艺参数对钢材拉伸性能的影响及优化

热轧工艺参数对钢材拉伸性能的影响及优化热轧工艺参数是指在钢材热轧过程中调整的温度、变形量、变形速度、压下量等参数。

这些工艺参数的变化会直接影响到钢材的拉伸性能。

本文将从温度、变形量和变形速度三个方面探讨热轧工艺参数对钢材拉伸性能的影响,并提出优化方案。

首先,温度是热轧过程中最重要的工艺参数之一、提高热轧温度可以促进晶粒细化,减少组织孔隙和夹杂物的数量,从而提高钢材的拉伸性能。

此外,适当提高温度还可以降低钢材的流动阻力,增加其塑性变形能力。

然而,过高的温度会导致晶粒长大过快,丧失了细化效果,并且容易发生热开裂等问题。

因此,合理选择热轧温度是保证钢材拉伸性能的关键。

其次,变形量也会对钢材的拉伸性能产生影响。

适当的变形量可以消除钢材的残余应力,提高其强度和塑性。

较小的变形量可以提高钢材的拉伸强度和硬度,但会降低其延伸率。

相反,较大的变形量可以提高钢材的延伸率,但可能会降低其强度和硬度。

因此,在热轧过程中需要根据具体要求选择合适的变形量,平衡钢材拉伸性能的各项指标。

最后,变形速度也会对钢材的拉伸性能产生影响。

适当提高变形速度可以使钢材在变形过程中产生更多的位错和晶界滑移,从而改善其拉伸性能。

然而,过高的变形速度会导致钢材的塑性变形能力不足,出现厚度不均匀、拉伸韧性差等问题。

因此,在热轧过程中需要根据钢材的具体材质和要求选择合适的变形速度。

针对以上影响因素,在优化热轧工艺参数时,我们提出以下几点建议:1.根据钢材的成分和特性合理选择热轧温度,以控制晶粒尺寸和组织结构;2.在变形量方面,结合钢材的具体要求和使用环境,选择理想的变形量范围,平衡钢材的强度和延展性;3.在变形速度方面,根据钢材的塑性变形能力,选择合适的变形速度,以提高钢材的拉伸性能;4.合理控制热轧工艺参数的变化范围,避免过大的波动对钢材性能造成不稳定影响;5.加强对热轧工艺参数的监控和控制,及时调整和优化工艺参数,以提高钢材的拉伸性能。

综上所述,热轧工艺参数对钢材拉伸性能有着重要的影响。

钢筋拉伸实验报告

钢筋拉伸实验报告

篇一:钢筋拉伸试验报告钢筋拉伸试实验报告试验人:郭航吴宏康试验时间:2015年4月20日验【实验时间和地点】2015年4月20日,武汉理工大学土木工程结构实验室。

【实验目的】了解钢筋在纯拉应力条件下直至破坏的整个过程;了解拉伸过程的四个阶段,即弹性阶段,屈服阶段,强化阶段和颈缩阶段;掌握钢筋拉伸试验的荷载-位移曲线,从图中得出上、下屈服强度;计算钢筋的断后伸长率、断后收缩率。

【实验依据】gbt 228.1-2010 金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法【实验材料】hrb400(三级)钢筋四根,参数如下:【实验设备和器材】切割机,游标卡尺(50分度),锉刀,卷尺,拉伸试验机。

【实验过程】一.材料准备 1.切割钢筋长度按照l≥10*d+250mm取用,钢筋长度均满足这个条件,但是试验机高度有限,故将钢筋统一切割为500mm长。

2.标记在钢筋中部适当位置取10*d的长度,作为拉伸区段,要求区段距离钢筋头和尾部长度均大于125mm。

将区段等分为十份,在每一个等分点处用锉刀标记出来。

3.测量拉伸前直径首先测量试样标距两端和中间这三个截面处的尺寸,对于圆试样,在每一横截面内沿互相垂直的两个直径方向各测量一次,取其平均值。

用测得的三个平均值中最小的值计算试样的原始横截面面积。

4.拉伸将准备好的钢筋试样放置到拉伸试验机中,注意上部和下部夹具夹持位置距离拉伸区域尽量短,保持在5cm左右,然后夹紧夹具,避免在加载过程中滑移。

5.试验结果5.1 上屈服强度和下屈服强度从力-位移曲线图读取力首次下降前的最大力和不计初时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,得到上屈服强度和下屈服强度。

