摘 要:采用不同載荷對(duì)不同規(guī)格的熱軋帶肋鋼筋截面基圓外圍不封閉環(huán)進(jìn)行了維氏硬度檢 驗(yàn).通過比對(duì)分析,探討了熱軋帶肋鋼筋新國(guó)標(biāo) GB/T１４９９．２－２０１８中規(guī)定的檢驗(yàn)方法在使用過 程中存在的問題.結(jié)果表明:使用該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行維氏硬度檢驗(yàn),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)難以測(cè)出可靠 結(jié)果、測(cè)試點(diǎn)不足或不能進(jìn)行檢驗(yàn)的情況;另外由于距離試樣邊緣位置定位較困難,降低了檢驗(yàn)效 率;建議根據(jù)試樣基圓外圍不封閉環(huán)的實(shí)際情況,選擇合適的加載載荷進(jìn)行維氏硬度檢驗(yàn),在滿足 標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下優(yōu)先采用大載荷的試驗(yàn)力進(jìn)行檢驗(yàn),以提高檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度. 

關(guān)鍵詞:熱軋帶肋鋼筋;維氏硬度;GB/T１４９９．２－２０１８;不封閉環(huán) 

中圖分類號(hào):TG３３５;TG１１５．５ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):１００１Ｇ４０１２(２０１８)１２Ｇ０８９４Ｇ０３ 

熱軋帶肋鋼筋(螺紋鋼)新標(biāo)準(zhǔn) GB/T１４９９．２－ ２０１８«鋼筋混凝土用鋼 第２部分:熱軋帶肋鋼筋»已 于２０１８年１１月１日正式實(shí)施.該標(biāo)準(zhǔn)新增了金相 組織檢驗(yàn)規(guī)定、宏觀金相、截面維氏硬度、微觀組織 及檢驗(yàn)方法等內(nèi)容,作為判定熱軋鋼筋和穿水鋼筋 的依據(jù),旨在從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上硬性禁止穿水鋼筋的市 場(chǎng)流通.GB/T１４９９．２－２０１８的附錄B中規(guī)定:“按 GB/T４３４０．１進(jìn)行維氏硬度檢驗(yàn),試樣截面維氏硬 度測(cè)試的載荷為５kgf,保持時(shí)間為１０s.測(cè)得 HV０ 和 HV,兩點(diǎn)的硬度差值(HV－HV０)不大于４０HV 時(shí)判為合格.”其中:HV０為鋼筋橫截面中心線位置 的硬度,HV 為鋼筋橫截面基圓外圍不同于內(nèi)部區(qū) 域襯度的不封閉環(huán)邊緣位置的硬度.在進(jìn)行硬度測(cè) 試的過程中,保證硬度值的準(zhǔn)確性至關(guān)重要,而硬度 計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試過程中的相關(guān)參數(shù)的選擇直接影響 到硬度試驗(yàn)結(jié)果.筆者通過檢驗(yàn)不同載荷下鋼筋截面不同厚度的基圓外圍不封閉環(huán)的維氏硬度,探討 了新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的硬度測(cè)試方法在使用過程中存在 的問題,并給出了建議. 

１ 試驗(yàn)材料與方法 

以?１６mm 和?２８mm 的 HRB４００E熱軋帶肋 鋼筋作為測(cè)試對(duì)象,經(jīng)磨床加工,使上、下底面平行 后,按金相試樣制樣方法制備試樣.化學(xué)浸蝕后,試 樣截面基圓外圍出現(xiàn)不同于內(nèi)部區(qū)域襯度的不封閉 環(huán),分別測(cè)試不同載荷下不同規(guī)格試樣不封閉環(huán)的 截面硬度.試驗(yàn)前用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊對(duì)維氏硬度計(jì)進(jìn)行 檢驗(yàn). 

２ 試驗(yàn)結(jié)果與討論 

２．１ ?２８mm 鋼筋不同載荷下的硬度 

由圖１ 可見:?２８ mm 的 HRB４００E 熱軋帶肋 鋼筋基圓外圍有明顯不同于內(nèi)部區(qū)域襯度的不封閉 環(huán),且環(huán)厚不均勻,最厚約１．２１mm;不封閉環(huán)區(qū)域 顯微組織為回火馬氏體,其余區(qū)域顯微組織為鐵素 體＋珠光體.對(duì)試樣進(jìn)行金相層磨制樣,分別采用 ４．９０３,９．８０７,４９．０３N(即０．５,１,５kgf)載荷檢驗(yàn)橫 截面基圓外圍不封閉環(huán)的硬度,結(jié)果如表１所示.

