分享：关于热轧带肋钢筋截面维氏硬度检验方法的探讨

摘 要:采用不同载荷对不同规格的热轧带肋钢筋截面基圆外围不封闭环进行了维氏硬度检 验.通过比对分析,探讨了热轧带肋钢筋新国标 GB/T１４９９．２－２０１８中规定的检验方法在使用过 程中存在的问题.结果表明:使用该标准规定的方法进行维氏硬度检验,经常会出现难以测出可靠 结果、测试点不足或不能进行检验的情况;另外由于距离试样边缘位置定位较困难,降低了检验效 率;建议根据试样基圆外围不封闭环的实际情况,选择合适的加载载荷进行维氏硬度检验,在满足 标准要求的前提下优先采用大载荷的试验力进行检验,以提高检验的准确度. 

关键词:热轧带肋钢筋;维氏硬度;GB/T１４９９．２－２０１８;不封闭环 

中图分类号:TG３３５;TG１１５．５ 文献标志码:A 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１８)１２Ｇ０８９４Ｇ０３ 

热轧带肋钢筋(螺纹钢)新标准 GB/T１４９９．２－ ２０１８«钢筋混凝土用钢 第２部分:热轧带肋钢筋»已 于２０１８年１１月１日正式实施.该标准新增了金相 组织检验规定、宏观金相、截面维氏硬度、微观组织 及检验方法等内容,作为判定热轧钢筋和穿水钢筋 的依据,旨在从行业标准上硬性禁止穿水钢筋的市 场流通.GB/T１４９９．２－２０１８的附录B中规定:“按 GB/T４３４０．１进行维氏硬度检验,试样截面维氏硬 度测试的载荷为５kgf,保持时间为１０s.测得 HV０ 和 HV,两点的硬度差值(HV－HV０)不大于４０HV 时判为合格.”其中:HV０为钢筋横截面中心线位置 的硬度,HV 为钢筋横截面基圆外围不同于内部区 域衬度的不封闭环边缘位置的硬度.在进行硬度测 试的过程中,保证硬度值的准确性至关重要,而硬度 计进行硬度测试过程中的相关参数的选择直接影响 到硬度试验结果.笔者通过检验不同载荷下钢筋截面不同厚度的基圆外围不封闭环的维氏硬度,探讨 了新标准中规定的硬度测试方法在使用过程中存在 的问题,并给出了建议. 

１ 试验材料与方法 

以?１６mm 和?２８mm 的 HRB４００E热轧带肋 钢筋作为测试对象,经磨床加工,使上、下底面平行 后,按金相试样制样方法制备试样.化学浸蚀后,试 样截面基圆外围出现不同于内部区域衬度的不封闭 环,分别测试不同载荷下不同规格试样不封闭环的 截面硬度.试验前用标准硬度块对维氏硬度计进行 检验. 

２ 试验结果与讨论 

２．１ ?２８mm 钢筋不同载荷下的硬度 

由图１ 可见:?２８ mm 的 HRB４００E 热轧带肋 钢筋基圆外围有明显不同于内部区域衬度的不封闭 环,且环厚不均匀,最厚约１．２１mm;不封闭环区域 显微组织为回火马氏体,其余区域显微组织为铁素 体＋珠光体.对试样进行金相层磨制样,分别采用 ４．９０３,９．８０７,４９．０３N(即０．５,１,５kgf)载荷检验横 截面基圆外围不封闭环的硬度,结果如表１所示.

由表１可知,３种载荷下,基圆外围不封闭环和 心部的硬度极值差均为５ HV,该值小于硬度计的 最大允许误差[１].故采用３种载荷对试样进行维氏硬度试验的结果等同,可根据试样实际,选择相应载 荷进行维氏硬度测试.但通常试验力越小,压痕对 角线长度越小,测试结果的分散性就越大,故在试样 尺寸受力允许的范围内应根据材料状况尽量采用适 宜的较大载荷进行维氏硬度测试,从而使硬度测试 所得结果更加客观、准确[２]. 

２．２ ?１６mm 钢筋不同载荷下的硬度 

图２ ?１６mmHRB４００E热轧带肋钢筋的宏观组织和微观组织 及硬度压痕形貌 由图２a)可见:?１６mm 的 HRB４００E热轧带肋 钢筋截面显微组织为铁素体＋珠光体;截面基圆外 围存在不封闭环,且环厚不均匀,最厚约０．３５９mm. 分别采用４９．０３,９．８０７N(即５,１kgf)载荷对横截面 基圆外围不封闭环的硬度进行测试,所测压痕位置 和尺 寸 如 图２b)所 示.根 据 GB/T４３４０．１－２００９ «金属材料 维氏硬度试验 第１部分:试验方法»中 ７．５款要求:“任一压痕中心到试样边缘距离,对于 钢、铜及铜合金至少应为压痕对角线长度的２．５倍”以及“两相邻压痕中心之间的距离,对于钢、铜及铜 合金至少应为压痕对角线长度的３倍”,计算压痕应 距试样边缘的最小距离,结果见表２. 

由表２可见,若测试有效,压痕１和压痕２需总 不封闭环厚度不小于０．７５６mm 和０．７７７mm,而实 际不封闭环厚度为０．３５９mm,故按 GB/T４３４０．１－ ２００９,该载荷下的测试不符合标准要求,结果无效. 相邻位置进行９．８０７N(１kgf)载荷的硬度测试,需 总不封闭环的厚度不小于０．３１５mm,不封闭环的厚 度满足试验需求,用该载荷可进行有效测试.在常 规生产应用中,即使不封闭环的厚度满足检验要求, 在按标准进行检验时,由于距离试样边缘位置定位 较困难,检验效率较低[３Ｇ４]. 

３ 结论 

在进行硬度测试时,按国标要求通常至少要取３点进行硬度测试,且对两压痕之间的最短距离也 有要求,若钢筋截面基圆外围不封闭环较少或较薄, 按１４９９．２－２０１８中附录 B．２．３进行检验时,一方面 很难测出可靠结果,另一方面会出现测试点不足或 不能进行检验的情况.故建议应根据试样基圆外围 不封闭环的实际情况,选择合适的加载载荷进行维 氏硬度测试,且在满足标准要下的情况下优先采用 大载荷的试验力进行检验.在常规的生产检验中, 建议引入 先 进 的 检 验 设 备,以 提 高 检 验 效 率 和 准 确率.

参考文献: 

[１] 全国试验机标准化技术委员会．金属 材 料 维 氏 硬 度 试 验 第 ２ 部 分:硬 度 计 的 检 验 与 标 准:GB/T ４３４０．２－２０１２[S]．北京:中国标准出版社,２０１３． 

[２] 白新房,张小明,陈绍楷．试验力选择对维氏硬度值 的影响[J]．理化检验(物理分册),２００７,４３(１１):５６０Ｇ ５６２． 

[３] 乐金涛．我国硬度计制造行业的发展现状及方向[J]． 理化检验(物理分册),２０１７,５３(６):３７９Ｇ３８１． 

[４] 杨洁,王波,管跃峰,等．现代硬度测试设备的新功能 拓展[J]．理化检验(物理分册),２０１７,５３(６):３８２Ｇ３８６．

文章来源——材料与测试网