金属材料抗拉强度数值修约要求和适用范围

徐 芳(中国航发商用航空发动机有限责任公司, 上海 200241)

金属材料抗拉强度数值修约要求和适用范围

徐 芳
(中国航发商用航空发动机有限责任公司, 上海 200241)

抗拉强度如何进行数值修约直接影响测试结果，在介绍国标(GB)、航标(HB)和美标(ASTM)对抗拉强度数值修约规定的基础上，通过分析同一组抗拉强度原始试验数据按不同标准进行数值修约结果的差异性，给出了不同标准规定的数值修约方法的适用范围。结果表明：按不同标准修约得到的结果差异较大，需按照所依据的抗拉强度检测标准中规定的修约规则进行修约。

抗拉强度；数值修约；标准

金属材料拉伸试验测试抗拉强度的数值修约常用的标准有国标(GB)、航标(HB)和美标(ASTM)，每个标准都有其各自的数值修约规定，如何正确地选择修约方法对拉伸试验数值进行修约非常重要。目前虽有一些文献介绍了拉伸试验数值的修约规定[1-4]，但都没有系统介绍不同标准规定的数值修约差异和适用范围。为此，笔者通过介绍GB，HB，ASTM的数值修约规定，并通过一组拉伸试验数据对比了依据不同标准修约结果的差异和各标准的适用范围。

1 不同标准对抗拉强度数值修约的规定

1.1 GB和HB中关于抗拉强度数值修约的规定

GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》、GB/T 228.2-2015《金属材料 拉伸试验 第2部分：高温试验方法》、HB 5150-1996《金属高温拉伸持久试验方法》和HB 5151-1996《金属高温拉伸蠕变试验方法》中对抗拉强度数值修约的规定如下：当抗拉强度≤200 MPa时，修约至1 MPa；当抗拉强度>200～1 000 MPa时，修约至5 MPa；当抗拉强度>1 000 MPa时，修约至10 MPa。上述4个标准的修约方法均引用了GB/T 8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》，该标准修约规则可简单概括为：“四舍六入五单双”，即：四舍六入五考虑；五后非零则进一，五后皆零视其偶；五前为偶应舍去，五前为奇则进一。

1.2 ASTM中关于抗拉强度数值修约的规定

ASTM E8-16aStandardTestMethodsforTensionTestingofMetallicMaterials，ASTM A370-16StandardTestMethodsandDefinitionsforMechanicalTestingofSteelProducts，ASTM B557-15StandardTestMethodsforTensionTestingWroughtandCastAluminum-andMagnesium-AlloyProducts，ASTM E21-09StandardTestMethodsforElevatedTemperatureTensionTestsofMetallicMaterials中均对抗拉强度的数值修约进行了规定。其中ASTM E8-16a中要求：当抗拉强度≤500 MPa(50 000 psi)(注：1 MPa=145 psi)时，修约至1 MPa(100 psi)；当抗拉强度>500～1 000 MPa(50 000～100 000 psi)时，修约至5 MPa(500 psi)；当抗拉强度>1 000 MPa(>100 000 psi)时，修约至10 MPa(1 000 psi)。ASTM A370-16中要求：当抗拉强度≤500 MPa时，修约至1 MPa；当抗拉强度>500～1 000 MPa时，修约至5 MPa；当抗拉强度>1 000 MPa时，修约至10 MPa。ASTM B557-15中要求：将抗拉强度修约至0.1 ksi，即100 psi。ASTM E21-09中要求：将抗拉强度修约至500 psi(3.5 MPa)。上述4个标准的修约方法均引用了ASTM E29-13PracticeforUsingSignificantDigitsinTestDatatoDetermineConformancewithSpecifications，即《用试验数据中的有效数字来确定技术条件的符合性规范》。ASTM E29-13中的数值修约方法包括绝对法和修约法，其中在6.3.3.3条款修约案例中给出了超过100 000 psi的抗拉强度数值修约到1 000 psi。

2 抗拉强度修约值对比

ASTM和GB对抗拉强度的数值修约规定不完全相同，目前理化实验室的修约方法也不尽相同。本文列举了某一钛合金的室温和高温抗拉强度的实测原始数据，并依据ASTM和GB的数值修约规定分别对其进行了修约，修约结果如表1所示。表1中分别给出了ASTM E8-16a和ASTM E21-09要求室温抗拉强度按照10 MPa修约，高温抗拉强度按照3.5 MPa修约后的数值，ASTM E8-16a和ASTM E21-09要求室温抗拉强度按照500 psi修约，高温抗拉强度按照500 psi修约后的数值，以及按照GB和HB修约的结果。可见按照不同标准的数值修约规定修约后的结果是不同的，按照ASTM中psi单位修约后的结果比MPa单位修约后的结果有时偏高有时偏低，按照GB修约后的结果与按照ASTM中MPa单位修约后的结果无规律可循。

表1 按照不同标准修约后的抗拉强度Tab.1 The tensile strength rounded off according to different standards

3 分析与讨论

同一组原始数据按照ASTM中psi单位修约后的结果比MPa单位修约后的结果有时偏高有时偏低，主要原因是原始数据的表达形式都是公制单位，进行ASTM标准中psi单位修约时需要将拟修约数据从公制单位MPa转化为英制单位psi后再转化为公制单位MPa，经过2次单位处理，造成数据误差较大。因此为了保证修约的有效性和正确性，当拟修约数据为公制单位MPa的抗拉强度时，应按照公制单位进行修约，给出公制单位的修约结果；当拟修约数据为英制psi单位的抗拉强度时，应按照英制单位进行修约，给出英制单位的修约结果。

ASTM与GB和HB的修约规则不一致，因此按照两者的修约结果不具有可比性，在实际检测中需要严格按照检测标准的规定进行数值修约。对于依据ASTM检测获得的抗拉强度，应按照ASTM修约规则进行数值修约；对于依据GB和HB检测获得的抗拉强度，则应按照GB修约规则进行数值修约。

4 结论

对同一组抗拉强度原始数据分别按GB，HB，ASTM规定进行数值修约，结果表明按不同标准规定修约得到的结果差异较大。为了保证抗拉强度测试结果的有效性和正确性，需采用所依据的抗拉强度检测标准中规定的修约规定进行数值修约，特别是对于公制和英制单位下抗拉强度的修约，需按照对应公制和英制修约要求进行数值修约。

[1] 史小昕.浅谈数值修约的一般方法[J].江苏建筑,2010(1):91-93.

[2] 阚玉琦,赵家镇,杨文彬.力学性能试验中的数据修约[J].理化检验-物理分册,2009,45(11):692-695.

[3] 李君荣.Excel在金属材料室温拉伸试验数值修约中的应用[J].理化检验-物理分册,2010,46(12):810-811,816.

[4] 阮东华.对数值修约方法的研究[J].物理测试,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，工程师，博士,主要从事材料性能测试和数据处理工作，xf033992@163.com。

10.11973/lhjy-wl201702010

TG115.52

A

1001-4012(2017)02-0118-02