金屬材料抗拉強度數值修約要求和適用范圍

徐 芳(中國航發商用航空發動機有限責任公司, 上海 200241)

金屬材料抗拉強度數值修約要求和適用范圍

徐 芳
(中國航發商用航空發動機有限責任公司, 上海 200241)

抗拉強度如何進行數值修約直接影響測試結果，在介紹國標(GB)、航標(HB)和美標(ASTM)對抗拉強度數值修約規定的基礎上，通過分析同一組抗拉強度原始試驗數據按不同標準進行數值修約結果的差異性，給出了不同標準規定的數值修約方法的適用范圍。結果表明：按不同標準修約得到的結果差異較大，需按照所依據的抗拉強度檢測標準中規定的修約規則進行修約。

抗拉強度；數值修約；標準

金屬材料拉伸試驗測試抗拉強度的數值修約常用的標準有國標(GB)、航標(HB)和美標(ASTM)，每個標準都有其各自的數值修約規定，如何正確地選擇修約方法對拉伸試驗數值進行修約非常重要。目前雖有一些文獻介紹了拉伸試驗數值的修約規定[1-4]，但都沒有系統介紹不同標準規定的數值修約差異和適用范圍。為此，筆者通過介紹GB，HB，ASTM的數值修約規定，并通過一組拉伸試驗數據對比了依據不同標準修約結果的差異和各標準的適用范圍。

1 不同標準對抗拉強度數值修約的規定

1.1 GB和HB中關于抗拉強度數值修約的規定

GB/T 228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》、GB/T 228.2-2015《金屬材料 拉伸試驗 第2部分：高溫試驗方法》、HB 5150-1996《金屬高溫拉伸持久試驗方法》和HB 5151-1996《金屬高溫拉伸蠕變試驗方法》中對抗拉強度數值修約的規定如下：當抗拉強度≤200 MPa時，修約至1 MPa；當抗拉強度>200～1 000 MPa時，修約至5 MPa；當抗拉強度>1 000 MPa時，修約至10 MPa。上述4個標準的修約方法均引用了GB/T 8170-2008《數值修約規則與極限數值的表示和判定》，該標準修約規則可簡單概括為：“四舍六入五單雙”，即：四舍六入五考慮；五后非零則進一，五后皆零視其偶；五前為偶應舍去，五前為奇則進一。

1.2 ASTM中關于抗拉強度數值修約的規定

ASTM E8-16aStandardTestMethodsforTensionTestingofMetallicMaterials，ASTM A370-16StandardTestMethodsandDefinitionsforMechanicalTestingofSteelProducts，ASTM B557-15StandardTestMethodsforTensionTestingWroughtandCastAluminum-andMagnesium-AlloyProducts，ASTM E21-09StandardTestMethodsforElevatedTemperatureTensionTestsofMetallicMaterials中均對抗拉強度的數值修約進行了規定。其中ASTM E8-16a中要求：當抗拉強度≤500 MPa(50 000 psi)(注：1 MPa=145 psi)時，修約至1 MPa(100 psi)；當抗拉強度>500～1 000 MPa(50 000～100 000 psi)時，修約至5 MPa(500 psi)；當抗拉強度>1 000 MPa(>100 000 psi)時，修約至10 MPa(1 000 psi)。ASTM A370-16中要求：當抗拉強度≤500 MPa時，修約至1 MPa；當抗拉強度>500～1 000 MPa時，修約至5 MPa；當抗拉強度>1 000 MPa時，修約至10 MPa。ASTM B557-15中要求：將抗拉強度修約至0.1 ksi，即100 psi。ASTM E21-09中要求：將抗拉強度修約至500 psi(3.5 MPa)。上述4個標準的修約方法均引用了ASTM E29-13PracticeforUsingSignificantDigitsinTestDatatoDetermineConformancewithSpecifications，即《用試驗數據中的有效數字來確定技術條件的符合性規范》。ASTM E29-13中的數值修約方法包括絕對法和修約法，其中在6.3.3.3條款修約案例中給出了超過100 000 psi的抗拉強度數值修約到1 000 psi。

2 抗拉強度修約值對比

ASTM和GB對抗拉強度的數值修約規定不完全相同，目前理化實驗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度的實測原始數據，并依據ASTM和GB的數值修約規定分別對其進行了修約，修約結果如表1所示。表1中分別給出了ASTM E8-16a和ASTM E21-09要求室溫抗拉強度按照10 MPa修約，高溫抗拉強度按照3.5 MPa修約后的數值，ASTM E8-16a和ASTM E21-09要求室溫抗拉強度按照500 psi修約，高溫抗拉強度按照500 psi修約后的數值，以及按照GB和HB修約的結果。可見按照不同標準的數值修約規定修約后的結果是不同的，按照ASTM中psi單位修約后的結果比MPa單位修約后的結果有時偏高有時偏低，按照GB修約后的結果與按照ASTM中MPa單位修約后的結果無規律可循。

表1 按照不同標準修約后的抗拉強度Tab.1 The tensile strength rounded off according to different standards

3 分析與討論

同一組原始數據按照ASTM中psi單位修約后的結果比MPa單位修約后的結果有時偏高有時偏低，主要原因是原始數據的表達形式都是公制單位，進行ASTM標準中psi單位修約時需要將擬修約數據從公制單位MPa轉化為英制單位psi后再轉化為公制單位MPa，經過2次單位處理，造成數據誤差較大。因此為了保證修約的有效性和正確性，當擬修約數據為公制單位MPa的抗拉強度時，應按照公制單位進行修約，給出公制單位的修約結果；當擬修約數據為英制psi單位的抗拉強度時，應按照英制單位進行修約，給出英制單位的修約結果。

ASTM與GB和HB的修約規則不一致，因此按照兩者的修約結果不具有可比性，在實際檢測中需要嚴格按照檢測標準的規定進行數值修約。對于依據ASTM檢測獲得的抗拉強度，應按照ASTM修約規則進行數值修約；對于依據GB和HB檢測獲得的抗拉強度，則應按照GB修約規則進行數值修約。

4 結論

對同一組抗拉強度原始數據分別按GB，HB，ASTM規定進行數值修約，結果表明按不同標準規定修約得到的結果差異較大。為了保證抗拉強度測試結果的有效性和正確性，需采用所依據的抗拉強度檢測標準中規定的修約規定進行數值修約，特別是對于公制和英制單位下抗拉強度的修約，需按照對應公制和英制修約要求進行數值修約。

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

[2] 闞玉琦,趙家鎮,楊文彬.力學性能試驗中的數據修約[J].理化檢驗-物理分冊,2009,45(11):692-695.

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

[4] 阮東華.對數值修約方法的研究[J].物理測試,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試和數據處理工作，xf033992@163.com。

10.11973/lhjy-wl201702010

TG115.52

A

1001-4012(2017)02-0118-02