螺紋盤條最大力總伸長率不合格原因分析

劉洪芝　范娟　高強

摘? 要：文章對HRB500E ∮6mm的螺紋盤條塑性指標最大力總伸長率Agt不合格原因，從煉鋼控制（化學成分）、軋鋼控制工藝、生產過程（經驗）、試樣制備、與強度關系對比等方面進行了分析，得出最大力總伸長率Agt與抗拉強度呈線性增加關系，搭接點處的冷卻速率慢而使抗拉強度低，斷裂在搭接點處，但臨近搭接點處的其他強度高的部位塑性延伸變形小，是導致最大力總伸長率Agt低的主要原因。

關鍵詞：螺紋盤條;最大力總伸長率Agt;冷卻速率

中圖分類號：TF76? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）18-0117-02

Abstract： This paper analyzes the unqualified factors of threaded rod's maximum total elongation （HRB500E ∮6mm） from the following aspects which are the steelmaking control （chemical component）， the steel rolling process， the production process， the preparation of samples， and the relationship with strength contrast. It is concluded that because of the slow cooling rate at the lap point， the grain structure changes at the lap point， which leads to the low tensile strength of the lap point， while the high tensile strength near the lap point leads to smaller elongation， which eventually leads to the lower maximum total elongation.

Keywords： threaded rod; maximum total elongation Agt; cooling rate

前言

HRB500E螺紋盤條主要用于建筑行業，GB/T1449.2-2018《鋼筋混凝土用鋼第2部分熱軋帶肋鋼筋》中規定最大力總伸長率Agt是力學性能檢測的重要指標，也是衡量其是否合格的一個重要指標。江蘇沙鋼集團生產HRB500及HRB500E系類已有5年，且通過了國家免檢產品的熱軋帶肋鋼筋的產品認證。但本次因第三方檢測實驗室與本公司實驗室檢測的最大總伸長率存在一定誤差，為此本文對HRB500E ∮6mm的螺紋盤條塑性指標最大力總伸長率Agt不合格原因進行了分析。

1 HRB500E ∮6mm螺紋盤條力學性能試驗結果

HRB500E ∮6mm螺紋盤條同一批號取了六支試樣，三支試樣（編號為1，2，3）在第三方人員的見證下本公司實驗室進行了力學性能試驗，三支（4，5，6）送于第三方實驗室進行力學性能試驗。

1.1 本公司HRB500E ∮6mm螺紋盤條力學性能試驗結果

HRB500E ∮6mm螺紋盤條同一批號三支試樣（編號為1，2，3），本公司檢測的屈服強度、抗拉強度、強屈比、屈屈比、最大力總伸長率Agt均符合標準要求，力學性能試驗結果見表1。

1.2 第三方HRB500E ∮6mm螺紋盤條力學性能試驗結果

HRB500E ∮6mm螺紋盤條同一批號三支試樣（編號為4，5，6）送于第三方實驗室，第三方檢測的屈服強度、抗拉強度、強屈比、屈屈比均符合標準要求，但有一支試樣的最大力總伸長率Agt不合格，力學性能試驗結果見表2。

2 螺紋盤條的最大力總伸長率Agt不合格原因分析

2.1 煉鋼控制（成分）分析

第三方現場見證及送檢檢測化學成分均在工藝的設計范圍，HRB500E ∮6mm螺紋盤條的最大力總伸長率Agt不合格原因可能與硫錳夾雜物和氧化物夾雜數量較多，夾雜物的存在破壞了基體的連續性。

2.2 軋鋼控制工藝分析

HRB500E ∮6mm螺紋盤條的最大力總伸長率Agt不合格原因可能因吐絲后，盤螺搭接處溫度較未搭接處高，冷卻速率慢，造成搭接處與未搭接處晶粒尺寸不均勻，等比例延伸不均勻導致螺紋盤條的最大力總伸長率Agt低。

2.3 生產工藝分析

HRB500及HRB500E系列因近5年來每年生產量等原因，無大量數據積累分析，完全沒有考慮到搭接點位置對同圈性能波動影響，仍按原有的生產工藝進行生產，導致性能波動較大和螺紋盤條的最大力總伸長率Agt低。

