陳亞軍，劉　波，王付勝，楊旭東

金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比研究

陳亞軍，劉波，王付勝，楊旭東

（中國(guó)民航大學(xué)中歐航空工程師學(xué)院，天津300300）

為制定適合我國(guó)民用航空業(yè)的金屬高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并與國(guó)際先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)體系接軌，全方位對(duì)比分析美國(guó)宇航材料標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）金屬高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的主要的差異。對(duì)比分析結(jié)果表明：1）在試驗(yàn)設(shè)備方面，ASTM較GB引伸計(jì)準(zhǔn)確度高50%，600℃以上加熱裝置準(zhǔn)確度高25%。ASTM增加試驗(yàn)機(jī)軸向性檢測(cè)程序和易腐蝕材料的保護(hù)裝置，并要求安裝引伸計(jì)指示應(yīng)變率裝置，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。GB明確測(cè)溫設(shè)備的檢測(cè)周期，提高檢測(cè)可靠性。2）在試樣制備方面，ASTM相較于GB明確規(guī)定試樣的產(chǎn)品批次、最終狀態(tài)和取樣位置。3）在試驗(yàn)程序方面，ASTM增加試樣清洗環(huán)節(jié)，試樣的最低保溫時(shí)間比GB多一倍。GB在測(cè)200MPa以下屈服和抗拉強(qiáng)度時(shí)修約結(jié)果更準(zhǔn)確，ASTM在測(cè)200MPa以上屈服和抗拉強(qiáng)度時(shí)修約結(jié)果更準(zhǔn)確。4）在試驗(yàn)報(bào)告方面，ASTM較GB從試樣、溫度控制、特殊情況、試驗(yàn)結(jié)果等方面進(jìn)行全面而詳細(xì)的要求，整份報(bào)告能夠提供很好的數(shù)據(jù)信息支撐。綜上，金屬高溫拉伸試驗(yàn)GB標(biāo)準(zhǔn)有別于ASTM，提高設(shè)備準(zhǔn)確度，加強(qiáng)條件控制準(zhǔn)確度，考慮試驗(yàn)環(huán)境與特殊狀況，才能制定出滿足中國(guó)民航業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化金屬高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

高溫拉伸試驗(yàn)；美國(guó)宇航材料標(biāo)準(zhǔn)；中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)比分析

doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2015.09.001

0　引言

我國(guó)現(xiàn)行的金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 4338——2006《金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)方法》。由于飛機(jī)高空作業(yè)，其安全性直接關(guān)系乘客安危，所以飛機(jī)制造商對(duì)航空材料性能的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他行業(yè)，材料的性能測(cè)試也更為嚴(yán)格。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的大多數(shù)金屬材料處在高溫工作環(huán)境下，其高溫性能是制約我國(guó)飛機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。我國(guó)不僅需要在航空材料研發(fā)領(lǐng)域加強(qiáng)建設(shè)，還需要在與之配套的航空材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系方面進(jìn)行完善。

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)初步建立了基本滿足金屬材料檢測(cè)要求的標(biāo)準(zhǔn)體系，但還沒(méi)有針對(duì)于民航領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，民航業(yè)又是高度國(guó)際化的航空產(chǎn)業(yè)，為實(shí)現(xiàn)與國(guó)際先進(jìn)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系接軌，服務(wù)于我國(guó)民航產(chǎn)業(yè)，建立一套適合我國(guó)民航業(yè)發(fā)展的國(guó)際化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)非常有必要。美國(guó)在航空材料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)體系方面處于世界的領(lǐng)先地位。ASTM標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)同度高，不僅得到了波音、空客等大量飛機(jī)設(shè)計(jì)商和制造商的認(rèn)可，還得到了航空公司、材料生產(chǎn)商以及質(zhì)量監(jiān)管部門的廣泛采納和運(yùn)用，是目前國(guó)際民航行業(yè)遵循的通用標(biāo)準(zhǔn)［1-3］。對(duì)比分析ASTM和GB在金屬高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的主要不同點(diǎn)，這對(duì)建立適合我國(guó)民航業(yè)的金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)具有很好的參考價(jià)值。

高標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化的金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是金屬材料性能測(cè)試結(jié)果可靠性的保障，同時(shí)能夠提升我國(guó)金屬材料產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和認(rèn)可度，打破其他國(guó)家因我國(guó)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)落后而施加的技術(shù)封鎖。

