钢筋室温拉伸试验结果影响因素分析

钢筋室温拉伸试验结果影响因素分析

简要总结了钢筋室温拉伸试验结果的影响因素，分析了不同影响因素尤其是拉伸速率对最终检测结果的影响，最终给出获取准确检测结果的若干建议。

标签：钢筋；拉伸试验；检测结果；拉伸速率

室温拉伸试验则是获得受检钢筋力学性能指标最简便常用的方法。然而，钢筋的力学性能虽然以钢筋材料本身的性能为内因，但也明显受到钢筋所处的环境温度、应力状态、拉伸速度及加荷方式等外因的影响。

1室温拉伸试验结果影响因素

1.1 温度

有关资料表明[1，2]，温度对钢材性能的影响作用较大。一般认为：温度过低，钢材会发生冷脆现象；随着温度的升高，钢材一般表现为强度降低，塑性和韧性升高，甚至在达到特定高温情况下，即使所受的应力小于在该温度下的屈服点，也会发生缓慢的连续的塑性变形。

1.2 受拉伸速率作用

由于拉伸的速率是作为在拉伸试验当中必须要控制的一个参数，所以拉伸的速率就会影响到金属材料的应力。通过在常温下，其拉伸的速率必须会给试验结果造成影响，如果拉伸的速率较大，其屈服的强度以及规定的延伸强度必定会存在一定程度的提高。

然而也会因不同材料也会对速度产生不同的影响，其拉伸的速率强度也会对材料产生不同的影响效果。如果强度较低，并且塑性较好的材料对其的影响就是非常大，同时对屈服强度也会造成很大的影响。因此，必须要把规定标准作为参考值，在规定测量的非比例当中，其延伸强度以及上屈服强度和屈服强度必须要按照规定标准规定进行。

在对下屈服强度进行测定时，其平行的长度必须要达到一定的变速率标准，并且其平行的长度也应保持在恒定之内。如果是在在塑性的范围到规定的强度应变率也是不能超过规定范围之内的。

当试验机无能力再进行测量以及无力再控制应变速率时，其主要的拉伸率必须要控制在试验机的两夹头，并且通过在力的影响下分离其应力的速率。如果测定的抗拉强度达到标准时，而它的塑性范围平行长度的应变速率就应≤0.008/S。

1.3 夹具及试样的夹持方法

对一些比较陈旧的试验机，夹具的影响不可忽视，主要表现为试样夹持部分打滑并导致较大幅度的指针回摆，出现虚假屈服，对屈服力的判定产生影响。

在拉伸试验过程中时，若夹持的试样未受轴向拉力的作用或产生弯曲现象，对检测结果的准确性必然产生不利影响。

1.4 拉伸试验速率

已有实验表明[3]，不同的拉伸速率对试验结果的影响较大，但由于不同材料对速度的敏感程度不同，拉伸速率对不同材料的影响大小也不一样；对强度低、塑性好的材料影响

要大；而且拉伸速率对屈服强度的影响较大，抗拉强度次之，这是由于屈服点为弹性变形向塑性变形转变的点，而塑性变形需要一定的时间完成，金属晶粒里存在许多位错，金属塑性变形是位错增殖和运动的结果，而位错运动要克服所受的阻力需要一定的时间，因而不同的金属材料其塑性变形完成时间不一样。

其总体规律为：随拉伸速率增加，屈服强度和抗拉强度呈增大趋势。

拉伸速率对断后伸长率的影响：日本在修订金属材料拉伸试验方法时对不锈钢材料曾做了大量的试验，有关研究资料表明：随着拉伸速率的增加，断后伸长率降低，但不同牌号的材料下降趋势不一样。

1.5 试验人员

试验人员作为拉伸试验的具体实施者，操作过程中的粗心大意或不按操作规程办事而造成记录错误，以及仪器测量参数设置错误等等，都会对计量或测定结果带来严重影响。

比如在断后伸长率的检测过程中，由于对标准理解的错误，有可能在原始标距的标定方面出现错误，导致最终的检测结果大幅偏离真值。

2分析及讨论

2.1 温度

如前所述，不同温度状态下钢材的性能差异明显。由此，国家标准《金属材料 拉伸试验 第一部分：室温试验方法》GB/T 228.1-2010给出了标准温度条件：试验一般在室温