5.2 抗拉强度从记录的力-位移曲线图(如图所示)读取过了屈服阶段之后的最大力。

最大力除以试样原始横截面积得到抗拉强度。

绘制表格如下:钢筋a(14)力-位移曲线钢筋d16)力-位移曲线钢筋e20)力-位移曲线5.3 断后伸长率断后伸长率的测量分为直测法和位移法。

钢材拉伸试验的四个阶段

钢材拉伸试验的四个阶段

钢材拉伸试验的四个阶段第一阶段:线弹性阶段钢材拉伸试验是一种常见的力学测试方法,用于评估材料的力学性能。

在进行钢材拉伸试验时,通常可以观察到四个明显的阶段。

第一个阶段被称为线弹性阶段,也被称为“Hooke's Law”阶段。

在这个阶段,当施加一定的拉力时,钢材会发生弹性变形,即使去除拉力后,材料也能恢复到原始形状。

这是因为在线弹性阶段,钢材内部的原子和分子之间的键结构仍然保持稳定,所以钢材表现出弹性行为。

第二阶段:屈服点阶段当继续增加拉力时,钢材会进入第二个阶段,即屈服点阶段。

在这个阶段,钢材开始发生可见的塑性变形,也就是说,即使去除拉力,材料也无法完全恢复到原始形状。

屈服点是指钢材开始发生塑性变形的拉力阈值。

在屈服点之前,材料的应力和应变呈线性关系,而在屈服点之后,应力和应变的关系不再是线性的。

屈服点是评估钢材抗拉强度的重要指标之一。

第三阶段:塑性变形阶段第三个阶段是钢材的塑性变形阶段。

在这个阶段,钢材会继续发生塑性变形,而且变形速度会逐渐加快。

这是因为钢材内部的晶粒和晶界开始发生滑动和重新排列,从而使钢材能够承受更大的拉力。

在塑性变形阶段,钢材的应力和应变的关系变得非常复杂。

钢材的应力不仅受到拉力的影响,还受到材料的形状、尺寸和加载速率等因素的影响。

因此,在进行钢材拉伸试验时,需要仔细控制这些因素,以确保测试结果的准确性。

第四阶段:断裂阶段最后一个阶段是断裂阶段。

在这个阶段,钢材的应力达到极限值,无法再承受更大的拉力。

钢材会发生断裂,从而导致试验结束。

断裂阶段的发生取决于材料的强度和韧性。

强度是指材料能够承受的最大应力,而韧性是指材料在断裂之前能够吸收的能量。

钢材的强度和韧性是评估其可靠性和适用性的重要指标。

总结钢材拉伸试验是评估钢材力学性能的重要方法之一。

通过观察钢材在拉伸过程中的四个阶段,我们可以了解钢材的线弹性行为、屈服点、塑性变形和断裂特性。

这些信息对于设计和选择合适的钢材材料具有重要意义。

金属材料专业综合实验报告

金属材料专业综合实验报告

综合实验报告课程名称:金属材料专业综合实验专业:金属材料工程班级:金属材料姓名:学号:指导教师:冶金工程学院2011-2012 学年第 1 学期目录实验一轧测力能参数综合测试实验二金属材料力学性能综合测试实验一轧制力能参数综合测试一、实现轧件咬入轧制参数的设定1.实验目的(1)掌握轧件咬入的条件(2) 掌握最大咬入角的测定(3) 学会分析最大咬入角与各轧制参数的关系2、相关理论知识背景轧辊与轧件的接触弧所对应的角称为接触角或咬入角。