1　ASTM和GB高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比研究

對(duì)比美國(guó)宇航材料標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）的ASTM E21——2009［4］與中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）的GB/T 4338——2006［5］的全部?jī)?nèi)容，二者差異主要存在于試驗(yàn)設(shè)備、試樣、試驗(yàn)程序和報(bào)告4個(gè)方面，以下是對(duì)比研究的全部?jī)?nèi)容。

1.1試驗(yàn)設(shè)備

1.1.1試驗(yàn)機(jī)

對(duì)于試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度，ASTM要求在ASTM E4——2009［6］規(guī)定的允差內(nèi)，GB要求符合GB/T 16825.1——2008《靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)》［7］的準(zhǔn)確度級(jí)別，并應(yīng)為1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)。經(jīng)過(guò)對(duì)比，GB對(duì)于試驗(yàn)機(jī)示值相對(duì)誤差和重復(fù)性相對(duì)誤差的要求和ASTM一致，都要求不超過(guò)1%。ASTM與GB對(duì)試驗(yàn)機(jī)要求的不同點(diǎn)如表1所示。

表1　試驗(yàn)機(jī)要求對(duì)比

機(jī)器和夾頭的裝載準(zhǔn)確度直接關(guān)系試樣的彎曲應(yīng)變，若彎曲應(yīng)變過(guò)大，會(huì)影響試樣的軸向拉伸性能。同理夾頭和拉桿的軸向性檢測(cè)也是為了降低彎曲應(yīng)變的產(chǎn)生。易腐蝕材料在高溫環(huán)境下易被氧化，氧化使得材料本身性質(zhì)發(fā)生變化，進(jìn)而影響到材料的真實(shí)性能測(cè)定，所以對(duì)于易腐蝕材料安裝保護(hù)套非常必要。從試驗(yàn)角度來(lái)看，ASTM更加的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)加載精度、設(shè)備軸向性和易腐蝕材料保護(hù)等多種情況都有充分考慮。

表2　ASTM引伸計(jì)的分級(jí)1）

1.1.2引伸計(jì)

對(duì)于引伸計(jì)，ASTM參照的是ASTM E83——2010［8］，GB參照的是GB/T 12160——2002《單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)的標(biāo)定》［9］。對(duì)此兩標(biāo)準(zhǔn)中引伸計(jì)分級(jí)方式和誤差分析的區(qū)別，如表2、表3所示。兩標(biāo)準(zhǔn)對(duì)引伸計(jì)要求的不同點(diǎn)如表4所示。

由表2、表3可知，ASTM中引伸計(jì)等級(jí)分為6級(jí)，GB中分為4級(jí)。相比于GB的分級(jí)情況，ASTM分級(jí)更加精細(xì)，整體要求的標(biāo)距相對(duì)誤差和應(yīng)變相對(duì)誤差都不超過(guò)1%，較GB引伸計(jì)準(zhǔn)確度高50%。ASTM中規(guī)定了應(yīng)變誤差，GB則規(guī)定了由測(cè)量長(zhǎng)度得到的系統(tǒng)誤差。應(yīng)變從長(zhǎng)度變化計(jì)算得到，可見(jiàn)二者反應(yīng)的實(shí)質(zhì)問(wèn)題相同，只是表述方式不同。由表4可知，在金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)當(dāng)中，ASTM對(duì)引伸計(jì)準(zhǔn)確度要求高于GB。對(duì)于使用環(huán)境的要求，ASTM進(jìn)行了溫度量化，要求室溫變化范圍不應(yīng)超過(guò)6℃。相比之下，GB要求試驗(yàn)環(huán)境適當(dāng)穩(wěn)定，但實(shí)際并不好把控，科學(xué)的量化才是標(biāo)準(zhǔn)的意義所在，此方面GB可以借鑒ASTM標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于引伸計(jì)的標(biāo)距，ASTM并沒(méi)有硬性要求，GB要求標(biāo)距不小于10mm。標(biāo)距太短不能準(zhǔn)確體現(xiàn)材料的整體性能，而且對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度可能會(huì)有影響，所以規(guī)定最小標(biāo)距是有必要的。ASTM中要求引伸計(jì)系統(tǒng)包括能指示應(yīng)變率的裝置，用于試驗(yàn)后確定不同時(shí)間的應(yīng)變率。從試驗(yàn)的角度來(lái)看，測(cè)屈服強(qiáng)度時(shí)的應(yīng)變率的變化對(duì)試驗(yàn)控制和材料性能分析都有幫助，GB可以借鑒ASTM此部分內(nèi)容。