2.4 第三方實驗室力學性能試驗結果分析

對三支試樣力學性能試驗結果分析，有如下特點：（1）試樣編號4抗拉強度和最大力總伸長率最高;（2）試樣編號5和6抗拉強度一致，但前者下屈服強度低，最大力總伸長率低，而后者下屈服最高，強屈比最低，最大力伸長率居中;（3）三組試樣斷后伸長率以試樣編號5最高，為29%。

基于第（3）點，排除鋼水潔凈度對最大力總伸長率的影響，因為如果是鋼中夾雜物導致的，則斷口伸長率同樣也是最低的。

基于第（1）和（3）點，是否與強度有一定關系還需要數據支撐分析。為此本人對HRB500E ∮6mm螺紋盤條在本公司檢測的力學性能檢測數據進行分析統計，分析結果如圖1、圖2所示;可見，最大力總伸長率與抗拉強度呈線性增加關系，但與下屈服強度無相關性。

對HRB500E ∮6mm螺紋盤條本公司檢測的力學性能抗拉強度的分布進行了統計，最大和最小相差139MPa，說明抗拉強度的離散性大，這種大的離散分析與螺紋盤條吐絲后在斯太爾摩線風冷線上同圈冷卻不均勻相對應，因螺紋盤條搭接處溫度較未搭接處高，搭接點處的冷卻速率慢導致晶粒及組織有所改變，試樣在拉伸的過程中斷裂在搭接點處，使得抗拉強度低;由于搭接點處組織及抗拉強度與其他部位有差異，在拉伸試驗過程中屈服之后至最大力延伸之間變形主要集中在搭接點處，但臨近搭接點處的其他強度高的部位塑性延伸變形小，導致最大力總伸長率Agt低。因此螺紋盤條搭接處溫度較未搭接處高，搭接點處的冷卻速率慢導致晶粒及組織有所改變，試樣在拉伸的過程中斷裂在搭接點處，使得抗拉強度低，是第三方實驗室檢測最大力總伸長率Agt不合格的主要原因。這也與最大力總伸長率Agt隨抗拉強度呈線性增加的關系相吻合。

2.5 試樣制備

主要是矯直試樣，試樣矯直的方法對試驗結果有較大的影響，在相關標準中也未明確規定矯直方法，但必須保證矯直的方法不能影響試樣本身的力學性能。本公司實驗室采用人工矯直，用木榔頭對試樣進行敲直，再進行人工時效，而第三方實驗室試樣的矯直方法，是用專用的試樣矯直機。雖然第三方實驗室只檢測了3支HRB500E ∮6mm試樣，但下屈服強度和抗拉強度比我公司檢測的平均值比，均低約10MPa的強度，這也導致本公司實驗室在屈服強度、抗拉強度及最大力總伸長率Agt試驗結果數據上要高于第三方實驗室。

3 結論

（1）本公司實驗室在試樣制備中與第三方實驗室的試樣制備存在著差異，第三方實驗室采用了專用的矯直機進行試樣矯直，矯直的試樣要比本公司的試樣要平直，致使第三方實驗室檢測的最大力總伸長率Agt比本公司的試驗數據低，矯直試樣的方法是導致本次HRB500E ∮6mm盤條螺紋鋼最大力總伸長率Agt不合格原因之一。

（2）試樣取樣位置為螺紋盤條搭接處，因盤條搭接處溫度較未搭接處高，搭接點處的冷卻速率慢導致晶粒及組織有改變，使得抗拉強度低;由于搭接點處組織及抗拉強度與其他部位有差異，在拉伸試驗過程中屈服之后至最大力延伸之間變形主要集中在搭接點處，臨近搭接點處的其他強度高的部位延伸變形小，綜合下來導致最大力總伸長率低。因此搭接點處的冷卻速率慢導致晶粒及組織有改變，是本次HRB500E ∮6mm盤條螺紋鋼最大總伸長率不合格的主要原因。

參考文獻：

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