应变时效敏感性
A. 什么是加工硬化在生产中有什么实际意义
金属材料经压力加工(如轧制、锻造、挤压、拉丝和冲压等)变形后,不仅改变了其外形尺寸,而且也使内部组织和性能发生变化。例如,经冷塑性变形后,金属的强度、硬度显著提高而塑性、韧性下降,也就是常称的加工硬化或形变强化。
经热塑性变形后,强度提高不明显,但塑性和韧性会有所改善。不过,若压力加工工艺不当,在变形量超过金属的塑性值后,将会产生裂纹或断裂。
实际意义:加工硬化是强化金属(提高强度)的方法之一,对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。
例如可以用冷拉、滚压和喷丸等工艺,提高金属材料、零件和构件的表面强度;或者零件受力后,某些部位局部应力常超过材料的屈服极限,引起塑性变形,由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展,可提高零件和构件的安全度。
(1)应变时效敏感性扩展阅读
如果材料在屈服后一定的塑性变形处卸载,随后立即再拉伸,则屈服平台不再出现,即下图中的BAC。
若卸载后在室温停留较长时间,或在较高温度下停留一定时间后,再进行拉伸,又出现屈服现象,即曲线将沿BDC进行,这种现象称为应变时效。显然,应变时效也是一种加工硬化现象。应变时效也会导致材料的强度与硬度升高,而塑性、韧性的下降。
在塑性变形超过一定比例后,如果即进行再结晶退火,已经消除了加工硬化引起的强度增加、韧性下降,通常也无需要考虑再次加载后还有没有屈服现象了另。
通常以钢材应变时效前后其冲击韧性降低的百分比,来衡量钢材对应变时效的敏感程度,称为应变时效敏感性系数。有专门的国标,GB/T 4160-2004《钢的应变时效敏感性试验方法(夏比冲击法)》。
但由于已经有其他韧性指标,包括GB/T 150、GB/T 713等标准都没有提到这个应变时效敏感性系数。
B. 钢材的时效冲击试验是什么
测定钢经受规定应变并人工时效后的冲击吸收功,将经受与未经受规定应变并人工时效的冲击吸收功进行比较,得出钢的应变时效敏感性系数,表征钢的应变时效敏感性。
试验条件和步骤
1 一般应采用拉伸应变。拉伸时样坯的夹持应尽量使其纵轴与试验机拉力中心保持一致,试验机夹头到拉伸样坯标距两端的距离应不小于10 mm。拉伸速度应控制在GB/T 228中规定的测定抗拉强度的试验速度以内。
样坯拉伸应变量应按照相关产品标准或供需双方协议规定执行。如未具体规定,一般非合金钢的残余应变量应为10%,合金钢应为5%,其偏差均为士0.5%.
拉伸样坯上应标有120m m或170m m的标距。经受应变时效后制备的冲击试样应在拉伸样坯标距范围内。
2 根据相关产品标准或供需双方协议,允许采用压缩应变。压缩时应垂直于样坯轧制面缓慢施加压力,直到获得与7.1条规定相一致的残余应变量。
3 样坯应变应在10'C ^-35℃室温下进行。
4 应变后所制备的试样应根据相关产品标准或供需双方协议所规定的条件进行人工时效。如未具体规定,试样可在250℃士10℃下均匀加热,并在该温度下保温1h,然后在空气中冷却至室温。允许用应变后截断的样坯或磨光之前的试样进行人工时效。
5 冲击试验应按照GB/T 229的规定进行。测定应变时效敏感性系数时,未经受应变时效与经受应变时效状态的试验应在同一台冲击试验机上进行。
6 冲击试验温度应在相关产品标准或供需双方协议中规定。如未具体规定,室温试验应在10℃一35℃进行,对试验温度要求严格的试验应在20℃ 士2℃进行。测定应变时效敏感性系数时,未经受应变时效与经受应变时效状态的冲击试验温度应相同。
7.测定应变时效冲击吸收功的冲击试样数量应在相关产品标准或供需双方协议中规定。如未具体规定,一般不应少于三个。测定应变时效敏感性系数所用的冲击试样一般不应少于六个:其中三个是未经受应变时效状态的,另外三个是应变时效状态的。
C. 钢材的实效期限是什么
测定钢经受规定应变并人工时效后的冲击吸收功,将经受与未经受规定应变并人工时效的冲击吸收功进行比较,得出钢的应变时效敏感性系数,表征钢的应变时效敏感性。
试验条件和步骤
1 一般应采用拉伸应变。拉伸时样坯的夹持应尽量使其纵轴与试验机拉力中心保持一致,试验机夹头到拉伸样坯标距两端的距离应不小于10 mm。拉伸速度应控制在gb/t 228中规定的测定抗拉强度的试验速度以内。
样坯拉伸应变量应按照相关产品标准或供需双方协议规定执行。如未具体规定,一般非合金钢的残余应变量应为10%,合金钢应为5%,其偏差均为士0.5%.