由表１可知,３種載荷下,基圓外圍不封閉環(huán)和 心部的硬度極值差均為５ HV,該值小于硬度計(jì)的 最大允許誤差[１].故采用３種載荷對(duì)試樣進(jìn)行維氏硬度試驗(yàn)的結(jié)果等同,可根據(jù)試樣實(shí)際,選擇相應(yīng)載 荷進(jìn)行維氏硬度測(cè)試.但通常試驗(yàn)力越小,壓痕對(duì) 角線長(zhǎng)度越小,測(cè)試結(jié)果的分散性就越大,故在試樣 尺寸受力允許的范圍內(nèi)應(yīng)根據(jù)材料狀況盡量采用適 宜的較大載荷進(jìn)行維氏硬度測(cè)試,從而使硬度測(cè)試 所得結(jié)果更加客觀、準(zhǔn)確[２]. 

２．２ ?１６mm 鋼筋不同載荷下的硬度 

圖２ ?１６mmHRB４００E熱軋帶肋鋼筋的宏觀組織和微觀組織 及硬度壓痕形貌 由圖２a)可見:?１６mm 的 HRB４００E熱軋帶肋 鋼筋截面顯微組織為鐵素體＋珠光體;截面基圓外 圍存在不封閉環(huán),且環(huán)厚不均勻,最厚約０．３５９mm. 分別采用４９．０３,９．８０７N(即５,１kgf)載荷對(duì)橫截面 基圓外圍不封閉環(huán)的硬度進(jìn)行測(cè)試,所測(cè)壓痕位置 和尺 寸 如 圖２b)所 示.根 據(jù) GB/T４３４０．１－２００９ «金屬材料 維氏硬度試驗(yàn) 第１部分:試驗(yàn)方法»中 ７．５款要求:“任一壓痕中心到試樣邊緣距離,對(duì)于 鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的２．５倍”以及“兩相鄰壓痕中心之間的距離,對(duì)于鋼、銅及銅 合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的３倍”,計(jì)算壓痕應(yīng) 距試樣邊緣的最小距離,結(jié)果見表２. 

由表２可見,若測(cè)試有效,壓痕１和壓痕２需總 不封閉環(huán)厚度不小于０．７５６mm 和０．７７７mm,而實(shí) 際不封閉環(huán)厚度為０．３５９mm,故按 GB/T４３４０．１－ ２００９,該載荷下的測(cè)試不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,結(jié)果無效. 相鄰位置進(jìn)行９．８０７N(１kgf)載荷的硬度測(cè)試,需 總不封閉環(huán)的厚度不小于０．３１５mm,不封閉環(huán)的厚 度滿足試驗(yàn)需求,用該載荷可進(jìn)行有效測(cè)試.在常 規(guī)生產(chǎn)應(yīng)用中,即使不封閉環(huán)的厚度滿足檢驗(yàn)要求, 在按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),由于距離試樣邊緣位置定位 較困難,檢驗(yàn)效率較低[３Ｇ４]. 

３ 結(jié)論 

在進(jìn)行硬度測(cè)試時(shí),按國(guó)標(biāo)要求通常至少要取３點(diǎn)進(jìn)行硬度測(cè)試,且對(duì)兩壓痕之間的最短距離也 有要求,若鋼筋截面基圓外圍不封閉環(huán)較少或較薄, 按１４９９．２－２０１８中附錄 B．２．３進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),一方面 很難測(cè)出可靠結(jié)果,另一方面會(huì)出現(xiàn)測(cè)試點(diǎn)不足或 不能進(jìn)行檢驗(yàn)的情況.故建議應(yīng)根據(jù)試樣基圓外圍 不封閉環(huán)的實(shí)際情況,選擇合適的加載載荷進(jìn)行維 氏硬度測(cè)試,且在滿足標(biāo)準(zhǔn)要下的情況下優(yōu)先采用 大載荷的試驗(yàn)力進(jìn)行檢驗(yàn).在常規(guī)的生產(chǎn)檢驗(yàn)中, 建議引入 先 進(jìn) 的 檢 驗(yàn) 設(shè) 備,以 提 高 檢 驗(yàn) 效 率 和 準(zhǔn) 確率.

參考文獻(xiàn): 

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[３] 樂金濤．我國(guó)硬度計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及方向[J]． 理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)),２０１７,５３(６):３７９Ｇ３８１． 

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文章來源——材料與測(cè)試網(wǎng)