新版《低合金高强度结构钢》理化检验数据修约方式分析

2021-12-24 11:07马宗文陈学友
中国金属通报 2021年19期
关键词:新旧高强度数值

马宗文,魏 泰,陈学友

(甘肃省特种设备检验检测研究院,甘肃 兰州 730050)

低合金高强度结构钢是一类可焊接的低合金工程结构用钢,广泛用于桥梁、船舶、车辆、锅炉及重要建筑结构中,是在碳素结构钢的基础上加入了少量的多种合金元素而制成的,它的牌号表示方法也与碳素结构钢的牌号表示方法相同,相比较碳素结构钢,低合金高强度结构钢在焊接性能、强度、塑性、韧性、加工工艺性、耐蚀性等各方面性能都有了很大程度的提升,在我国国民建设中发挥了重要作用。在其生产与交易过程中,离不开质量控制与质量检验。现如今,涉及质量控制的主要有生产企业内部的理化检测实验室以及由政府主导的检验科研院所,质量检验的主要是第三方检测实验室,包括政府质检部门下属实验室和民营实验室。这些单位承担着质量控制和质量检测的任务,为社会提供检验结果和结果数据,并且要保证结果数据的有效性及可信性,而检验结果数据的数值修约方法,对结果数据的流通及比对有重要影响。

新修订的GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》(以下简称新标准)于2018年5月14日发布,2019年2月1日正式实施。新标准与GB/T 1591—2008《低合金高强度结构钢》(以下简称旧标准)相比,变化较大。文献[1-4]依据新旧标准,对其术语和定义、牌号表示方法、化学成分、力学性能等方面进行了比较分析并作了详细介绍,但对于新版低合金高强度结构钢理化检验数据修约方法没有提及。除此之外,笔者通过对多家第三方检测机构与钢厂的低合金高强度钢检测报告及产品质量证明书调查发现,对理化检测数据修约方式也不尽相同。这说明无论是在钢厂内部质检部门理化实验室,还是面向社会、为大众提供理化服务的第三方实验室对理化检测数据的修约方式不十分重视,未能按照统同一种修约方式出具检测数据,不同机构的理化检验人员应当严格遵循标准对试验结果进行修约,才能确保社会流通的试验数据准确规范[5-7]。,笔者通过对低合金高强度钢新旧产品标准的深刻解读,结合理化检验相应的方法标准修约要求以及理化检验多年的实践经验,对新版低合金高强度钢的修约方式进行了详细剖析,以便使用者更加深刻地理解和运用新版低合金高强度钢产品标准的修约方式。

1 新旧标准理化检验数据修约方式的差异

新标准对低合金高强度结构钢理化检验数据修约方式进行了修改,具体内容如表1。

表1 新旧产品标准数据修约的差异

由表1可知,新标准依据GB/T 8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》进行修约,而旧标准主要依据YB/T 081-2013《冶金技术标准的数值修约与检测数值的判定》进行修约与判定。在两个不同的修约标准中,GB/T 8170-2008 推荐使用全数值比较法,在修约值比较法中,修约数位应与规定的极限数值数位一致,YB/T 081-2013推荐使用修约值比较法,修约间隔参照YB/T 081-2013条款6中进行修约。若不考虑其他合同与订单,就单以国家标准而言,理化检验数据修约方式旧标准以YB/T 081的规定进行,而新标准以GB/T8170规定执行。数值判定时,均采用修约值比较法。

2 新旧标准修约方式在实际检测中的应用

低合金高强度钢在理化检测项目中涉及数值修约的检验项目主要有拉伸、冲击、化学成分试验。下面就结合试验项目以及方法标准在实际检测过程中对结果数据的修约方式进行举例说明。

2.1 化学成分检测数据的修约

钢材的各化学元素的含量直接影响到钢材的使用性能,在材料基础理论中,成分、组织、性能是相互关联,低合金钢也是在碳素钢化学成分的基础上添加多种合金元素制成,对元素含量的控制尤为重要,特别是P、S等有害元素的控制,直接影响到低合金高强度钢的质量等级。通过化学分析实验,测得各种元素的含量是有必要的,而化学元素试验数据的正确修约在试验数据的交流和符合性判定中显得尤为必要。