为使轧件能够咬入轧辊,作用于轧件的出轧辊方向摩擦力F的水平分量必须大于或等于作用于轧件的轧制力Pr的水平分量.轧件能够被咬入的条件为:由上式可见,只有摩擦系数大于咬入角的正切值时,轧件才能被咬入轧辊。

对于给定的辊缝值,摩擦力越大,能够咬入的轧件的高度也越大。

tan α的值与轧辊的半径R,轧件的轧前高度h0和轧件的轧后高度h f有关。

轧辊的中心线与轧件和轧辊的入口接触点的距离用g表示. 用简单的几何学知识,可得下式:tan α为对边与邻边的比值,可得:3、实验内容根据设置辊子直径、轧件轧前厚度、轧件轧后厚度、摩擦系数不同的轧制参数实现轧件的咬入。

4、实验步骤(1)设置轧制参数:辊子直径为350㎜,轧件轧前厚度为134㎜,摩擦系数为0.4,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为84㎜。

如下图所示:(2)设置轧制参数:辊子直径为450㎜,轧件轧前厚度为174㎜,摩擦系数为0.4,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为110㎜。

如下图所示:(3)设置轧制参数:辊子直径为550㎜,轧件轧前厚度为204㎜,摩擦系数为0.4,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为126㎜。

如下图所示:5、实验结果在实现轧件的咬入的前提下选择不同的参数,通过调节压下量来达到最大咬入h R g f。

所以,对于确定的轧辊直径和摩擦系角。

由前面的公式得到压下量2(/)数及轧件轧后厚度后,通过改变轧前厚度来达到最大咬入角。

GB6397-1986金属拉伸试验试样

GB6397-1986金属拉伸试验试样

13 1
双方协议另有要求时, o 0 m的管材, 对D 簇5m
亦可切取纵向弧形试样。
-一
32
「一 -
一 一 一一]

_
3633 纵向试样一般管材壁厚 a 小于 ... 。 L _ 8 m时, 1 n 纵向弧形试样按管材外径 D 大小 。 规定不同 宽度 b, o如表4 所示。对直缝焊管 的纵向弧形试样, 应在离焊缝 90 0 处取制。其 图a b 的允许偏差及其在平行长度内 。 最大与最小 值的允许差值均同于 362 .. 中对矩形试样的要求。其各部分形状、 尺寸及侧边加工粗糙度
试样标距部分内最大 与最小直径的允许差值
00 .1
0. 2 0
直径 d 的允许偏差 o
士0. 5 0 土0. 1 士0. 2
5 <1 - 0
多1 0
00 .5
试样分为带头和不带头的两种, 仲裁试验时应采用前者, 后者一 般用于不宜或不经机加 工而整拉的棒材。 362 板材试样 .. 对厚、 一般采用矩形试样, 薄板材, 其宽度根据产品厚度( 通常为01- 5 m , . 2m )采用 0
_ _ 」

止-
见图 4 .
纵向弧形试样分为带头与不带头的两种, 前者两头部轴线与平行部分轴线间之偏差不 得大于05 m . 。仲裁试验时, r n 应采用带头试样。 必要时可将试样的夹持部分压平或利用弧 形夹具进行试验
表 4 m ( m)
管材外径 D
3 -5 0 0
试样宽度 b n
1 样坯的切取、 试样的制备及标志
11 样坯从制品上切取的部位和方向 . 应按 G 27-8( B 5 2钢材力学及工艺性能试验取样规 9 定》有关标准或双方协议的规定执行。 、 12 切取样坯和机加工试样, . 均应严防因 冷加工或受热而影响金属的力学性能, 通常以在 切削机床上进行为宜。因 烧割或冷剪法切取样坯时, 边缘应留有足够的机加工余量, 一般不

