金屬材料抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約要求和適用范圍

徐 芳(中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司, 上海 200241)

金屬材料抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約要求和適用范圍

徐 芳
(中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司, 上海 200241)

抗拉強(qiáng)度如何進(jìn)行數(shù)值修約直接影響測(cè)試結(jié)果，在介紹國(guó)標(biāo)(GB)、航標(biāo)(HB)和美標(biāo)(ASTM)對(duì)抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約規(guī)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析同一組抗拉強(qiáng)度原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)按不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)值修約結(jié)果的差異性，給出了不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值修約方法的適用范圍。結(jié)果表明：按不同標(biāo)準(zhǔn)修約得到的結(jié)果差異較大，需按照所依據(jù)的抗拉強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的修約規(guī)則進(jìn)行修約。

抗拉強(qiáng)度；數(shù)值修約；標(biāo)準(zhǔn)

金屬材料拉伸試驗(yàn)測(cè)試抗拉強(qiáng)度的數(shù)值修約常用的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)標(biāo)(GB)、航標(biāo)(HB)和美標(biāo)(ASTM)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有其各自的數(shù)值修約規(guī)定，如何正確地選擇修約方法對(duì)拉伸試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行修約非常重要。目前雖有一些文獻(xiàn)介紹了拉伸試驗(yàn)數(shù)值的修約規(guī)定[1-4]，但都沒(méi)有系統(tǒng)介紹不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值修約差異和適用范圍。為此，筆者通過(guò)介紹GB，HB，ASTM的數(shù)值修約規(guī)定，并通過(guò)一組拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比了依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)修約結(jié)果的差異和各標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。

1 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約的規(guī)定

1.1 GB和HB中關(guān)于抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約的規(guī)定

GB/T 228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》、GB/T 228.2-2015《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第2部分：高溫試驗(yàn)方法》、HB 5150-1996《金屬高溫拉伸持久試驗(yàn)方法》和HB 5151-1996《金屬高溫拉伸蠕變?cè)囼?yàn)方法》中對(duì)抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約的規(guī)定如下：當(dāng)抗拉強(qiáng)度≤200 MPa時(shí)，修約至1 MPa；當(dāng)抗拉強(qiáng)度>200～1 000 MPa時(shí)，修約至5 MPa；當(dāng)抗拉強(qiáng)度>1 000 MPa時(shí)，修約至10 MPa。上述4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的修約方法均引用了GB/T 8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》，該標(biāo)準(zhǔn)修約規(guī)則可簡(jiǎn)單概括為：“四舍六入五單雙”，即：四舍六入五考慮；五后非零則進(jìn)一，五后皆零視其偶；五前為偶應(yīng)舍去，五前為奇則進(jìn)一。

1.2 ASTM中關(guān)于抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約的規(guī)定

ASTM E8-16aStandardTestMethodsforTensionTestingofMetallicMaterials，ASTM A370-16StandardTestMethodsandDefinitionsforMechanicalTestingofSteelProducts，ASTM B557-15StandardTestMethodsforTensionTestingWroughtandCastAluminum-andMagnesium-AlloyProducts，ASTM E21-09StandardTestMethodsforElevatedTemperatureTensionTestsofMetallicMaterials中均對(duì)抗拉強(qiáng)度的數(shù)值修約進(jìn)行了規(guī)定。其中ASTM E8-16a中要求：當(dāng)抗拉強(qiáng)度≤500 MPa(50 000 psi)(注：1 MPa=145 psi)時(shí)，修約至1 MPa(100 psi)；當(dāng)抗拉強(qiáng)度>500～1 000 MPa(50 000～100 000 psi)時(shí)，修約至5 MPa(500 psi)；當(dāng)抗拉強(qiáng)度>1 000 MPa(>100 000 psi)時(shí)，修約至10 MPa(1 000 psi)。ASTM A370-16中要求：當(dāng)抗拉強(qiáng)度≤500 MPa時(shí)，修約至1 MPa；當(dāng)抗拉強(qiáng)度>500～1 000 MPa時(shí)，修約至5 MPa；當(dāng)抗拉強(qiáng)度>1 000 MPa時(shí)，修約至10 MPa。ASTM B557-15中要求：將抗拉強(qiáng)度修約至0.1 ksi，即100 psi。ASTM E21-09中要求：將抗拉強(qiáng)度修約至500 psi(3.5 MPa)。上述4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的修約方法均引用了ASTM E29-13PracticeforUsingSignificantDigitsinTestDatatoDetermineConformancewithSpecifications，即《用試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的有效數(shù)字來(lái)確定技術(shù)條件的符合性規(guī)范》。ASTM E29-13中的數(shù)值修約方法包括絕對(duì)法和修約法，其中在6.3.3.3條款修約案例中給出了超過(guò)100 000 psi的抗拉強(qiáng)度數(shù)值修約到1 000 psi。

