QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM KÉO THÉP
(Theo TCVN 197-1:2014 – Vật liệu kim loại – Thử kéo ở nhiệt độ phòng)
1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm kéo thép nhằm xác định các chỉ tiêu cơ lý quan trọng của vật liệu như:
- Giới hạn chảy (ReH hoặc Rp0,2)
- Giới hạn bền kéo (Rm)
- Độ giãn dài tương đối sau khi đứt (A)
- Độ thắt tiết diện (Z) khi có yêu cầu
Kết quả là cơ sở để đánh giá chất lượng thép theo tiêu chuẩn sản phẩm và yêu cầu thiết kế.
2. Phạm vi áp dụng
Áp dụng cho các loại thép dùng trong xây dựng:
- Thép thanh tròn trơn
- Thép thanh vằn (CB240, CB300, CB400, CB500…)
- Thép tấm, thép hình
- Mẫu gia công tiêu chuẩn
Thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng (10°C – 35°C).
3. Thiết bị thí nghiệm
- Máy kéo nén vạn năng có cấp chính xác phù hợp theo TCVN 197-1
- Bộ ngàm kẹp chuyên dụng cho thép thanh hoặc thép tấm
- Thiết bị đo biến dạng (extensometer) khi xác định Rp0,2
- Thước cặp, thước đo chiều dài có độ chính xác phù hợp
- Hệ thống ghi nhận và xử lý dữ liệu tự động
Toàn bộ thiết bị được kiểm định, hiệu chuẩn định kỳ theo quy định.
4. Chuẩn bị mẫu thử
4.1. Lấy mẫu
Mẫu được lấy đại diện theo lô sản phẩm hoặc theo yêu cầu của khách hàng, đảm bảo không cong vênh, không khuyết tật cục bộ.
4.2. Đo kích thước ban đầu
- Đo đường kính (hoặc chiều rộng, chiều dày) tại tối thiểu 3 vị trí.
- Tính diện tích tiết diện ban đầu S₀ theo công thức:
S₀ = πd²/4 (đối với thép tròn)
4.3. Xác định chiều dài đo ban đầu
Chiều dài chuẩn L₀ thường được xác định theo:
L₀ = 5d (đối với mẫu tròn)
Hoặc theo quy định của tiêu chuẩn sản phẩm.
5. Trình tự thực hiện thí nghiệm
Bước 1: Lắp mẫu
- Làm sạch bề mặt mẫu
- Lắp mẫu vào ngàm kẹp đảm bảo thẳng trục
- Kiểm tra độ đồng tâm trước khi gia tải
Bước 2: Gia tải
- Gia tải liên tục, không giật cục
- Kiểm soát tốc độ biến dạng theo quy định của TCVN 197-1
- Ghi nhận biểu đồ lực – biến dạng trong suốt quá trình thử
Bước 3: Kéo đến khi mẫu đứt
Thí nghiệm kết thúc khi mẫu bị phá hủy hoàn toàn.
6. Xác định các chỉ tiêu cơ lý
6.1. Giới hạn chảy
ReH = Fy / S₀
Hoặc xác định giới hạn chảy quy ước 0,2% (Rp0,2) khi vật liệu không có điểm chảy rõ ràng.
6.2. Giới hạn bền kéo
Rm = Fmax / S₀
Trong đó Fmax là lực lớn nhất đạt được trong quá trình thử.
6.3. Độ giãn dài sau khi đứt
Sau khi đứt, ghép hai phần mẫu lại và đo chiều dài sau đứt Lu:
A = (Lu − L₀) / L₀ × 100%
6.4. Độ thắt tiết diện (khi yêu cầu)
Z = (S₀ − Su) / S₀ × 100%
7. Đánh giá kết quả
Kết quả được so sánh với tiêu chuẩn sản phẩm tương ứng (ví dụ: TCVN 1651-1, TCVN 1651-2 hoặc tiêu chuẩn thiết kế).
Mẫu đạt yêu cầu khi tất cả các chỉ tiêu cơ lý thỏa mãn giá trị quy định.
8. Báo cáo kết quả thí nghiệm
Báo cáo thí nghiệm bao gồm:
- Thông tin mẫu và nguồn gốc
- Kích thước ban đầu
- Lực chảy, lực lớn nhất
- Giá trị Re, Rm, A (và Z nếu có)
- Kết luận đạt/không đạt
- Thông tin thiết bị và ngày thử nghiệm
