新版《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》理化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)修約方式分析

馬宗文，魏 泰，陳學(xué)友

（甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，甘肅 蘭州 730050）

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是一類可焊接的低合金工程結(jié)構(gòu)用鋼，廣泛用于橋梁、船舶、車輛、鍋爐及重要建筑結(jié)構(gòu)中，是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入了少量的多種合金元素而制成的，它的牌號(hào)表示方法也與碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法相同，相比較碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在焊接性能、強(qiáng)度、塑性、韌性、加工工藝性、耐蝕性等各方面性能都有了很大程度的提升，在我國(guó)國(guó)民建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。在其生產(chǎn)與交易過(guò)程中，離不開(kāi)質(zhì)量控制與質(zhì)量檢驗(yàn)?，F(xiàn)如今，涉及質(zhì)量控制的主要有生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部的理化檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室以及由政府主導(dǎo)的檢驗(yàn)科研院所，質(zhì)量檢驗(yàn)的主要是第三方檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，包括政府質(zhì)檢部門(mén)下屬實(shí)驗(yàn)室和民營(yíng)實(shí)驗(yàn)室。這些單位承擔(dān)著質(zhì)量控制和質(zhì)量檢測(cè)的任務(wù)，為社會(huì)提供檢驗(yàn)結(jié)果和結(jié)果數(shù)據(jù)，并且要保證結(jié)果數(shù)據(jù)的有效性及可信性，而檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)值修約方法，對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)的流通及比對(duì)有重要影響。

新修訂的GB/T 1591—2018《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（以下簡(jiǎn)稱新標(biāo)準(zhǔn)）于2018年5月14日發(fā)布，2019年2月1日正式實(shí)施。新標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 1591—2008《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（以下簡(jiǎn)稱舊標(biāo)準(zhǔn)）相比，變化較大。文獻(xiàn)[1-4]依據(jù)新舊標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其術(shù)語(yǔ)和定義、牌號(hào)表示方法、化學(xué)成分、力學(xué)性能等方面進(jìn)行了比較分析并作了詳細(xì)介紹，但對(duì)于新版低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼理化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)修約方法沒(méi)有提及。除此之外，筆者通過(guò)對(duì)多家第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)與鋼廠的低合金高強(qiáng)度鋼檢測(cè)報(bào)告及產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對(duì)理化檢測(cè)數(shù)據(jù)修約方式也不盡相同。這說(shuō)明無(wú)論是在鋼廠內(nèi)部質(zhì)檢部門(mén)理化實(shí)驗(yàn)室，還是面向社會(huì)、為大眾提供理化服務(wù)的第三方實(shí)驗(yàn)室對(duì)理化檢測(cè)數(shù)據(jù)的修約方式不十分重視，未能按照統(tǒng)同一種修約方式出具檢測(cè)數(shù)據(jù)，不同機(jī)構(gòu)的理化檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修約，才能確保社會(huì)流通的試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確規(guī)范[5-7]。,筆者通過(guò)對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼新舊產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的深刻解讀，結(jié)合理化檢驗(yàn)相應(yīng)的方法標(biāo)準(zhǔn)修約要求以及理化檢驗(yàn)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新版低合金高強(qiáng)度鋼的修約方式進(jìn)行了詳細(xì)剖析，以便使用者更加深刻地理解和運(yùn)用新版低合金高強(qiáng)度鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修約方式。

1 新舊標(biāo)準(zhǔn)理化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)修約方式的差異

新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼理化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)修約方式進(jìn)行了修改，具體內(nèi)容如表1。

表1 新舊產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)修約的差異

由表1可知，新標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》進(jìn)行修約，而舊標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)YB/T 081-2013《冶金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值修約與檢測(cè)數(shù)值的判定》進(jìn)行修約與判定。在兩個(gè)不同的修約標(biāo)準(zhǔn)中，GB/T 8170-2008 推薦使用全數(shù)值比較法，在修約值比較法中，修約數(shù)位應(yīng)與規(guī)定的極限數(shù)值數(shù)位一致，YB/T 081-2013推薦使用修約值比較法，修約間隔參照YB/T 081-2013條款6中進(jìn)行修約。若不考慮其他合同與訂單，就單以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而言，理化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)修約方式舊標(biāo)準(zhǔn)以YB/T 081的規(guī)定進(jìn)行，而新標(biāo)準(zhǔn)以GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。數(shù)值判定時(shí)，均采用修約值比較法。

2 新舊標(biāo)準(zhǔn)修約方式在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用

低合金高強(qiáng)度鋼在理化檢測(cè)項(xiàng)目中涉及數(shù)值修約的檢驗(yàn)項(xiàng)目主要有拉伸、沖擊、化學(xué)成分試驗(yàn)。下面就結(jié)合試驗(yàn)項(xiàng)目以及方法標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)的修約方式進(jìn)行舉例說(shuō)明。