浅谈建筑钢材检测中需要注意的问题

浅谈建筑钢材检测中需要注意的问题

浅谈建筑钢材检测中需要注意的问题发布时间:2021-06-08T15:37:28.587Z 来源:《基层建设》2021年第4期作者:赵蕊[导读] 摘要:建筑产业对现代社会发展有关键影响,在施工建设阶段钢材料是基础的建筑材料,在建筑工程质量以及钢材应用的过程中有关键影响,足以见得技术应用重要性。

新疆西北产品质量检测研究中心(有限公司)新疆乌鲁木齐 830000摘要:建筑产业对现代社会发展有关键影响,在施工建设阶段钢材料是基础的建筑材料,在建筑工程质量以及钢材应用的过程中有关键影响,足以见得技术应用重要性。

关注钢结建材检测阶段的技术应用实际情况,确定影响钢材检测的主要因素,从强度、耐久性等方面进行检测,确定项目施工建设标准之后,全面投入建筑施工过程中,本文将结合实践深入探究,以期能够给从业人员带来积极借鉴参考。

关键词:建筑钢材;检测;问题;对策引言:我国进入现代化、城市化发展阶段,对城市基建的要求逐渐增多,建筑行业直接影响公民的生活,确定项目工程之后,保障钢材以及其他建筑材料应用的合理性,能够推进城市发展目标。

建筑使用钢材的类型主要包含热轧光圆、变形钢材、碳素结构钢、钢板、角钢等钢材类型,在钢材建设过程中涉及到上百个行业标准规范,因此要总结实践经验,分析在钢材建设阶段的实践问题,对此笔者将结合实践开展细致化的探究分析,以期能够给从业人员带来积极借鉴参考,对此本文开展分析探讨如下:一、建筑用钢材检测的主要问题(一)钢材供货问题建筑用钢材,尤其是钢筋会使用不同的供货渠道,而且中间设计有诸多环节的要求,缺乏有效的约束管理条件,因此在质量检测计划落实的过程中,会存在的诸多的问题,这种情形之下钢材就可能会出现管理纰漏的问题。

在施工阶段监管单位未能按照政府工作要求进行检验,都可能会导致在施工现场出现诸多的不确定性因素。

为保障建筑安全复检能达到目标要求,完成有效数据的供给。

部分钢材供应商以及施工单位,都可能会存在恶意串通的情形,一些检测单位在市场竞争影响之下,也可能会忽视假试件监管,这种情形之下建筑用钢材送检以及抽检最终的结果有较大的质量反差问题。

钢材质量监测技术的研究及应用

钢材质量监测技术的研究及应用

钢材质量监测技术的研究及应用引言钢材质量是影响钢材使用效果的关键因素之一。

钢材质量监测技术是一个涉及材料科学、物理学、化学、机械学等多个学科的综合性技术。

通过实时监测钢材的各项性能指标,对钢材质量进行全方位、全过程、全要素的监管,是保障钢材质量、保证工程质量、保障人民生命财产安全的重要手段。

本文将从钢材质量监测技术的基本原理、技术发展、监测方法及应用等方面进行阐述。

章节一:基本原理1. 钢材性能指标:钢材性能指标包括力学性能指标和物理指标。

力学性能指标主要包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、冷弯性能等,而物理指标主要包括硬度、韧性、热处理效果、耐磨性等。

2. 监测参数:监测参数是指通过对钢材样品进行检测所获取的数据,包括形貌观察、化学成分、金相组织、力学性能等。

章节二:技术发展1. 传统监测方法:熟知的传统方法有:化学分析法、显微组织检查法、磁粉检测法、超声波检测等。

2. 现代监测技术:现代监测技术主要包括计算机数字控制牵引试验机、磁感应法检测、拉力测量仪、X射线检测仪等。

3. 拉力试验:拉力试验是测试钢材抗拉强度和屈服强度的主要方法之一,其原理是给定一定尺寸的试样,在设定的试验条件下(如室温或高温等),施加单向的轴向拉力,测量钢材在承受载荷时的形变量和负载的变化量,计算出钢材的拉伸性能指标。