新标准规定采用修约值比较法,将测定值进行修约,修约数位应与规定的极限数值数位一致。旧标准规定化学分析所得元素的实测数值,应经修约使其数值所标识的数位与相应产品标准或有关文件规定的化学成分数值所标识的数位一致。故就低合金钢化学分析而言,新旧标准对化学分析试验数据结果修约方式而言一致的,如表2所示。

表2 化学成分试验结果的修约

在低合金高强度结构钢中,要测定材料抵抗冲击载荷的能力,而冲击试验是在冲击载荷作用下测量材料的韧性。韧性指标主要是冲击吸收功。将具有规定形状、尺寸和缺口类型符合相关试验标准的试样,放在冲击试验机的试样支座上,然后用规定高

2.2 拉伸检测数据的修约

拉伸试验是机械性能试验的基本方法之一,通过拉伸试验检验材料是否符合标准规定强度指标和塑性指标。强度通常是指材料在外力作用下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。在低合金高强度钢中,强度指标主要有屈服强度和抗拉强度,材料在承受拉伸载荷时,当载荷不增加而仍继续发生明显塑性变形的现象叫做屈服。屈服强度是在材料产生屈服时的应力。抗拉强度是材料在断裂前所达到的最大应力。塑性是指塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不致破坏的能力,塑性指标主要有伸长率和断面收缩率。伸长率是指材料试样受拉伸载荷折断后,总伸长度同原始长度比值的百分数。断面收缩率是指材料试样在受拉伸载荷拉断后,断面缩小的面积同原截面面积比值的百分数,通过拉伸试验测得强度指标和塑性指标试验数据,在经过合理的修约才能够判定强度指标和塑性指标是否复合标准技术要求。

新标准规定采用修约值比较法,将测定值进行修约,修约间隔新标准未做具体要求,因而根据试验方法标准GB/T 228.1-2010中的要求进行修约,要求如下:

—强度性能修约值修约至1MPa。

—屈服点延伸率修约至0.1%,其他延伸率和断后伸长率修约至0.5%。

—断面收缩率修约至1%。

而旧标准也未规定修约间隔,故依据YB/T 081拉伸试验结果应按表2的规定进行修约。

表3 金属材料拉伸试验数值的修约间隔

故就低合金高强度钢拉伸试验检测数据而言,新旧标准对拉伸试验结果的修约方式是不一致的,修约结果也就不同。如表4所示。

表4 拉伸试验结果的修约

2.3 冲击检测数据的修约

度的摆锤对试样进行一次性打击,测量试样在这种冲击下折断时所吸收的功,称之为冲击吸收功。试验过程中试验数据也要经过修约再与产品标准规定的韧性指标进行比较做出符合性判定。

新标准规定采用修约值比较法,将测定值进行修约,修约数位应与规定的极限数值数位一致。在旧标准由于未规定修约间隔,故依据YB/T 081冲击试验结果应按下表5执行。

表5 金属材料拉伸试验数值的修约间隔

故就低合金钢冲击试验结果而言,新旧标准对冲击试验吸收能量大于10J时的修约方式是一致的。如表6所示。

表6 冲击试验结果的修约

3 结论

通过对低合金高强度结构钢新旧标准理化检测数据修约方式的差异对照,以及结合实例对各项试验结果的数值修约方法进行了详细分析,对新版低合金高强度结构钢理化检验数据修约方式进行规范性统一,方便各行业交流、比对,以便使用者更加深刻地理解和运用新版低合金高强度钢产品标准的修约方式。除此之外,目前市场上还有一部分依据旧标准生产的低合金高强度钢还在市场上流通,在第三方检测实验室还是企业内部质检室在以后对新旧版本低合金高强度钢进行理化检验数值修约时,理化检验数据只需按照上面总结的规律及方法进行修约即可。

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