2.1 化學(xué)成分檢測(cè)數(shù)據(jù)的修約

鋼材的各化學(xué)元素的含量直接影響到鋼材的使用性能,在材料基礎(chǔ)理論中，成分、組織、性能是相互關(guān)聯(lián)，低合金鋼也是在碳素鋼化學(xué)成分的基礎(chǔ)上添加多種合金元素制成，對(duì)元素含量的控制尤為重要，特別是P、S等有害元素的控制，直接影響到低合金高強(qiáng)度鋼的質(zhì)量等級(jí)。通過(guò)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)，測(cè)得各種元素的含量是有必要的，而化學(xué)元素試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確修約在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的交流和符合性判定中顯得尤為必要。

新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用修約值比較法，將測(cè)定值進(jìn)行修約，修約數(shù)位應(yīng)與規(guī)定的極限數(shù)值數(shù)位一致。舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定化學(xué)分析所得元素的實(shí)測(cè)數(shù)值，應(yīng)經(jīng)修約使其數(shù)值所標(biāo)識(shí)的數(shù)位與相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)文件規(guī)定的化學(xué)成分?jǐn)?shù)值所標(biāo)識(shí)的數(shù)位一致。故就低合金鋼化學(xué)分析而言，新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果修約方式而言一致的，如表2所示。

表2 化學(xué)成分試驗(yàn)結(jié)果的修約

在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中，要測(cè)定材料抵抗沖擊載荷的能力，而沖擊試驗(yàn)是在沖擊載荷作用下測(cè)量材料的韌性。韌性指標(biāo)主要是沖擊吸收功。將具有規(guī)定形狀、尺寸和缺口類型符合相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的試樣,放在沖擊試驗(yàn)機(jī)的試樣支座上,然后用規(guī)定高

2.2 拉伸檢測(cè)數(shù)據(jù)的修約

拉伸試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一，通過(guò)拉伸試驗(yàn)檢驗(yàn)材料是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)度通常是指材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。在低合金高強(qiáng)度鋼中，強(qiáng)度指標(biāo)主要有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，材料在承受拉伸載荷時(shí)，當(dāng)載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。屈服強(qiáng)度是在材料產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力?？估瓘?qiáng)度是材料在斷裂前所達(dá)到的最大應(yīng)力。塑性是指塑性是指金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不致破壞的能力，塑性指標(biāo)主要有伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。伸長(zhǎng)率是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長(zhǎng)度同原始長(zhǎng)度比值的百分?jǐn)?shù)。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后，斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分?jǐn)?shù)，通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)得強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)合理的修約才能夠判定強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)是否復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。

新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用修約值比較法，將測(cè)定值進(jìn)行修約，修約間隔新標(biāo)準(zhǔn)未做具體要求，因而根據(jù)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 228.1-2010中的要求進(jìn)行修約，要求如下：

—強(qiáng)度性能修約值修約至1MPa。

—屈服點(diǎn)延伸率修約至0.1%，其他延伸率和斷后伸長(zhǎng)率修約至0.5%。

—斷面收縮率修約至1%。

而舊標(biāo)準(zhǔn)也未規(guī)定修約間隔，故依據(jù)YB/T 081拉伸試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)按表2的規(guī)定進(jìn)行修約。

表3 金屬材料拉伸試驗(yàn)數(shù)值的修約間隔

故就低合金高強(qiáng)度鋼拉伸試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)而言，新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果的修約方式是不一致的,修約結(jié)果也就不同。如表4所示。

表4 拉伸試驗(yàn)結(jié)果的修約

2.3 沖擊檢測(cè)數(shù)據(jù)的修約

度的擺錘對(duì)試樣進(jìn)行一次性打擊,測(cè)量試樣在這種沖擊下折斷時(shí)所吸收的功，稱之為沖擊吸收功。試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)數(shù)據(jù)也要經(jīng)過(guò)修約再與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的韌性指標(biāo)進(jìn)行比較做出符合性判定。

新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用修約值比較法，將測(cè)定值進(jìn)行修約，修約數(shù)位應(yīng)與規(guī)定的極限數(shù)值數(shù)位一致。在舊標(biāo)準(zhǔn)由于未規(guī)定修約間隔，故依據(jù)YB/T 081沖擊試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)按下表5執(zhí)行。

表5 金屬材料拉伸試驗(yàn)數(shù)值的修約間隔

故就低合金鋼沖擊試驗(yàn)結(jié)果而言，新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)沖擊試驗(yàn)吸收能量大于10J時(shí)的修約方式是一致的。如表6所示。

表6 沖擊試驗(yàn)結(jié)果的修約

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼新舊標(biāo)準(zhǔn)理化檢測(cè)數(shù)據(jù)修約方式的差異對(duì)照，以及結(jié)合實(shí)例對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值修約方法進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)新版低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼理化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)修約方式進(jìn)行規(guī)范性統(tǒng)一,方便各行業(yè)交流、比對(duì)，以便使用者更加深刻地理解和運(yùn)用新版低合金高強(qiáng)度鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修約方式。除此之外，目前市場(chǎng)上還有一部分依據(jù)舊標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的低合金高強(qiáng)度鋼還在市場(chǎng)上流通，在第三方檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室還是企業(yè)內(nèi)部質(zhì)檢室在以后對(duì)新舊版本低合金高強(qiáng)度鋼進(jìn)行理化檢驗(yàn)數(shù)值修約時(shí)，理化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)只需按照上面總結(jié)的規(guī)律及方法進(jìn)行修約即可。