Page 41 - 理化检验-物理分册2023年第九期

尹亚豪, 等: 预应力精轧螺纹钢筋断裂原因

图5 断口附近表面的微观形貌
源区附近表面存在腐蚀坑, 非断裂源区钢筋表面无 显微镜下观察, 结果如图6所示。由图6可知: 试样
明显腐蚀坑; 断裂源区附近螺纹根部存在裂纹。 近表面处组织为回火马氏体, 心部组织为珠光体+
1.3.3 金相检验 贝氏体+少量铁素体; 断裂源区附近纵截面可观察

在钢筋断口附近取样, 将试样腐蚀后置于光学 到腐蚀坑, 部分深度达到0.31mm 。

图6 断裂钢筋的显微组织形貌
1.4 力学性能测试 采用显微硬度计对断裂钢筋的近表面处和心部

在断裂钢筋上取样, 对试样进行拉伸试验, 结果 进行硬度测试, 试验力为 4.90N , 试验力保持时间
如表2所示。取与断裂钢筋同批次的正常钢筋进行 为10s , 测试结果如表4所示。由表4可知: 钢筋近

松弛和疲劳试验, 结果如表3所示。由表2 , 3可知: 表面处的硬度远高于心部的硬度。
该批次钢筋的力学性能符合 GB / T20065 — 2016的 表4 断裂钢筋的硬度测试结果 HV

要求。 项目 近表面处 心部
表2 断裂钢筋的拉伸试验结果 实测值 489 , 511 , 509 359 , 333 , 376
屈服强 抗拉强 断后伸 断面收
项目 2 综合分析
度 / MPa 度 / MPa 长率 / % 缩率 / %

实测值 1080 1340 10.0 5.8 由上述理化检验结果可知: 该断裂钢筋的化学
标准值 ≥930 ≥1080 ≥7.0 ≥3.5

成分、 力学性能均满足 GB / T20065 — 2016的要求。
断裂起源于表面螺纹根部, 螺纹根部属于结构上的
表3 正常钢筋的松弛和疲劳试验结果
应力集中处。断裂源区主要呈沿晶脆性断裂特征,

检测项目 1000h后应力松弛率 / % 疲劳试验结果
断面存在腐蚀产物, 其含有 Fe 、 O 、 S 、 Cl 等元素。钢
钢筋经受 2×10 次

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筋近表面处组织为回火马氏体, 硬度约为500HV ,

实测值 1.6 705.17kN~950.29kN
断裂源区附近部分腐蚀坑深度达到0.31mm 。在冷
脉动载荷后未断裂
却过程中, 钢筋表面的冷却速率大于心部的冷却速
钢筋应能经受 2×10 次

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率, 钢筋表面首先形成马氏体, 而心部一般不会形成

标准值 ≤4.0 705.17kN~950.29kN

脉动载荷后而不断裂 马氏体 [ 2 ] 。一般来说, 硬度较高的马氏体对应力腐
蚀比较敏感, 钢筋表面的腐蚀坑进一步加剧了应力
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