4. 金相分析:金相分析是观察钢材显微组织结构的一种方法。

其原理是对钢材样品进行切片、打磨、腐蚀等处理,然后观察其显微组织结构。

5. 磁感应法检测:磁感应法检测是利用电磁感应原理测量磁场变化的方法。

磁感应法检测通常用于检测钢材表面和亚表面的缺陷及焊缝处的缺陷,识别并排除各类异物、辅料进入的情况。

6. 无损检测:就是钢材不用拆开就能进行的质量检查。

如超声波检测、涡流检测等方法,在不接触受检材料的情况下获取情况。

章节三:监测方法1. 采样方法:采样是进行钢材监测的基础,采样质量的好坏决定着监测的结果。

常见的采样方法有平面取样方法、剖面取样法、激光取样等。

公路水运试验检测-水运材料第十一章-钢材和钢筋接头-钢材和钢筋接头(1)

公路水运试验检测-水运材料第十一章-钢材和钢筋接头-钢材和钢筋接头(1)

[单选题]1.使钢材产生冷脆性的元素为()。

A.CB.SiC.PD.S参考答案:C参考解析:相关知识:(1)硫能够引起热脆性,热脆性严重降低了钢的热加工性和可焊性;硫的存在还使钢的冲击韧性、疲劳强度及耐蚀性降低;(2)磷能够引起冷脆性,冷脆性使钢材的冲击韧性以及焊接等性能下降;(3)氧使钢材的热脆性增加;(4)氮还使钢材的冷脆性及时效敏感性增加;(5)氧和氮均会降低钢材的强度、冷弯性能和焊接性能[单选题]2.有较高要求的抗震结构,钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度之比应不小于()。

A.1.2B.1.25C.1.3D.1.35参考答案:B参考解析:有较高要求的抗震结构,钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度之比应不小于1.25;钢筋实测屈服强度与屈服强度特征值的比值不大于1.30. [单选题]3.在钢筋上截取试样时要求取样部位距端头不小于()mm。

A.300B.400C.500D.600参考答案:C参考解析:从不同根钢筋上截取,每支长度不小于500mm[单选题]4.热轧带肋钢筋的检验以不大于()为一验收批。