好不容易搶救過(guò)來(lái)看到的卻是父母絕望的臉和周圍人的恥笑，走到哪兒都被人戳著脊梁骨罵，不要臉，小騷蹄子，狐貍精……十八歲的青春哪背負(fù)得起這種罵名，自此，青瓷走到哪兒，頭都低得低低的，怯怯的。

表3　GB引伸計(jì)的分級(jí)

表4　ASTM與GB高溫拉伸試驗(yàn)對(duì)引伸計(jì)要求對(duì)比

1.1.3加熱與測(cè)溫裝置

對(duì)比分析ASTM與GB中有關(guān)加熱與測(cè)溫設(shè)備的相關(guān)內(nèi)容，如表5所示。

表5　ASTM與GB加熱和測(cè)溫設(shè)備要求對(duì)比1）

ASTM明確了加熱爐的類型為電阻爐和熱輻射爐。電阻爐容易得到高溫，便于在可控氣氛爐和真空爐中使用，熱效率高且不污染環(huán)境。熱輻射爐多用于真空環(huán)境，不依托介質(zhì)直接加熱，便于控制，環(huán)保高效。兩種爐型能夠穩(wěn)定地滿足高溫拉伸試驗(yàn)的需求，所以得到廣泛應(yīng)用。GB應(yīng)當(dāng)對(duì)加熱爐的類型進(jìn)行規(guī)定，以免因?yàn)檫x錯(cuò)熱爐類型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不良影響。對(duì)于溫度的允許偏差，ASTM更為嚴(yán)格，1000℃以下允許偏差為3℃。ASTM 600～1000℃加熱裝置準(zhǔn)確度較GB高25%。對(duì)于1000℃以上的溫度，ASTM的允許偏差為6℃，GB需要相關(guān)雙方協(xié)商規(guī)定。作為標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確的量化有利于方案實(shí)施與控制；協(xié)商的方式更具靈活性，但是對(duì)于1000℃以上同類試驗(yàn)，由于協(xié)商的允許誤差可能不同，不同操作方式試驗(yàn)成果的對(duì)比研究可能缺乏說(shuō)服力。

ASTM與GB均采用熱電偶測(cè)溫的方式。對(duì)于溫度分辨力與誤差，GB給出了明確規(guī)定，相比而言，GB更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。同時(shí)，GB明確了檢測(cè)時(shí)間，有利于設(shè)備的維護(hù)和保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。綜上，在溫度測(cè)量設(shè)備的規(guī)定上，GB更為準(zhǔn)確詳細(xì)，考慮也更加周全。

1.1.4尺寸測(cè)量裝置

量具的分辨力直接決定了試樣尺寸的測(cè)量準(zhǔn)確度，對(duì)比ASTM與GB不同特征尺寸下量具的分辨力，如表6所示。

表6　ASTM與GB量具分辨力要求對(duì)比

ASTM在特征尺寸＞0.5mm時(shí)分辨力都低于GB，只有特征尺寸＜0.5mm時(shí)GB分辨力小于ASTM分辨力，所以總體上ASTM在測(cè)量特征尺寸上的準(zhǔn)確度要求高于GB。特征尺寸直接關(guān)系原始橫截面積的準(zhǔn)確度，進(jìn)而影響斷面收縮率的準(zhǔn)確性。新技術(shù)的應(yīng)用是提高測(cè)量裝置準(zhǔn)確度的重要手段，所以提高GB在特征尺寸測(cè)量的準(zhǔn)確度，新型測(cè)量設(shè)備的研發(fā)必不可少［10-11］。

1.2試樣制備

參照ASTM E8——2009［12］與GB/T 2975——1998《鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備》［13］，兩標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試樣的要求不同點(diǎn)如表7所示。