2 抗拉強(qiáng)度修約值對(duì)比

ASTM和GB對(duì)抗拉強(qiáng)度的數(shù)值修約規(guī)定不完全相同，目前理化實(shí)驗(yàn)室的修約方法也不盡相同。本文列舉了某一鈦合金的室溫和高溫抗拉強(qiáng)度的實(shí)測(cè)原始數(shù)據(jù)，并依據(jù)ASTM和GB的數(shù)值修約規(guī)定分別對(duì)其進(jìn)行了修約，修約結(jié)果如表1所示。表1中分別給出了ASTM E8-16a和ASTM E21-09要求室溫抗拉強(qiáng)度按照10 MPa修約，高溫抗拉強(qiáng)度按照3.5 MPa修約后的數(shù)值，ASTM E8-16a和ASTM E21-09要求室溫抗拉強(qiáng)度按照500 psi修約，高溫抗拉強(qiáng)度按照500 psi修約后的數(shù)值，以及按照GB和HB修約的結(jié)果?？梢?jiàn)按照不同標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值修約規(guī)定修約后的結(jié)果是不同的，按照ASTM中psi單位修約后的結(jié)果比MPa單位修約后的結(jié)果有時(shí)偏高有時(shí)偏低，按照GB修約后的結(jié)果與按照ASTM中MPa單位修約后的結(jié)果無(wú)規(guī)律可循。

表1 按照不同標(biāo)準(zhǔn)修約后的抗拉強(qiáng)度Tab.1 The tensile strength rounded off according to different standards

3 分析與討論

同一組原始數(shù)據(jù)按照ASTM中psi單位修約后的結(jié)果比MPa單位修約后的結(jié)果有時(shí)偏高有時(shí)偏低，主要原因是原始數(shù)據(jù)的表達(dá)形式都是公制單位，進(jìn)行ASTM標(biāo)準(zhǔn)中psi單位修約時(shí)需要將擬修約數(shù)據(jù)從公制單位MPa轉(zhuǎn)化為英制單位psi后再轉(zhuǎn)化為公制單位MPa，經(jīng)過(guò)2次單位處理，造成數(shù)據(jù)誤差較大。因此為了保證修約的有效性和正確性，當(dāng)擬修約數(shù)據(jù)為公制單位MPa的抗拉強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按照公制單位進(jìn)行修約，給出公制單位的修約結(jié)果；當(dāng)擬修約數(shù)據(jù)為英制psi單位的抗拉強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按照英制單位進(jìn)行修約，給出英制單位的修約結(jié)果。

ASTM與GB和HB的修約規(guī)則不一致，因此按照兩者的修約結(jié)果不具有可比性，在實(shí)際檢測(cè)中需要嚴(yán)格按照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行數(shù)值修約。對(duì)于依據(jù)ASTM檢測(cè)獲得的抗拉強(qiáng)度，應(yīng)按照ASTM修約規(guī)則進(jìn)行數(shù)值修約；對(duì)于依據(jù)GB和HB檢測(cè)獲得的抗拉強(qiáng)度，則應(yīng)按照GB修約規(guī)則進(jìn)行數(shù)值修約。

4 結(jié)論

對(duì)同一組抗拉強(qiáng)度原始數(shù)據(jù)分別按GB，HB，ASTM規(guī)定進(jìn)行數(shù)值修約，結(jié)果表明按不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定修約得到的結(jié)果差異較大。為了保證抗拉強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的有效性和正確性，需采用所依據(jù)的抗拉強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的修約規(guī)定進(jìn)行數(shù)值修約，特別是對(duì)于公制和英制單位下抗拉強(qiáng)度的修約，需按照對(duì)應(yīng)公制和英制修約要求進(jìn)行數(shù)值修約。

[1] 史小昕.淺談數(shù)值修約的一般方法[J].江蘇建筑,2010(1):91-93.

[2] 闞玉琦,趙家鎮(zhèn),楊文彬.力學(xué)性能試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)修約[J].理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè),2009,45(11):692-695.

[3] 李君榮.Excel在金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)數(shù)值修約中的應(yīng)用[J].理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè),2010,46(12):810-811,816.

[4] 阮東華.對(duì)數(shù)值修約方法的研究[J].物理測(cè)試,2005,23(2):60-62.

Requirement and Application Scope of Data Rounding of Tensile Strength of Metallic Materials

XU Fang
(AECC Commercial Aircraft Engine Co., Ltd., Shanghai 200241, China)

How to round the tensile strength test values will directly affect the test results. On the basis of introduction of data rounding rules of national standards (GB), aviation standards (HB) and American Society of Testing Materials standards (ASTM), and by analyzing the difference among the rounding results of the same set of tensile strength original test data according to different standards, the application scope of data rounding method of different standards was given. The results show that the rounding results had a large difference according to different standards. The tensile strength test data should be rounded according to the rounding rules specified in the corresponding tensile test standards.

tensile strength; data rounding; standard

2016-12-09

徐 芳(1980-)，女，工程師，博士,主要從事材料性能測(cè)試和數(shù)據(jù)處理工作，xf033992@163.com。

10.11973/lhjy-wl201702010

TG115.52

A

1001-4012(2017)02-0118-02