鋼材原材料拉伸、冷彎力學效能檢測技術
一、檢測依據
《碳素結構鋼》gb/t700-2006
《金屬材料室溫拉伸試驗方法》gb/t228-2002
《金屬材料彎曲試驗方法》gb/t232-1999
二、技術要求
1. 拉伸試驗
1）原理
試驗係用拉力拉伸試樣，一般拉至斷裂，側定材料的屈服強度re（mpa）、抗拉強度rm（mpa）、
伸長率a（%）。除非另有規定，試驗一般在室溫10℃～35℃範圍內進行。對溫度要求嚴格的試驗，試驗溫度應為23℃ 士5℃。
伸長率a：原始標距的伸長與原始標距(l0)之比的百分率。
應力：試驗期間任一時刻的力除以試樣原始橫截面積(s0)之商。
屈服強度re：當金屬材料呈現屈服現象時，在試驗期間達到塑性變形發生而力不增加的應力點.應區分上屈服強度和下屈服強度。
抗拉強度rm：相應最大力(fm) 的應力。
極限強度 ultimate strength
物體在外力作用下發生破壞時出現的最大應力，也可稱為破壞強度或破壞應力。一般用標稱應力來表示。根據應力種類的不同，可分為拉伸強度(σt)、壓縮強度(σc)、剪下強度(σs)等。
2）製樣
試樣的形狀與尺寸取決於要被試驗的金屬產品的形狀與尺寸。通常從產品、壓制坯或鑄錠切取樣坯經機加工製成試樣。但具有恆定橫截面的產品(型材、棒材、線材等)和鑄造試樣(鑄鐵和鑄造非鐵合金)可以不經機加工而進行試驗。
矩形橫截面試樣，推薦其寬厚比不超過8:1。
試樣原始標距與原始橫截面積有關係者稱為比例試樣。國際上使用的比例係數k的值為5.65。
原始標距應不小於15mm。當試樣橫截面積太小，以致採用比例係數k為5.65 的值不能符合這一最小標距要求時，可以採用較高的值〔優先採用11.
3 的值)或採用非比例試樣。非比例試樣其原始標距(l0)與其原始橫截面積（s0）無關。
a. 機加工的式樣
圖1b. 為產品一部分的不經機加工試樣
圖23）原始橫截面積(s0)的側定
s0=ab………(a、b為試樣截面的長寬) a一般都去25mm
4）原始標距(l0)的標記
應用小標記、細劃線或細墨線標記原始標距，但不得用引起過早斷裂的缺口作標記。
對於比例試樣，應將原始標距的計算值修約至最接近5mm的倍數，中間數值向較大一方修約。原始標距的標記應準確到±1%。
如平行長度(lc)比原始標距長許多，例如不經機加工的試樣，可以標記一系列套疊的原始標距。有時，可以在試樣表面劃一條平行於試樣縱軸的線，並在此線上標記原始標距。
5）試驗速率
應力速率取10（n/mm2）·s-1
6)斷後伸長率的測定
為了測定斷後伸長率，應將試樣斷裂的部分仔細地配接在一起使其軸線處於同一直線上，並採取特別措施確保試樣斷裂部分適當接觸後測量試樣斷後標距。
應使用分辨力優於0.1 mm的量具或測量裝置測定斷後標距(l0)，準確到±0.25mm。
7）屈服強度（re）的測定
圖3①從a到b的直線表示彈性區域內荷載與變形的關係，只要荷載不超過b點，當解除安裝後，試樣會恢復到原來的尺寸和形狀，b點的應力稱為材料的彈性極限。
②在b到d點階段，解除安裝後試樣無法恢復原始狀態。在c點，塑性變形速率很快，以至於由塑性變形導致應力鬆弛率超過了材料的抵抗力，所以應變增加的同時，應力不再增加，反而下降，c點稱為屈服點。
③在d點，曲線突然公升高，表明材料已經加工硬化，必須增加荷載才能使材料繼續變形。在e點前，材料的變形速率不斷增加，e點是材料的極限強度（拉伸試驗時稱為抗拉強度）。
④斷裂強度為何比極限強度低？
材料的極限強度是以材料的初始截面面積定義的最高強度，因此，塑性材料在經過拉伸，頸縮後，材料的截面面積變小很多，斷裂時荷載已經變得很低。當材料塑性的降低，材料的極限強度與斷裂強度變得很接近。