A.200tB.150tC.100tD.60t参考答案:D参考解析:教材P119页。

以同一厂家,同一炉罐号、同一规格、同一交货状态,每60t为一批,不足60t也按一批计。

[单选题]5.检验热轧带肋钢筋时,超出批量部分每增加()t应增加拉伸试验、弯曲试验试样各一个。

A.30B.40C.50D.60参考答案:B参考解析:GB/T1499.2-2018规范P12页[单选题]6.钢筋闪光对焊的取样数量为()。

A.2拉B.3拉C.2拉2弯D.3拉3弯参考答案:D参考解析:教材P120页。

焊接接头抗拉试件和弯曲试件均应从每一检验批中随机切取3个接头进行检测。

[单选题]7.钢筋机械连接件以()接头为一个验收批。

A.100B.200C.500D.1000参考答案:C参考解析:教材P119页。

同钢筋生产厂、同强度等级、同规格、同类型和同型式接头应以500个接头为一验收批,不足500个也按一批计。

45钢高温拉伸性能试验研究

45钢高温拉伸性能试验研究

服强度 和极 限强度 , 变化 趋势 如 图 4所 示 。
温度 , 恒温 5 ai r n再开 始加 载 。同时 , 为 了 避免 高
温对实验设备传感器造成损坏 , 实验过程 中采用
不 间断 循环 水冷 却 。实验 结束 后不 直接 打 开高 温
炉, 使其 自然冷却 , 以减少空气氧化。试验获得的
( 1 ) 获 得不 同温 度下 4 5钢 的应 力 一 应 变关 系 、 屈服 强度 、 极 限强 度等 力学 性能 指标 。 ( 2 ) 研究 4 5钢 在 不 同应 力 荷 载 水 平 下 温 度 对其 性 能 的影 响。
1 . 2 . 2 试 验 方法
极 限应变 为 0 . 2 5 9, 伸 长率 为 1 9 . 6 %, 断 面 收缩 率
计 3根 试 件 。试 验 获 得 的数 据 包 括 温 度一 应 变 关 系 图和试 件破 坏 时 的临界 温度 。试 验 时采用 程控 方式 , 即先将 试件 加 载至 预定 应力 水平 , 通过 设 备 加 载 系统 自动控 制 使应 力保 持 恒定 , 待 变形 稳 定
后进行 升 温。由 于试 验 所 用 高 温 炉 只能 控 制
共 9个 温度 点 , 每个 温度 下 各 对 2个 试 件 进 行试 验 。实 验 时 , 将 高 温 下试 件 真实 的应 变 通 过 引 伸 杆 导 出来 , 并采 用 引 伸 计 和 扩展 设 备 求 平 均 值 的
方 法 获得 。在 每一 温度 下 , 先 把试 件 升 温 至指 定
1 . 2 试 验 目的 和方法 1 . 2 。 1 试验 目的
2 实验 结 果及分 析
2 . 1 A组试 验
进 行 A组试 验得 到 该 批 4 5钢 试 件 常 温下 拉 伸 的真实 应力 一 应变曲线图, 如 图 2所 示 。从 图 2
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图1试样形状示意图尺寸和速率对钢材拉伸性能影响的试验研究董孝童邵腾飞方壮城姜海波(广东工业大学)【摘要】拉伸试验是研究钢材拉伸力学性能的重要方法,而现行规范对钢材取样尺寸及拉伸速率的规定较为笼统。

本文基于中国标准GB/T 228.1-2010和美国标准ASTM A370-14,以试件宽度、厚度、平行长度和试件拉伸速率为试验变量,探析其对钢材拉伸性能的影响。

结果表明:宽度和厚度对钢材屈服强度、抗拉强度、延伸率影响很大,速率主要影响钢材屈服强度和延伸率,而平行长度对钢材拉伸性能基本没影响。

基于本文研究结论,可为工程实际科学研究过程中钢材取样及拉伸速率的选取提供借鉴。

【关键词】尺寸;拉伸速率;破坏形态;应力-应变关系;拉伸力学性能1背景1.1研究现状由于现行规范如GB/T 228.1-2010[1]和ASTMA370-14[2]等,对试样几何尺寸和拉伸速率的规定较宽泛,故试件几何尺寸和拉伸速率的选取具有很大的不确定性,而这种不确定性往往会对拉伸试验结果的真实性和准确性造成影响,使得很难准确掌握材料的拉伸性能。

此外,对钢材质量评定造成影响,很容易造成材料浪费或者结构安全储备不足等问题。

目前,田浩彬等[3]研究了几何尺寸对钢材拉伸延伸率的影响,提出了当量半径的概念,进而提出了定量分析延伸率的计算方法。

曾力[4]研究了不同拉伸速率对Q235B 钢的力学性能研究,研究表明不同速率控制模式及同一控制模式不同速率都会都对钢材力学性能产生影响,拉伸速率对屈服强度影响较大,而对抗拉强度、延伸率及截面收缩率影响不大。

郑文龙等[5]通过试验研究应变速率和位移速率及分段进行应变速率控制模式对屈服强度的影响,得出对具有明显物理屈服的金属材料,应采用分段进行应变速率控制模式。

孙绍光等[6]研究了标准GB/T 228.1-2010规定的速率控制方法A 和B 对钢材拉伸性能的影响,得出采用方法B 控制拉伸速率可以获得较稳定可靠的测试结果,而方法A 不仅实验操作要求高,而且与实际应变速率有偏差。

