钢筋冷加工后性质变化研究.doc

钢筋冷加工及性质研究钢筋冷加工后性质变化研究对钢筋冷加工后弹性塑性变化的研究分析钢筋内部组织的变化在当今社会中建筑业已成为社会发展不可缺少的部分万地高楼从地起都是建筑业的功劳如今车流车往的路上给我们带来了方便那是现代发展的必经之路如果没有泥水工小康道路行不通说到泥水工钢筋那可是混泥土的骨架在建筑中没有钢筋那就等于汽车没有了汽油跑不动了钢筋在钢筋混泥土里的用量可是很大的如何节约钢筋是值得研究的问题下面就以钢筋的冷加工及性质作为研究钢筋冷加工后力学性能得到了提高一性质变化用冷拉或冷拔的冷加工方法可以提高热轧钢筋的强度冷拉时钢筋的冷拉应力值必须超过钢筋的屈服强度冷拉后经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高这种现象称为时效硬化时效硬化和温度有很大关系温度过高度以上强度反而有所将低而塑性性能却有所增加温度超过度钢材会恢复到冷拉前的力学性能不会发生时效硬化二建筑钢材主要机械性能包括强塑性冷弯试验韧性及可焊性强度与塑性建筑钢材的强度和塑性一般由常温静载下单向拉伸试验曲线表明该试验是将钢材的标准试件在拉伸试验机上在常温下规定的加荷速度逐渐施加拉力荷载使试件逐渐伸长直至拉断破坏弹性阶段弹塑性阶段屈服阶段应变硬化阶段颈缩阶段冷弯试验冷弯试验是将钢材按原有厚度做成标准试件放在冷弯试验机上用具有一定弯心直径的冲头在常温下对标准试件中部施加荷载使之弯曲达度然后检查试件表面如果不出现裂纹和起层则认为试件材料冷弯试验合格冷弯试验一方面可以检验钢材能否适应构件加工制作过程中的冷作工艺另方面还可暴露出钢材的内部缺陷由于冷弯试件在试验过程中受到冲头挤压以及弯曲和剪切的作用因此冷弯试验也是考查钢材在复杂应力状态下发展性变形的一项指标试验步骤钢筋在所给定的条件和在力作用下弯曲至规定的弯曲角度试样在力作用下弯曲至两臂相距规定距离且相互平行试样在力作用下弯曲至两臂直接接触试样弯曲至规定弯曲角度试验应将试样放于两支辊上试样轴线应与弯曲压头轴线垂直弯曲压头在两支座之间的中点处对试样连续施加力使其弯曲直至达到规定的弯曲角度注意问题试验一般在的室温范围内进行应缓慢施加弯曲力韧性和可焊性韧性是指钢材抵抗冲击或振动荷载的能力其衡量指标称为冲击韧性值目前我国还没有规定衡量钢筋可焊性的指标钢筋的冷加工强化原理金属的塑性变形是通过位错运动来实现的塑性变形过程中位错运动的阻力主要来自位错本身而在冷加工时依靠机械使钢筋塑性变形时其位错交互作用的增强位错密度提高和变形抗力增大这些方面的相互促进很快导致金属强度和硬度的提高低炭钢试件单向拉伸的曲线可知当拉伸应力从增加超过弹性阶段进入弹性塑性阶段内某一点时这时如果卸荷曲线不会沿着原来的曲线返回至点而是从点开始沿着平行的方向直线下降至应力为时的点产生残余应变段如果再加荷曲线将沿着方向上升至点着意味着经历一次加荷后钢材的弹性极限由原来的点升至点弹性范围加大了如果再继续加荷到点又卸荷曲线将从点沿着与平行的方向降至应力为时的点若再加荷曲线由升至点弹性范围更大低炭钢试件单向拉伸的曲线说明钢材受荷超过弹性范围后若重复加荷卸荷将是钢材弹性极限提高塑性降低这种现象称为应变硬化或冷作硬化论述了变形温度变形速度和变形程度对冷加工钢筋塑性的关系推导并例举了冷加工钢筋变形功引起的温度效应的公式论证了提高钢筋的轧制速度是使冷加工钢筋的延伸率指标稳定达标并有所提高的有力措施时效硬化轧制钢筋放置一段时间后其机械性能也会发生变化钢筋的单向拉伸的曲线会由原来的实线变成虚线一般说来钢筋的冷加工强化包括冷拉可提高屈服度节约材料将热轧钢筋用冷拉设备加力进行张拉经冷拉时效后使之伸长冷拉后屈服强度可提高可节约钢材冷拔此工艺比纯拉伸作用强烈钢筋不仅受