屈服強度又稱為屈服極限 ，是材料屈服的臨界應力值。
（1）對於屈服現象明顯的材料，屈服強度就是屈服點的應力（屈服值）；
（2）對於屈服現象不明顯的材料，與應力-應變的直線關係的極限偏差達到規定值（通常為0.2%的永久形變）時的應力。通常用作固體材料力學機械性質的評價指標，是材料的實際使用極限。
因為在應力超過材料屈服極限後產生頸縮，應變增大，使材料破壞，不能正常使用。
當應力超過彈性極限後，進入屈服階段後，變形增加較快，此時除了產生彈性變形外，還產生部分塑性變形。當應力達到b點後，塑性應變急劇增加，應力應變出現微小波動，這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。
由於下屈服點的數值較為穩定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度(rel或rp0.2)。
有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現象，通常以發生微量的塑性變形(0.2％)時的應力作為該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服強度（yield strength）。
首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形（外力撤銷後可以恢復原來形狀）和塑性變形（外力撤銷後不能恢復原來形狀，形狀發生變化，伸長或縮短）
建築鋼材以屈服強度作為設計應力的依據。
所謂屈服，是指達到一定的變形應力之後，金屬開始從彈性狀態非均勻的向彈-塑性狀態過度，它標誌著巨集觀塑性變形的開始。
抗拉強度（rm）的測定
讀取試驗過程中的最大力。最大力除以試樣原始橫截面積(s0)得到抗拉強度。
rm=fm/ s0 （mpa）n/mm2
8）試驗結果處理
試驗出現下列情況之一其試驗結果無效，應重做同樣數量試樣的試驗。
a. 試樣斷在標距外或斷在機械刻劃的標距標記上，而且斷後伸長率小於規定最小值;
b. 試驗期間裝置發生故障，影響了試驗結果。
試驗後試樣出現兩個或兩個以上的縮頸以及顯示出肉眼可見的冶金缺陷(例如分層、氣泡、夾渣、縮孔等)，應在試驗記錄和報告中註明。
2.彎曲試驗（gb/t 232-1999）
1）原理
彎曲試驗是以圓形、方形、矩形或多邊形橫截面試樣在彎曲裝置上經受彎曲塑性變形，不改變加力方向，直至達到規定的彎曲角度。
彎曲試驗時，試樣兩臂的軸線保持在垂直於彎曲軸的平面內。如為彎曲180°角的彎曲試驗，按照相關產品標準的要求，將試樣彎曲至兩臂相距規定距離且相互平行或兩臂直接接觸。
圖4本公司採用支輥式彎曲裝置進行彎曲試驗
①支輥長度應大於試樣寬度或直徑。支輥半徑應為1～10倍試樣厚度。
②除非另有規定，支輥間距離應按下式確定：
l=(d+3t)±0.5t
③彎曲壓頭直徑應在相關產品標準中規定，壓頭寬度應大於試樣寬度或直徑，且有足夠的硬度。
2）試樣
①試驗使用圓形、方形、矩形或多邊形橫截面的試樣樣坯的切取位置和方向應按照相關產品標準的要求如未具體規定，對於鋼產品，應按照gb/t 2975的要求試樣應通過機加工去除由於剪下或火焰切割等影響了材料效能的部分
②試樣寬度應按照相關產品標準的要求。如未具體規定，試樣寬度、厚度應按照如下要求:
a) 當產品寬度不大於20mm時，試樣寬度為原產品寬度;
b) 當產品寬度大於20mm,厚度小於3mm時，試樣寬度為20mm±5mm;厚度不小於3mm時.