陈俊岭等[8、9]分别研究了Q235和Q345钢材在应变率为0.001s -1~315s -1下钢材拉伸性能,研究结果表明二者皆属于应变率敏感材料,即钢材抗拉强度和屈服强度都会随着应变率的提高而提高,Q235钢在高应变率下,强化阶段明显减小。

陈英等[7]对Q345钢材做拉伸实验研究,得出同样的结果。

以上研究,很少研究在GB/T228.1-2010和ASTM A370-14范围内,研究试件尺寸和拉伸速率对钢材拉伸性能的影响,因此,本实验在标准范围内,对试件尺寸和拉伸速率对拉伸性能影响进行试验研究,以找出这些变量对材料拉伸性能的影响规律。

1.2现行钢材拉伸规范国内外都制定了钢材拉伸试验方法标准[10],本文对GB/T228.1-2010和ASTM A370-14作比较,表1详细地列出二者异同。

由表1可知,ASTM A370-14对试件宽度给出具体数值,而对其他尺寸仅给出最小值限定。

GB/T 228.1-2010则对每个阶段应变速率给出推荐应变速率,但最大推荐应变速率与最小推荐应变速率相差8倍,相差甚大,所以这是本试验的一个研究内容。

图1为钢板拉伸试件图样。

表2试件尺寸及拉伸速率试件名称应变速率(s -1)W (mm)T (mm)A (mm)G (mm)L (mm)C (mm)P12.5-10-1300.0002512.51013010028030P20-10-1300.00025201013010028040P40-10-1300.00025401013010028049P20-5-1300.0002520513010028040P20-15-1300.00025201513010028040P20-10-1800.00025201018010033040P20-10-2300.00025201023010038040K20-10-1300.00200201013010028040T20-10-1300.00320201013010028040表1两标准对拉伸试验要求差别规范ASTM A370-14GB/T 228.1-2010标准试件小尺寸试件比例试样非比例试样200标距50标距12.5mm 宽6mm 宽K=5.65K=11.3标距G(mm)200505025 5.65WT √11.3WT√50/80/200平行长度A(mm)≥225≥60≥60≥32≥G+1.5WT√≥G+W/2圆角半径R(mm)≥13≥13≥13≥6≥12≥12夹头长度C(mm)≥75≥50≥50≥32--总长L(mm)≥450≥200≥200≥100--宽度W(mm)404012.5 6.2512.5/15/20/25/3012.5/20/25/38/40夹头宽B(mm)50502010--厚度T(mm)①40mm 宽试件最小为5mm;②12.5mm 宽试件最大为25mm;③6.25mm 宽试件最大为6mm。

宽厚比≤8:1速率①在达到屈服强度一半前:任意速率;②在达到屈服强度一半之后:≤25.4mm/min;③任何时候的速率:≥测定屈服点和抗拉强度规定的最大速度的1/10(≤2.54mm/min)。

①测定屈服上限:e Lc =0.00007s -1或e Lc =0.00025s -1(推荐);②测定屈服下限:e Lc =0.002s -1或0.00025s -1(推荐);③测定抗拉强度时:e Lc =0.00025s -1、0.002s -1、0.0067s -1。

2试验2.1试验设备本试验采用长春机械科学研究院有限公司(CRIMS )生产的DDL300电子万能试验机,最大试验力300kN,横梁分离速率可进行任意调整。

所有的试验数据均由TDS 530静态采集系统获取,如图2所示。

2.2试样材料及方案本试验材料全部采用Q345低碳钢,试件形状如图1所示,其中,原始标距G 为100mm,夹持端长度C 为60mm,圆弧半径R≥21mm。

如表2所示,试件命名中字母P 表示应变速率为0.00025s -1,K 为0.002s -1,T 为0.0032s -1,接下来依次为试件宽度、厚度、平行长度。

由于试件加工过程存在误差,故本试验宽度和厚度以实际测量数据为准,具体尺寸见表3。

试验速率根据GB/T228.1-2010规定,采用应变控制方式,由GB/T 228.1-2010基于平行长度估计的应变速率,根据式⑴计算出横梁分离速率,具体见表2。

