介绍了用里氏强度测量钢材硬度的意义、硬度与伸长硬度的关系以及国外相关测量方法的比较。 对里氏强度与伸长硬度关系曲线的两种方法进行了比较分析，并给出了现场检验的提示，希望对检验人员有所帮助。
1 序言
材料硬度的检验和评价是建筑结构现场检验的基本要求。 现有钢结构的硬度测量主要是通过现场取样进行伸长硬度测试和物理分析。 但这种方法不仅费时费力，而且对结构造成很大破坏。 对于缺少图纸的结构，无法实现大规模抽样。 为此，近年来越来越多的无损测量技术得到广泛应用，例如强度法。
图 1. 现场采样
2 钢的强度与伸长硬度的关系
强度是评价金属材料热性能最常用的指标之一。 强度的本质是一种材料抵抗另一种更硬材料侵入的能力。 对于被测材料来说，强度代表在一定的压头和试验力下所反映的弹性、塑性、强度、韧性、耐蚀性等各种化学量的综合性能。 强度试验可以反映金属材料在不同物理成分、结构和热处理工艺下的差异，因此强度试验广泛应用于金属性能的检验、热处理工艺质量的监督和新材料的研发。
金属强度测量方法主要有两类，一类是静态试验方法，主要有布氏、洛氏、维氏、洛氏等，另一类是动态试验方法，主要有肖氏和里氏等。 即使材料硬度测试和材料强度测试之间存在一定程度的离散性，但在一定范围内，伸长硬度和强度之间可以建立相关性。 国际标准、美国标准、国家标准GB/T1172等许多规格都有更详细的硬度和强度对照表。
图 2. 洛氏强度计
图 3. 里氏强度计
图4.国家标准GB/T1172
图5. 国际标准
图 6. 英国标准
3 表面强度法计算钢材硬度
(1)方法一：将里氏强度换算为维氏强度，再将维氏强度换算为钢材的延伸硬度
钢材伸长硬度测量结果的现场评定大多参考《黑色金属强度与硬度换算值》（GB/T1172-1999），但GB/T1172只给出了洛氏、维氏和布氏强度与钢材伸长硬度的关系，因为以上三种强度仪器需要具有开放截面的固定设备，现场检验实用性和效率较低。 7394.4-2014）提供了里氏强度与维氏强度的换算关系查表，得到钢材的里氏强度与伸长硬度之间的关系。
1）GB/.4-2014.1规定了试验方法，有以下严格要求：
A。 表面处理，对于不同的探头，表面处理的粗糙度不同，如表1所示。
表1 推荐测试表面粗糙度参数
b. 应根据试件的挠度和试件的质量来选择长度和质量。 若不满足，应刚性支撑或耦合到支架上进行测试。 质量和长度要求见表2。
表2 样品质量及长度要求
C。 表面形状是在弯曲笔样品的表面上测试的，需要与弯曲表面相匹配的支撑环。 对于G型冲击装置，试验部位的曲率直径不应大于50mm。
2）代表值
无论强度值相差超过20HL，通常一个预制构件进行9次，估算平均值作为代表值。
3）结果推断
根据两次换算，得到里氏强度与伸长硬度之间的关系，如图7和图8所示，将得到的伸长硬度范围与《碳素结构钢》GB/T700-2006和《低合金高硬度结构钢》GB/T1591-2018中规定的钢材伸长硬度进行比较，以评定钢材的类型，如表3所示。
图 7. - 拟合曲线
图8 伸长硬度-维氏拟合曲线
表3 硬质合金伸长率与硬度对应值
碳化物
伸长硬度（N/mm2）
Q235
370
500
第470章
630
4）评估
A。 根据实验结果指导现场检查。 现场检查不普遍，可操作性不强。
b. 现场钢材伸长硬度测量结果直接参考本标准给出的范围，不需要参考其他规范，比较方便。
(2)方法2《建筑结构监测技术标准》GB/-2019附录N
现场钢材伸长硬度测量可依据《建筑结构监测技术标准》GB/-2019附录N提供的里氏强度与伸长硬度的换算关系。
1）GB/-2019规定了试验方法，有以下严格要求：
A。 表面处理，对于不同的探头，表面处理的粗糙度是相同的，均为1.6μm。
b. 长度和质量，长度不应大于6mm。
表3 样品质量及长度要求
C。 表面形状。 在弯曲笔样品表面进行测试时，应使用与弯曲表面相匹配的支撑环，且测试位置的曲率直径不应超过30mm。
d. 每个测试区域测试前，应在标准块上校正里氏强度，校正时相邻两点读数之差应大于12HL。
2）代表值
一个预制构件有3个测量区域钢材化学成分检测，每个测量区域有9个测量点，代表值为排除2个最大值和2个最小值后的平均值，且测量点均已进行长度校正。
3）结果推断
根据里氏强度换算伸长硬度，得到的伸长硬度范围与表3进行比较。同时，所有预制构件的伸长硬度特征值的平均值可作为与钢材硬度标准值的比较值。 官方预制构件伸长硬度特征值对应钢材硬度标准值。
4）评估
将现场检测数据进行换算，得到伸长硬度范围，可对长度进行修正，更加方便钢材化学成分检测，而且钢材伸长硬度有间接比较方法，范围和深度更全面。
(3)两种方法的比较
方法1和技术2的转换曲线对比，如图9所示。
图9 伸长硬度-里氏强度关系对比曲线
从上图可以看出，当强度值高于425时，采用技术1估算的硬度值与方法2相比偏高，方法1偏保守。 当强度值小于425时，两种方法估算的硬度值相近，方法1略大。
4小测量方法
无论是04标准还是19标准，对预制构件的长度和质量都有严格的要求。 主要原因是避免预制构件的振动和能量消耗，影响测量结果。 因此，建议按照下面的测点位置测量后面的截面，不进行长度修正，但为了避开热影响区，建议使用图10而不是图11。
图 10. 强度方法的建议位置
图 11. 强度方法不推荐点的位置
5 总结
测量钢材硬度的强度法越来越普及，这也是技术发展的需要。 如何提高测量精度仍需要相关研究。 《建筑结构监测技术标准》GB/-2019第3.3.7条也规定可以采用自行开发或进口的检测方法，但相关方法应通过技术鉴定并具有工程测量实践经验。 强度与钢材硬度之间没有明显的对应关系，但存在一定的相关性。 建议从这方面入手，提出可行的检查评估方法。
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