表7　ASTM與GB對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣要求對(duì)比

ASTM對(duì)于取樣有明確的規(guī)定，如明確批次、熱處理要達(dá)到最終狀態(tài)而且試樣要取自代表性位置。同一材料產(chǎn)品，批次不同或是熱處理工藝的細(xì)微差別都能影響到材料的性能；同時(shí)，一塊原材料不同部位的性能也會(huì)因生產(chǎn)工藝或加工工藝的不同而產(chǎn)生變化。所以，規(guī)定產(chǎn)品的批次和最終狀態(tài)并從代表性位置選取非常必要。ASTM還規(guī)定了試樣軸線位置，保障拉伸應(yīng)力方向與軸線重合，確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣標(biāo)距長(zhǎng)度的要求ASTM與GB明顯不同，從目前已有的研究來(lái)看，原始標(biāo)距越長(zhǎng)斷后伸長(zhǎng)率越小，原始標(biāo)距越短斷后伸長(zhǎng)率越大。ASTM取4倍的直徑為標(biāo)距長(zhǎng)度，計(jì)算得到GB標(biāo)距長(zhǎng)度為5倍和10倍的直徑。標(biāo)距確定后，過(guò)渡段長(zhǎng)度和夾持端長(zhǎng)度是對(duì)試樣總長(zhǎng)影響最大的兩個(gè)因素，限定總長(zhǎng)以保證過(guò)渡段和夾持端不能太短。過(guò)渡半徑太小可能造成應(yīng)力集中，夾持端太短可能引起試樣拉伸過(guò)程中由于摩擦力小造成的試樣滑動(dòng)，二者關(guān)系到試驗(yàn)?zāi)芊癯晒徒Y(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3試驗(yàn)程序

對(duì)比分析ASTM與GB中試驗(yàn)程序的不同點(diǎn)，如表8所示。

表8　ASTM與GB試驗(yàn)程序?qū)Ρ?/p>

ASTM對(duì)試樣清洗進(jìn)行了要求，GB當(dāng)中并沒(méi)有類似的描述，從科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌?，試樣的清洗是有必要的，因?yàn)樵诟邷貤l件下，試樣表面的污垢可能會(huì)對(duì)材料的性能產(chǎn)生影響。清洗降低了試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)性，GB應(yīng)加入此類清洗操作，以完善試驗(yàn)過(guò)程。

ASTM與GB對(duì)于熱電偶數(shù)量和安放位置的要求是相同的。但在溫度的保持時(shí)間上ASTM要求更長(zhǎng)，20min保溫更充分，試樣內(nèi)外溫度基本一致。ASTM同時(shí)規(guī)定了最終調(diào)整前的爐內(nèi)溫度，將爐子溫度穩(wěn)定在名義試驗(yàn)溫度下6~28℃可能更利于后面溫度的調(diào)整，防止溫度過(guò)量。ASTM還要求分析加熱特性和溫度控制系統(tǒng)，這樣做的好處是能夠確定必要的輸入功率、溫度設(shè)定點(diǎn)、比例控制調(diào)整以及控制電偶的布局，從而更準(zhǔn)確地把握溫度控制過(guò)程。對(duì)溫度過(guò)量大小和持續(xù)時(shí)間ASTM也有明確規(guī)定，這樣的記錄為結(jié)果分析提供一定的參考，尤其是溫度過(guò)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致試樣內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，影響到試驗(yàn)結(jié)果。GB在以上3個(gè)方面沒(méi)有規(guī)定，可以借鑒ASTM加以完善。

從速率分析可以看出，GB在測(cè)屈服強(qiáng)度過(guò)程中的速率整體上比ASTM要慢一些。在測(cè)抗拉強(qiáng)度過(guò)程中，GB給定的速率是一個(gè)固定的范圍，速率比測(cè)屈服強(qiáng)度時(shí)明顯加快。ASTM給定的速率范圍與試樣的尺寸相關(guān)，更有針對(duì)性，但兩種規(guī)定對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響還有待驗(yàn)證。GB給出了應(yīng)變速率不可控時(shí)的補(bǔ)救措施。當(dāng)試驗(yàn)系統(tǒng)不能控制應(yīng)變速率時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)應(yīng)力速率，使在整個(gè)彈性范圍內(nèi)試樣應(yīng)變速率保持0.003/min以內(nèi)。任何情況下，彈性范圍內(nèi)的應(yīng)力速率不應(yīng)超過(guò)300N/mm2/min。ASTM考慮到設(shè)備部件、拉桿和夾具的彈性應(yīng)變，將十字頭在屈服過(guò)程中的移動(dòng)速度設(shè)定在推薦范圍的上限，以平衡設(shè)備彈性應(yīng)變的影響。

