Page 24 - 理化检验-物理分册2021年第七期

张树勋, 等:里氏硬度换算建筑结构钢材强度的影响因素及相对偏差

曲线绘制在同一张图上进行对比, 见图 2 , 图中: 1 为 且对于 厚 度 小 于 25 mm 的 钢 板 试 样, 都 没 有 按 照

绳钦柱等的研究; 2 为刘开祥的研究; 3 为方平等的 GB / T17394. — 2014 《 金属材料 里氏硬度试验 第1部
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研究。为了更好地说明换算结果的差别, 将里氏硬 分: 试验方法》 的技术要求进行刚性支承和( 或) 耦合。
度分别换算成抗拉强度进行对比, 结果见表 4 。由 从能量角度进行理论分析, 里氏硬度检测原理
图 2 和表 4 可以看出, 对于同样的里氏硬度检测结 为将一个保持恒定能量( W A ) 的冲击体弹射到静止
果, 3 种抗拉强度换算值相差非常大。 的试样上, 使试样产生弹性和塑性变形, 塑性变形部
), 弹性变形
分吸收了冲击体的一部分冲击动能( W H
部分则储存了残余的冲击动能, 进而转化为弹性势
)。当冲击速度为零时, 压痕中的弹性变形开
能( W R
始恢复, 并推动冲击体回弹, 至弹性变形完全恢复
的动能及相应的回
后, 冲击体又获得了相当于 W R
) 使冲击体回弹 [ 6 ] 。对于较薄的钢板, 直
弹速度( v R
接进行里氏硬度检测, 在里氏硬度计冲头冲击作用
时, 试样会因刚度不足而产生不同程度的位移或弹
动, 严重影响冲头回弹速度, 弹动频率的不同, 会使
图 2 不同方法里氏硬度与抗拉强度换算关系对比图 里氏硬度偏高或偏低 [ 7 ] 。

Fi g .2 Com p arisonchartofconversionrelationshi pofdifferent
为了验证对较薄的钢板进行里氏硬度检测时,

methodsbetweenLeebhardnessandtensilestren g th
不同的试样加工和固定方式对检测结果的影响, 以
表 4 不同方法里氏硬度换算抗拉强度结果对比
及试验室检测结果与工程现场检测结果之间的差

Tab.4 Com p arisonofresultsofconversionoftensile
异, 笔者进行了对比试验。在工程现场, 选取 3 个规

stren g thb yLeebhardness
格的焊接工字梁, 分别在钢梁翼板宽度中间位置、 翼
里氏硬度 绳钦柱等研究的 刘开祥研究的 方平等研究的
板 1 / 4 宽度位置和靠近翼板边缘位置进行里氏硬度
检测值 / HLD 换算值 / MPa 换算值 / MPa 换算值 / MPa

检测。并 对 同 批 次 钢 材 取 样, 加 工 成 宽 3cm 、
270 418.0 273.2 414.8

长 50cm 的条形试样, 打磨去除试样棱角处刺边,
360 533.7 427.5 462.1
分别把试样夹持到试验室刚性试验台和台虎钳上进
450 681.4 648.6 546.7

行 检 测。 检 测 面 处 理 和 数 据 处 理 均 按 GB / T

对比3种换算方法, 试验方法中的差异主要是进 17394.1 — 2014 《 金属材料 里氏硬度试验 第 1 部分:
行 里氏硬度检测时试样的加工和固定方式不同。 而 试验方法》 的要求进行, 硬度检测结果见表 5 。
表 5 不同条件、 不同位置的硬度检测结果

Tab.5 Hardnesstestresultsofdifferentconditionsandp ositions
翼板宽度中间 翼板 1 / 4 宽度 翼板边缘 在刚性平台上 在台虎钳上检测
钢梁规格 / mm
位置的硬度 / HLD 位置的硬度 / HLD 位置的硬度 / HLD 检测的硬度 / HLD 的硬度 / HLD
500×200×6×8 407 387 324 356 412
600×300×6×12 462 447 413 400 432
600×300×10×16 427 386 386 373 408
从表 5 中可以看出, 在工程现场检测时, 对于较 于较薄的钢梁翼板, 检测结果会受到检测位置的影
薄的钢梁翼板, 不同位置的里氏硬度检测结果有明 响, 靠近角钢棱线位置的检测结果高, 距离角钢棱线
显的差异。在钢梁翼板中间位置, 由于腹板的支撑 越远, 检测结果越低。
作用和弹动作用对检测结果的影响较小, 里氏硬度 在试验室检测中, 把条形试样放置在刚性平台
检测结果较高, 越靠近边缘, 里氏硬度检测 结果越 上进行检测时, 因为条形试样表面的平面度达不到
低。绳钦柱等的检测方法是采用混凝土试块与试验 刚性平台的水平, 条形试样与刚性平台之间没有紧
机将角钢或槽钢一边固定, 在另一边进行里氏硬度 密接触, 检测结果会受到钢板弹动作用的影响, 里氏
检测, 试样状态和该现场检测的工字梁状态相似, 对 硬度检测结果较低。把条形试样夹持在台虎钳上进

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