拉伸样坯上应标有120m m或170m m的标距。经受应变时效后制备的冲击试样应在拉伸样坯标距范围内。
2 根据相关产品标准或供需双方协议,允许采用压缩应变。压缩时应垂直于样坯轧制面缓慢施加压力,直到获得与7.1条规定相一致的残余应变量。
3 样坯应变应在10℃-35℃室温下进行。
4 应变后所制备的试样应根据相关产品标准或供需双方协议所规定的条件进行人工时效。如未具体规定,试样可在250℃士10℃下均匀加热,并在该温度下保温1h,然后在空气中冷却至室温。允许用应变后截断的样坯或磨光之前的试样进行人工时效。
5 冲击试验应按照gb/t 229的规定进行。测定应变时效敏感性系数时,未经受应变时效与经受应变时效状态的试验应在同一台冲击试验机上进行。
6 冲击试验温度应在相关产品标准或供需双方协议中规定。如未具体规定,室温试验应在10℃-35℃进行,对试验温度要求严格的试验应在20℃ 士2℃进行。测定应变时效敏感性系数时,未经受应变时效与经受应变时效状态的冲击试验温度应相同。
7.测定应变时效冲击吸收功的冲击试样数量应在相关产品标准或供需双方协议中规定。如未具体规定,一般不应少于三个。测定应变时效敏感性系数所用的冲击试样一般不应少于六个:其中三个是未经受应变时效状态的,另外三个是应变时效状态的。
D. 金属应变时效敏感性为什么随着含碳量的增加而降低
随着金属中含碳量的增高 那么金属的延展性逐渐降低 而硬度增加。
金属应变时效敏感性 说通俗点儿就是指金属在受到外力时对外力所产生变化的快和慢。
含碳越高 就越脆 所以敏感性就降低了。
E. 钢筋的性能
钢筋工艺性能包括许多项目,针对不同产品的特点可提出不同的要求,如普通钢筋要求进行弯曲和反向弯曲(反弯)试验,某些预应力钢材则要求进行反复弯曲、扭转、缠绕试验。
所有这些试验的形式不同程度地模拟了材料在实际使用时可能涉及的工艺加工方式,如普通钢筋需要弯钩或弯曲成型,预应力钢丝有时需缠绕等,而其目的就是考核材料对这些特定塑性变形的极限承受能力,因而工艺性能也是对材料的塑性要求,且与上述延性(伸长率)要求是相通的,一般来说伸长率大的钢材,其工艺性能也好。
然而与拉伸时的单向受力状态相比,工艺性能试验的受力状态就复杂得多,试样变形类型与大小则各向(轴向、径向)不同,钢材的组织结构、晶粒大小、有害残余元素含量特别是内部和表面任何影响连续变形的缺陷如裂纹、夹杂等都可能影响和导致试验不通过。所以在某种意义上,对于考核钢材的质量,可以说工艺性能试验更为严格。
另外钢筋的反向弯曲试验本质上是一项应变时效敏感性试验这是由于钢水中一般都含有一定数量的游离氮(N),也称残余氮,含量过高时,可导致钢材经塑性变形后在室温下脆化。
由于钢筋常常需弯曲成型以后使用,已经产生了塑性变形,如果材性变脆,结构就不能承受使钢筋再产生塑性变形的外加荷载(如地震),所以国内外都将反弯试验作为一项重要技术要求列入钢筋标准,同时对钢的氮含量予以限制(不超过0.012%)。
研究表明,用于钢的微合金化的一些元素如钒、钛、铌等,特别是钒与氮有极好的亲和力,钢中加入钒可有效结合自由氮,钒与氮的结合还能进一步增强钒对钢的强化效果,因此有些标准也注明“如果有足够的与氮结合的元素存在氮含量可以高出标准规定”。
手法
由于锚固剂是以高强度材料作为骨料,以胶凝材料为结合剂,辅以高流态微膨胀防离析等物质配制而成,其成分以无机材料为主,有机材料为辅,对钢筋无锈蚀作用。因此,能在几小时内产生一定的锚固力。具有快凝、快硬、高强、无收缩、剪切强度高、贯入阻力小等特点。本工法适用于所有矿山巷道、隧道、水利、边坡支护等工程3m以内围岩层锚杆的支护。 钢筋的机械性能通过试验来测定,测量钢筋质量标准的机械性能有屈服点、抗拉强度、伸长率,冷弯性能等指标。
屈服点(fy)
当钢筋的应力超过屈服点以后,拉力不增加而变形却显著增加,将产生较大的残余变形时,以这时的拉力值除以钢筋的截面积所得到的钢筋单位面积所承担的拉力值,就是屈服点σs°
抗拉强度(fu)
抗拉强度就是以钢筋被拉断前所能承担的最大拉力值除以钢筋截面积所得的拉力值,抗拉强度又称为极限强度。它是应力一应变曲线中最大的应力值,虽然在强度计算中没有直接意义,但却是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。因为:
(1)抗拉强度是钢筋在承受静力荷载的极限能力,可以表示钢筋在达到屈服点以后还有多少强度储备,是抵抗塑性破坏的重要指标。
(2)钢筋有熔炼、轧制过程中的缺陷,以及钢筋的化学成分含量的不稳定,常常反映到抗拉强度上,当含碳量过高,轧制终止时温度过低,抗拉强度就可能很高;当含碳量少,钢中非金属夹杂物过多时,抗拉强度就较低。
(3)抗拉强度的高低,对钢筋混凝土结构抵抗反复荷载的能力有直接影响。
伸长率
伸长率是应力一应变曲线中试件被拉断时的最大应变值,又称延伸率,它是衡量钢筋塑性的一个指标,与抗拉强度一样,也是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。
伸长率的计算,是钢筋在拉力作用下断裂时,被拉长的那部分长度占原长的百分比。把试件断裂的两段拼起来,可量得断裂后标距段长L1(见图1-6),减去标距原长L0就是塑性变形值,此值与原长的比率用δ表示,即
伸长率δ值越大,表明钢材的塑性越好。伸长率与标距有关,对热轧钢筋的标距取试件直径的10倍长度作为测量的标准,其伸长率以δ10表示。对于钢丝取标距长度为100mm作为测最检验的标准,以δ100表示。对于钢绞线则为δ200。
冷弯性能
冷弯性能是指钢筋在经冷加工(即常温下加工)产生塑性变形时,对产生裂缝的抵抗能力。冷弯试验是测定钢筋在常温下承受弯曲变形能力的试验。试验时不应考虑应力的大小,而将直径为d的钢筋试件,绕直径为D的弯心(D规定有1d、3d、4d、5d)弯成180°或90°(见图1-7)。然后检查钢筋试样有无裂缝、鳞落、断裂等现象,以鉴别其质量是否合乎要求,冷弯试验是一种较严格的检验,能揭示钢筋内部组织不均匀等缺陷。 1)钢筋的力学性能应符合下表规定:牌号公称直径mmσs(或σp0.2) 牌号 公称直径mm σs(或σp0.2)
Mpa σb
MPa δ5
% HRB335 6-25
28-50 335 490 16 HRB400 6-25
28-50 400 570 14 HRB500 6-25
28-50 500 630 12 2)钢筋在最大力下的总伸长率δgt不小于2.5%。供方如能保证,可不作检验。
3)根据需方要求,可供应满足下列条件的钢筋:
a)钢筋实测抗拉强度与实测屈服点之比不小于1.25;
b)钢筋实测屈服点与上表规定的最小屈服点之比不大于1.30。4、工艺性能
4)弯曲性能
按下表规定的弯心直径弯曲180度后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。牌号公称直径a
5)反向弯曲性能
根据需方要求,钢筋可进行反向弯曲性能试验。
反向弯曲试验的弯心直径比弯曲试验相应增加一个钢筋直径。先正向弯曲45度,后反向弯曲23度,后反向弯曲23度。经反向弯曲试验后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。
F. 什么是时效冲击试验
时效冲击试验是将试样先进行一定量的变形,再加工成标准冲击试样,在一定温度下保存一定时间,然后再进行的冲击试验。
钢材经塑性变形后,在室温或一定温度下放置一段时间后出现强度上升、韧性降低的现象称为时效。时效冲击试验是20世纪60年代由前苏联专家设计,模拟构件的服役状况,检测钢材韧性的一种试验方法,时效敏感性是钢材的重要指标。
G. 钢筋双层用什么符号
X:Y 或B T,具体可参考16G101图集
H. 应变时效敏感性试样塑性变形量需要换算吗
时效
冲击试验
是将试样先进行一定量的变形,再加工成标准冲击试样,在一定温度下保存一定时间,然后再进行的冲击试验。
钢材经
塑性变形
后,在室温或一定温度下放置一段时间后出现强度上升、韧性降低的现象称为时效。时效冲击试验是
20世纪60年代
由前苏联专家设计,模拟构件的服役状况,检测钢材韧性的一种试验方法,时效敏感性是钢材的重要指标。
I. 金属应变时效敏感性为什么随着含碳量的增加而降低
随着金属中含碳量的增高
那么金属的延展性逐渐降低
而硬度增加。
金属应变时效敏感性
说通俗点儿就是指金属在受到外力时对外力所产生变化的快和慢。
含碳越高
就越脆
所以敏感性就降低了。