拉而且同时受到挤压作用经过一次或多次冷拔后得到的冷拔低碳钢丝其屈服点可提高抗拉强度高塑性低脆性大具有硬质刚才特点冷扎钢筋是将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋可提高其强度及与混凝土的粘接力通常有冷轧带肋和冷轧扭钢筋对冷轧扭钢筋配筋的二跨连续板结构荷载试验性能特别是对冷轧扭钢筋配筋混凝土超静定结构的塑性内力重分布的特性及机理作了探讨阐述了冷轧扭钢筋的表面螺旋效应及均匀延伸率对结构力学性能的影响冷扎扭是将低碳热轧圆盘条经钢筋冷轧扭机组调直冷轧扁冷扭转一次成型具有规定截面尺寸和节距的连续螺旋状钢筋热轧钢筋使被加工钢坯料在高温下通过一对旋转轧辊的间隙各种形状因受轧辊的压缩使材料截面减小长度增加的压力加工方法冷轧扭钢筋是采用低碳钢热轧圆盘条经过调直冷轧冷扭一次加工成型它是一种特殊截面形式的钢筋其特点是强度高粘结性能好加工方便还可节约钢材冷轧扭钢筋的塑性性能进一步阐明了冷轧扭钢筋作为钢筋混凝土用钢筋的可靠性并提出以断面收缩率作为冷轧扭钢筋塑性的判定指标冷轧带肋与冷轧扭工艺相比少了冷扭转切在钢筋表面形成肋装条纹粘结力增强冷轧带肋钢筋是采用普通低碳钢优质碳素钢或低合金钢热轧盘条为母材经多道冷轧减径道压肋并经消除内应力后形成的一种带有面或面横肋的钢筋具有强度高韧性好及锚固性能强的特点可用于预应力构件和现浇混凝土构件中我国自世纪年代后期开始引进冷轧带肋钢筋生产设备先后有南京苏州上海青岛沧州昆明等地分别从德国意大利等国引进套设备世纪年代中期至今国内已建冷轧带肋钢筋生产线约条年生产能力约万分布在个省市近几年来在建设部和各省市建委的大力推动下冷轧带肋钢筋的推广应用工作有了很大进展目前在预制构件中推广应用冷轧带肋钢筋使传统的冷拔低碳钢丝被淘汰在现浇混凝土结构中也有了广泛的应用冷轧带肋钢筋在水泥混凝土路面中的应用对配有不同配筋率的冷轧带肋钢筋混凝土简支标准梁进行了等幅疲劳荷载试验研究针对不同的疲劳破坏形式分析其产生的原因提出了界限配筋率的概念并推导了折断破坏与弯拉破坏之间和弯拉破坏与剪压破坏之间的界限配筋率提出了考虑不同配筋率影响的可供配筋混凝土路面设计参考的疲劳方程通过研究发现受弯构件适当配置冷轧带肋钢筋不仅具有良好的抗裂性能和延性而且其疲劳寿命也有显著提高新型冷轧变形钢筋对一种新型冷轧变形钢筋进行金相分析和力学性能试验结果与热轧圆盘母材和型冷轧扭钢筋作了比较表明其抗拉强度表面硬度比热轧圆盘母材提高了以上而伸长率大于与型冷轧扭钢筋相比其塑性性能获得提高简要介绍了一种新型建筑用钢筋冷轧纵肋钢筋的加工工艺通过对该新型钢筋与加工前的母材作金相对比分析发现该新型钢筋的表面边缘组织晶体形态冷作变化明显的金相显微特征又经拉伸试验验证表明该新型钢筋具有与一般冷加工钢筋所不同的曲线虽然抗拉强度超过但其最大力下总伸率仍可达到以上说明该新型钢筋具有较大塑性变形能力是一种较理想的强度与塑性优化品种并对一定数量样本试验结果进行数理统计分析得出了该新型钢筋品种的极限抗拉强度拉断伸长率最大力下总伸长率等一系列机械性能特征值可供相关标准编制和工程应用参考总结由以上一二三描述可知钢筋冷加工后其内部组成成分由原来密实整齐发生错位重排列造成了内力重分布导致钢筋内部的形成了新的平衡而这种平衡由作用力和反作用力比未冷加工之前的要大即钢筋的弹性性能范围加大了应变也大了钢材弹性极限提高塑性降低建筑工程中大量使用的钢筋采用冷加工强化具有明显的经济效益但冷加工后钢筋的屈强比较大安全储备较小尤其是冷拔钢丝所以在强调安全性的重要建筑物的施工现场越来越少用到钢筋的冷加工钢筋在安全性要求不是很高的建筑中为了节约钢筋的用量从经济的角度考虑尽量多用冷加工过的钢筋实现我国节约形社会为国民经济和谐稳定作贡献