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

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

中圖分類號:TG３３５;TG１１５．５ 文獻標志碼:A 文章編號:１００１Ｇ４０１２(２０１８)１２Ｇ０８９４Ｇ０３ 

熱軋帶肋鋼筋(螺紋鋼)新標準 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日正式實施.該標準新增了金相 組織檢驗規(guī)定、宏觀金相、截面維氏硬度、微觀組織 及檢驗方法等內容,作為判定熱軋鋼筋和穿水鋼筋 的依據(jù),旨在從行業(yè)標準上硬性禁止穿水鋼筋的市 場流通.GB/T１４９９．２－２０１８的附錄B中規(guī)定:“按 GB/T４３４０．１進行維氏硬度檢驗,試樣截面維氏硬 度測試的載荷為５kgf,保持時間為１０s.測得 HV０ 和 HV,兩點的硬度差值(HV－HV０)不大于４０HV 時判為合格.”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部區(qū) 域襯度的不封閉環(huán)邊緣位置的硬度.在進行硬度測 試的過程中,保證硬度值的準確性至關重要,而硬度 計進行硬度測試過程中的相關參數(shù)的選擇直接影響 到硬度試驗結果.筆者通過檢驗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 了新標準中規(guī)定的硬度測試方法在使用過程中存在 的問題,并給出了建議. 

１ 試驗材料與方法 

以?１６mm 和?２８mm 的 HRB４００E熱軋帶肋 鋼筋作為測試對象,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.化學浸蝕后,試 樣截面基圓外圍出現(xiàn)不同于內部區(qū)域襯度的不封閉 環(huán),分別測試不同載荷下不同規(guī)格試樣不封閉環(huán)的 截面硬度.試驗前用標準硬度塊對維氏硬度計進行 檢驗. 

２ 試驗結果與討論 

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.對試樣進行金相層磨制樣,分別采用 ４．９０３,９．８０７,４９．０３N(即０．５,１,５kgf)載荷檢驗橫 截面基圓外圍不封閉環(huán)的硬度,結果如表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,該值小于硬度計的 最大允許誤差[１].故采用３種載荷對試樣進行維氏硬度試驗的結果等同,可根據(jù)試樣實際,選擇相應載 荷進行維氏硬度測試.但通常試驗力越小,壓痕對 角線長度越小,測試結果的分散性就越大,故在試樣 尺寸受力允許的范圍內應根據(jù)材料狀況盡量采用適 宜的較大載荷進行維氏硬度測試,從而使硬度測試 所得結果更加客觀、準確[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)載荷對橫截面 基圓外圍不封閉環(huán)的硬度進行測試,所測壓痕位置 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 第１部分:試驗方法»中 ７．５款要求:“任一壓痕中心到試樣邊緣距離,對于 鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的２．５倍”以及“兩相鄰壓痕中心之間的距離,對于鋼、銅及銅 合金至少應為壓痕對角線長度的３倍”,計算壓痕應 距試樣邊緣的最小距離,結果見表２. 

由表２可見,若測試有效,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 際不封閉環(huán)厚度為０．３５９mm,故按 GB/T４３４０．１－ ２００９,該載荷下的測試不符合標準要求,結果無效. 相鄰位置進行９．８０７N(１kgf)載荷的硬度測試,需 總不封閉環(huán)的厚度不小于０．３１５mm,不封閉環(huán)的厚 度滿足試驗需求,用該載荷可進行有效測試.在常 規(guī)生產(chǎn)應用中,即使不封閉環(huán)的厚度滿足檢驗要求, 在按標準進行檢驗時,由于距離試樣邊緣位置定位 較困難,檢驗效率較低[３Ｇ４]. 

３ 結論 

在進行硬度測試時,按國標要求通常至少要取３點進行硬度測試,且對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進行檢驗時,一方面 很難測出可靠結果,另一方面會出現(xiàn)測試點不足或 不能進行檢驗的情況.故建議應根據(jù)試樣基圓外圍 不封閉環(huán)的實際情況,選擇合適的加載載荷進行維 氏硬度測試,且在滿足標準要下的情況下優(yōu)先采用 大載荷的試驗力進行檢驗.在常規(guī)的生產(chǎn)檢驗中, 建議引入 先 進 的 檢 驗 設 備,以 提 高 檢 驗 效 率 和 準 確率.

參考文獻: 

[１] 全國試驗機標準化技術委員會．金屬 材 料 維 氏 硬 度 試 驗 第 ２ 部 分:硬 度 計 的 檢 驗 與 標 準:GB/T ４３４０．２－２０１２[S]．北京:中國標準出版社,２０１３． 

[２] 白新房,張小明,陳紹楷．試驗力選擇對維氏硬度值 的影響[J]．理化檢驗(物理分冊),２００７,４３(１１):５６０Ｇ ５６２． 

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

[４] 楊潔,王波,管躍峰,等．現(xiàn)代硬度測試設備的新功能 拓展[J]．理化檢驗(物理分冊),２０１７,５３(６):３８２Ｇ３８６．

文章來源——材料與測試網(wǎng)