在斷后伸長(zhǎng)率測(cè)量方面，ASTM對(duì)測(cè)量精度的要求比GB更加嚴(yán)格。GB中規(guī)定，可以在一固定標(biāo)距上測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率，然后使用換算公式或換算表將其轉(zhuǎn)換成其他標(biāo)距的斷后伸長(zhǎng)率。目前有關(guān)研究表明，斷后伸長(zhǎng)率與原始標(biāo)距長(zhǎng)度相關(guān)。GB的這一規(guī)定有利于數(shù)據(jù)處理，減少了由于標(biāo)距不同增加的試驗(yàn)數(shù)量，但由此換算得到的斷后伸長(zhǎng)率的準(zhǔn)確性需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

在屈服強(qiáng)度表述上，ASTM殘余應(yīng)力的0.2%是通過(guò)0.002倍小截面段的調(diào)整長(zhǎng)度來(lái)對(duì)應(yīng)的，GB通過(guò)圖解法或指針?lè)y(cè)得，也可直接通過(guò)自動(dòng)記錄設(shè)備得到。相比而言，GB的測(cè)量方法更多，選用更加靈活，ASTM的方法比較單一。在抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較小時(shí)，GB的修約間隔為1MPa，小于ASTM的 3.5MPa，結(jié)果會(huì)更加準(zhǔn)確。但當(dāng)屈服和抗拉強(qiáng)度大于200MPa時(shí)，GB的修約間隔會(huì)大于ASTM，ASTM更準(zhǔn)確些。綜上，GB在測(cè)較小屈服和抗拉強(qiáng)度時(shí)修約結(jié)果更準(zhǔn)確；ASTM在測(cè)較大的屈服和抗拉強(qiáng)度時(shí)修約結(jié)果更準(zhǔn)確。對(duì)于延伸率和斷面收縮率的修約間隔，ASTM與GB的要求均為0.5%。

1.4試驗(yàn)報(bào)告

對(duì)比ASTM與GB關(guān)于報(bào)告內(nèi)容的相關(guān)要求，如表9所示。

表9　ASTM與GB報(bào)告內(nèi)容對(duì)比

在試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容方面，關(guān)于材料的描述，ASTM要求包括生產(chǎn)方法、產(chǎn)品類型、尺寸和其他相關(guān)的加工資料，還有熱處理、顯微結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。GB只要求了材料名稱及牌號(hào)。試樣尺寸方面，ASTM要求包括橫截面尺寸、圓角、小截面段的長(zhǎng)度、小截面段的調(diào)整長(zhǎng)度、端部連接的類型以及是否機(jī)加工、局部機(jī)加工還是鑄造加工。GB并沒(méi)有注重這些細(xì)節(jié)，可以參照ASTM加以完善。ASTM還要求報(bào)告到達(dá)試驗(yàn)溫度的時(shí)間和試驗(yàn)前的保溫時(shí)間、特殊情況、斷裂的部位和描述、所用設(shè)備的標(biāo)志、試驗(yàn)者的姓名和試驗(yàn)日期等內(nèi)容。這些內(nèi)容是對(duì)一份報(bào)告內(nèi)容的充實(shí)和完整，對(duì)讀者日后的閱讀和分析有很大的幫助，例如熱處理的方式對(duì)材料性能影響很大，報(bào)告中如有明確說(shuō)明更利于分析。綜上，GB應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)報(bào)告內(nèi)容的完善。

2　結(jié)束語(yǔ)

全方位對(duì)比分析了ASTM與GB在金屬高溫拉伸試驗(yàn)當(dāng)中的不同點(diǎn)。得到如下結(jié)論：

1）試驗(yàn)設(shè)備方面。ASTM對(duì)引伸計(jì)、加熱裝置和尺寸測(cè)量裝置等的精度要求普遍高于GB。ASTM增加了試驗(yàn)機(jī)軸向性檢測(cè)和易腐蝕材料的保護(hù)裝置，并要求安裝引伸計(jì)指示應(yīng)變率裝置。GB增加了對(duì)測(cè)溫設(shè)備的周期性檢測(cè)，保證其可靠性。