試樣寬度在20～50 mm之間（我們統一採用25mm）
c) 對於板材、帶材和型材，產品厚度不大於25 mm時，試樣厚度應為原產品的厚度；產品厚度大於25 mm時，試樣厚度可以機加工減薄至不小於25mm，並應保留一側原表面。彎曲試驗時試樣保留的原表面應位於受拉變形一側。
d) 直徑或多邊形橫截面內切圓直徑不大於50mm的產品，其試樣橫截面應為產品的橫截面，如試驗裝置能力不足，對於直徑或多邊形橫截面內切圓直徑超過30～50 mm的產品，可以按照圖5將其機加工成橫截面內切圓直徑為不小於25mm的試樣。直徑或多邊形橫截面內切圓直徑大於50mm的產品，應按照圖5將其機加工成橫截面內切圓直徑為不小於25 mm的試樣。試驗時，試樣未經機加工的原表面應置於受拉變形的一側。
除作另有規定，鋼筋類產品均以其全截面進行試驗。
圖5e) 試樣長度應根據試樣厚度和所使用的試驗裝置確定。採用圖3的方法時可以按照下式l=0.5л(d+t)+140mm
式中：л為圓周率，其值取3.1。
3）試驗程式
試驗一般在10-35℃的室溫範圍內進行。對溫度要求嚴格的試驗試驗溫度應為23℃±5℃。
試樣彎曲至1800角兩臂相距規定距離且相互平行的試驗，首先對試樣進行初步彎曲(彎曲角度應盡可能大)，然後將試樣置於兩平行壓板之間連續施加力壓其兩端使進一步彎曲，直至兩臂平行。試驗時可以加或不加墊塊。除非產品標準中另有規定，墊塊厚度等十規定的彎曲壓頭直徑。
4）試驗結果評定
①應按照相關產品標準的要求評定彎曲試驗結果。如未規定具休要求，彎曲試驗後試樣彎曲外表曲無肉眼可見裂紋應評定為合格。
②相關產品標準規定的彎曲角度認作為最小值；規定的彎曲半徑認作為最大值。
大六角高強螺栓扭矩係數和連線副抗滑移係數檢測細節
一、扭矩係數檢測
1. 複驗用螺栓應在施工現場待安裝的螺栓批中隨機抽取，每批應抽取8套連線副進行複驗。
2. 連線副扭矩係數複驗用的計量器具應在試驗前進行標定，誤差不得超過2%。
3. 每套連線副只應做一次試驗，不得重複使用。
4. 連線副扭矩係數的複驗應將螺栓穿入軸力計，在測出螺栓預拉力p的同時，應測定施加於螺母上的施擰扭矩值t，並應按下式計算扭矩係數k。
6.2.4）
式中： t──施擰扭矩（n·m）；
d──高強度螺栓的螺紋規格（螺紋大徑）（mm）；
p──螺栓預拉力（kn）。
進行連線副扭矩係數試驗時，螺栓預拉力值應符合表6.2.5的規定。
材料力學效能
蠕變 金屬在長時間的恆溫 恆載荷作用下緩慢地產生塑性變形的現象。蠕變極限 在高溫長時間載荷作用下不致產生過量塑性變形的抗力指標。該指標與常溫下的屈服強度相似。應力腐蝕 金屬在拉應力和特定的化學介質共同作用下，經過一段時間後所產生的低應力脆性斷裂叫應力腐蝕。靜力韌度 材料在靜拉伸時單位體積材料從變形到...
材料力學效能
斷裂是機械和工程構件失效的主要形式之一，它比其它失效形式，如失穩 磨損 腐蝕等，更具有危險性。斷裂是材料的一種十分複雜的行為，在不同的力學 物理和化學環境下，會有不同的斷裂形式。例如，在迴圈應力作用下材料會發生疲勞斷裂，在高溫持久應力作用下會發生蠕變斷裂，在腐蝕環境下會發生應力腐蝕或腐蝕疲勞斷裂等等...
材料力學效能
試說明高溫下金屬蠕變變形的機理與常溫下金屬塑性變形的機理有何不同？答 常溫下金屬塑性變形主要是通過位錯滑移和孿晶進行的，以位錯滑移為主要機制。當滑移面上的位錯運動受阻產生塞積時，必須在更大的切應力作用下才能使位錯重新運動和增值，巨集觀變現為加工硬化現象，或對於螺型位錯，採用交滑移改變滑移面來實現位錯...