10℃～35℃范围内进行；对温度要求严格的试验，试验温度应为23℃±5℃[5]。

2.2 人为因素的影响

由于拉伸试样的横截面积是作为非常关键的一个重要问题，而检测人员在对其进行试验时的依据主要包括在两方面，一方面就是对其金属的拉伸试验。而另一个方面则是对材料产品的规定标准，在一些产品的标准说明上则会明确规定其拉伸的试验横截面积，并且要按照名义尺寸的横截面积规定要求，但是，在产品的标准当中如果没有特殊的规定，就必须要遵循国家标准要求，对其实际尺寸进行测量。但是如果都是按照名义的尺寸去计算其横截面积，所测试的得出的结果则会受到一定的影响，甚至把合格强度的测为不合格的，存在把不合格测定为合格的情况。

在拉伸试样时必须要按照直径的大小来选择外径的千分尺以及游标卡尺等。一旦应用的测量方法不够精准，则会影响到人为的尺寸在进行测量时出偏大，甚至给强度测试出现偏低的测量结果。如果当量具的测量面和试样轴线出现垂直时，所测量得到的结果就是d1>d0。

在测量试样的尺寸时，如果把数据看错，例如，把游标卡尺或者是把外径千分尺看错，甚至对于在光圆拉伸试验外径以及在薄板的矩形拉伸试样，极易把外径千分尺测量时的数据读成0.5mm，因为外径千分尺测量同一圈就0.5mm，如果不注意的话就很容易看错一圈，所测量的结果出现不准确的现象。

在一般情况下，如果操作的技术以及在主观因素下出現不同情况时，则会给测量的结果造成一定的误差。在相同条件下，不同人员进行拉伸试验操作，实验结果也或多或少的存在差异。

2.3 夹具及试样的夹持方法

应使用例如楔形夹头、螺纹夹头、平推夹头、套环夹具等合适的夹具夹持试样。为消除试验过程中可能出现的打滑现象，应尽可能使用V型钳口，必要时更换新的钳口。在试样夹持时应尽最大努力确保夹持的试样受轴向拉力的作用，尽量减小弯曲。为了得到直的试样和确保试样与夹头对中，可以施加不超过规定强度或预期屈服强度的5%相应的预拉力。

2.4 拉伸试验速率

在拉伸试验速率的控制方面，国家标准《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》GB/T 228.1-2010中对试验速率的控制有两种方法，即10.3应变速率控制的试验速率（方法A）和10.4应力速率控制的试验速率（方法B）。使用方法A时规范推荐应变速率控制范围为：弹性阶段至屈服阶段采用0.00025s-1的应变速率，屈服强度测定后抗拉强度阶段直至拉断，采用0.0067s-1的应变速率。

方法B的控制过程如下：测定下屈服强度Rel时的弹性阶段应力速率范围为6～60MPa/s，屈服阶段采用0.00025s-1～0.0025s-1的应变速率，测定屈服强度或塑性延伸强度后，试验速率可以增加到不大于0.008s-1的应变速率（或等效的横梁分离速率）。

可以看到，试验速率标准化的确定，使得同一种钢筋的拉伸试验结果具有了很强的参考性和可比性。

2.5 试验人员

在实际试验过程中，当环境温度、试验设备、夹具及夹持方法确定之后，试验人员在试验中必须按照标准试验方法精心操作，试验后认真分析，这样才能有效提高试验结果的准确度。

3总结

为限制钢筋拉伸试验过程中的各种影响因素，使检测结果尽量准确，最关键的便是检测方法的标准化。我国现行标准《金属材料 拉伸试验 第一部分：室温试验方法》GB/T 228.1-2010既是等效采用了国际标准，同时统一了试验方法，为生产企业、用户及第三方检测机构提供了统一方法标准。在标准试验方法的前提下，广大试验人员应认真分析试验过程中的各影响因素，尽量降低不利因素的影响，确保试验结果的准确性和可靠性。

参考文献：

[1] 姜美琴. 金属材料室温拉伸试验影响因素浅析[J].江苏冶金，2007，35（2）.27～31.

[2] 吴承建，陈国良，强文江编著. 金属材料学 [M]. 北京：冶金工业出版社， 2005.

[3] 张庆国，高文山.拉伸速率对力学性能测定的影响[J].物理测试，1999，4：34-36.

[4] 陆文华. 影响拉伸试验结果的主要因素[J].广东交通职业技术学院学报，2004， （4）.48.

[5] 金屬材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法GB/T 228.1-2010 [S].北京：中国

标准出版社.