v c =L c e Lc(式1)3试验结果与讨论本试验对试件破坏形态、应力-应变关系、弹性模量E、屈服强度f y 、抗拉强度f u 、延伸率δ进行研究,从而分析各变量对拉伸性能的影响。

表3汇总了本试验中所有试件的基本拉伸性能指标。

3.1破坏形态拉伸过程中各试件都经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。

图3为各试件的典型破坏形态。

可以看到宽度和厚度对断口形貌影响很大,这主要是与宽厚比和当量半径有关,当宽度和厚度接近一致时,塑性变形充分,延伸率较大。

仅从宽度变化考虑,试件越宽,则试件塑性变形越充分,断口截面减缩均匀、显著,试件宽度越小,断口截面减缩不均匀,变形不充分;从厚度变化角度来看,试件厚度太小或者太大都是使试图2拉伸试验仪器布置图图3试件典型破坏形态(a)不同应变速率试件(b)不同宽度试件(c)不同厚度试件(d)不同平行长度试件试件名称实测W (mm)实测T (mm)截面面积A (mm 2)弹性模量E (GPa)屈服强度f y(MPa)抗拉强度f u(MPa)伸长率δP12.5-10-130-a 11.389.40106.97200.3197.4351.91354.54509.86522.9619.9419.60P12.5-10-130-b 11.409.36106.70196.3351.12539.7019.89P12.5-10-130-c 11.429.37107.01195.5360.60519.3318.98P20-10-130-a 18.909.53180.12184.3189.8339.13338.46502.11498.6925.2123.94P20-10-130-b 18.949.42178.41197.2346.83488.4722.04P20-10-130-c 18.969.45179.17188.0329.42505.5024.56P-40-10-130-a 38.889.51369.75205.5194.1318.89313.08482.76473.4533.9031.12P40-10-130-b 38.959.46368.47190.3320.73483.5931.47P40-10-130-c 39.989.75389.81186.4299.61454.0127.98P20-5-130-a 19.60 4.6090.16188.5196.3257.10272.54395.96412.5125.9225.46P20-5-130-b 19.40 4.7091.18202.9275.61413.8028.24P20-5-130-c 19.60 4.5088.20197.4284.92427.7822.23P20-15-130-a 18.7015.70293.59203.7207.1250.11253.29424.84425.0322.5422.53P20-15-130-b 19.0015.50294.50211.0259.25430.9017.66P20-15-130-c 19.0015.90302.10206.7250.51419.3327.40P20-10-180-a 18.789.44177.28209.1208.9344.05338.80506.59503.1621.1721.59P20-10-180-b 18.909.47178.98211.4342.28510.0423.35P20-10-180-c 18.629.45175.96206.2330.08492.8320.24P20-10-230-a 18.759.74182.63204.5205.5345.03348.21489.08491.3521.0121.40P20-10-230-b 18.829.40176.91200.2358.20488.5824.53P20-10-230-c 18.859.45178.13211.8341.40496.3818.67K20-10-130-a 18.909.47178.98201.3201.5349.14354.41477.77497.6722.6821.47K20-10-130-b 18.899.52179.83200.7351.88502.6521.86K20-10-130-c 18.909.42178.04202.4362.22512.6019.88T20-10-130-a 19.109.60183.26197.8195.4303.94327.44447.75477.4626.3825.50T20-10-130-b 18.949.60181.82193.9345.07500.8425.32T20-10-130-c18.889.50179.36192.0356.81513.4723.92表3拉伸结果汇总件断裂呈现脆性断裂,截面减缩不明显。

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