2）試樣方面。ASTM從產(chǎn)品批次、最終狀態(tài)和取樣位置都有明確嚴(yán)格的要求，GB還需要進(jìn)一步完善。ASTM標(biāo)準(zhǔn)試樣選用4倍直徑為標(biāo)距長(zhǎng)度。GB標(biāo)準(zhǔn)試樣選用5倍和10倍直徑為標(biāo)距長(zhǎng)度。有研究表明，原始標(biāo)距越長(zhǎng)斷后伸長(zhǎng)率越小，反之越大，可見(jiàn)斷后伸長(zhǎng)率的對(duì)比需執(zhí)行同一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

3）試驗(yàn)程序方面。GB缺少試樣清洗環(huán)節(jié)，最低保溫時(shí)間較ASTM少50%。ASTM考慮到設(shè)備部件、拉桿和夾具的彈性應(yīng)變，對(duì)應(yīng)變速率進(jìn)行調(diào)整以平衡設(shè)備彈性應(yīng)變的影響。GB在測(cè)200MPa以下屈服和抗拉強(qiáng)度時(shí)修約結(jié)果更精確，ASTM在測(cè)200MPa以上屈服和抗拉強(qiáng)度時(shí)修約結(jié)果更精確。

4）試驗(yàn)報(bào)告方面。ASTM的報(bào)告內(nèi)容從試樣、溫度控制、特殊情況、試驗(yàn)結(jié)果等多方面進(jìn)行了全面而詳細(xì)的要求，報(bào)告能夠提供很好的數(shù)據(jù)和信息支撐。GB報(bào)告內(nèi)容要求方面相對(duì)簡(jiǎn)單，需進(jìn)一步完善。

綜上，ASTM E21——2009與GB/T 4338——2006在內(nèi)容上雖各有優(yōu)缺點(diǎn)，但ASTM在設(shè)備準(zhǔn)確度、試驗(yàn)控制準(zhǔn)確度、報(bào)告內(nèi)容等方面優(yōu)勢(shì)明顯。為了制定適合我國(guó)民航業(yè)的高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系，并與國(guó)際公認(rèn)的先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)體系接軌，GB可借鑒ASTM的優(yōu)秀內(nèi)容，完善不足。

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Com parative study on high tem perature tensile test standards of metalmaterials

CHEN Yajun，LIU Bo，WANG Fusheng，YANG Xudong
（Sino-European Institute of Aviation Engineering，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）

ASTM and GB standards were compared and analyzed in this paper in order to provide a basis for the formulation of high temperature tensile test standards for metal materials in accordance with international advanced standard systems.The comparative results are as follows：1）In regard to experimental equipment，the precisions of ASTM extensometers are 50%higher，ASTM heaters above 600℃higher than 25%.In order to increase the accuracy in test，ASTM has incorporated an axial test procedure for tester，protective devices for corrosive materials，and required to install indicators for extensometer strain rate.GB by contrast has determined the periodic detection for temperature measuring equipment and thus enhanced the detection reliability. 2）In regard to the preparation of specimens，ASTM has more strict requirements on product batches，final conditions，and sampling locations.3）In regard to test procedures，GB lacks the requirement on specimen washing and its temperature-holding time is more than one time lower than compared to ASTM.In GB，the rounding results obtained in measuring tensile strengths and yield strengths are more accurate below 200 Mpa，while those in ASTM are more precise above 200 Mpa.4）In regard to experimental reports，ASTM has comprehensive and detailed requirements on specimens，temperature control，special cases，experimental results，and so on.The data and information of each test has been written in the report.In summary，the two standards are different from each other in the above aspects.International test standards that fit China's aviation industry can only be compiled based on the improvement of equipment precision，the enhancement of control accuracy，the consideration of test environment and special circumstances.

high temperature tension test；ASTM；GB；comparative analysis

A

1674-5124（2015）09-0001-05

2015-03-08；

2015-04-07

國(guó)家自然科學(xué)基金（51301198）

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)中國(guó)民航大學(xué)專項(xiàng)資助（3122015Z002）

陳亞軍（1976-），男，天津市人，副教授，博士，主要從事材料性能檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)方面的科研和教學(xué)工作。