浅析新版金属材料室温拉伸试验方法国家标准

□ 辽宁五一八内燃机配件有限公司总师办 王开远

众所周知，抗拉强度、屈服强度、断后伸长率等室温拉伸性能指标表明了金属材料的内在质量，是重要金属零件必检项目之一。GB/T228.1规定了金属材料室温拉伸试验方法，是金属零部件制造行业一项常用的试验方法国家标准。最新修订的GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》已正式实施一年，应一些企业读者要求，本刊特邀请相关专家对新版金属材料室温拉伸试验方法国家标准进行详细解读，通过分析对比，指出该标准与其前一版本（GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》）之间存在的主要差异，供相关从业者贯标时参考。

概述

规定金属材料拉伸试验方法的GB/T228.1属于推荐性国家标准，1963年首次发布，分别于1976年、1987年、2002年进行了3次修订，本次为第4次修订。新修订的GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》由中国钢铁工业协会提出、由全国钢标准化技术委员会归口管理、由钢铁研究总院等单位负责起草。该标准修改采用2009版ISO6892-1国际标准，规定了金属材料拉伸试验方法的原理、定义、符号、试样和尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告等，适用于金属材料室温拉伸性能的测定。整个标准共分为24章、13个附录。附录中，包括5个规范性附录和8个资料性附录，章节编排见表1。

与国际标准的一致性程度

新标准修改采用ISO6892-1：2009《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》 （英文版），在整体结构、层次划分、编写方法和技术内容上与ISO6892-1：2009基本一致，只在以下方面进行了修改，并在正文中在相应条款处用垂直线做出了标识：

1.在规范引用文件中，改为直接引用与国际标准相对应的我国国家标准，并增加了GB/T8170《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(此标准名称没问题，是2008年新版标准的名称)、GB/T10623《金属材料 力学性能试验术语》和GB/T22066《静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定》3项引用标准。

2.修改了原始横截面积测定的规定。即将第7章中国际标准规定的原始横截面积是3次测量的最小值改为平均值。

3.在第12章增加了对于上、下屈服强度位置判定的基本原则，共计4项。

4.在国际标准基础上，增加了第22章“试验结果数值的修约”、规范性附录J——逐步逼近方法测定塑性延伸强度（Rp）以及资料性附录K——卸力方法测定规定残余延伸强度（Rr0.2）（举例）。

5.对附录B、附录C、附录D和附录E中比例试样和非比例试样的细节描述进行了修改，并对原国际标准中关于测量不确定度的评定方法做了修改，改为以附录的形式进行表述（即附录L）。

与前一版本的主要差异

GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》是对2002年版本的修订。与前一版本相比，有较大的修改和补充，主要有以下变化：

1.修改了标准名称

本次修订，将标准名称由原来的《金属材料 室温拉伸试验方法》修改为《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》。新的标准名称与相应国际标准的名称是一致的。

2.增加了引用标准

新标准增加了GB/T10623《金属材料 力学性能试验术语》和GB/T22066《静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定》两项引用标准，使引用标准由原来的6项变为8项。其中，GB/T10623是在第3章“术语和定义”中引用的。GB/T22066是在第9章“试验设备的准确度”中引用的，规定了由计算机控制的拉伸试验机所应满足的要求。

3.调整了部分术语和定义

本次修订，对本标准所涉及的术语和定义做了不同程度的修改。值得一提的是，本次修订增加了残余伸长率、延伸率、断裂3个定义以及关于试验速率方面的4个定义，删除了“最大力伸长率”这一术语和定义，并将原来的“规定非比例延伸强度Rp”改称为“规定塑性延伸强度”。新增加的术语和定义见表2。

表2 增加的术语和定义

4.删除了对测量试样用量具或测量装置分辨率的规定

前一版本在第7章“原始横截面积的测定”中，对测定试样横截面积所使用的量具或测量装置的分辨率提出了要求（原表3）。本次修订，删去了该表。即不再对量具或测量装置的分辨率提出特殊要求。

5.完善了关于修约原始标距计算值方面的规定

新、旧标准都明确规定，对比例试样可将原始标距的计算值修约至最接近5mm的倍数。新标准在原规定的基础上补充了两项内容。一是增加了修约原始标距计算值的条件。新标准规定，对于比例试样，如果原始标距的计算值与其标记值之差小于10%Lo，可将原始标距的计算值修约至最接近5mm的倍数。其中“原始标距的计算值与其标记值之差小于10%Lo”这一条件是本次修订所补充的，旧标准没有。二是补充了修约所依据的标准。即要求按GB/T8170《数值修约规则与极限数值的表示和判定》的规定进行修约。

6.增加了对计算机控制的拉伸试验机的相应规定

2008年我国首次发布了GB/T22066-2008《对静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定》国家标准。该标准是非等效采用美国标准ASTME1856-1997（2002）《万能试验机计算机数据采集系统评价指南》并结合我国国情制定的，规定了以机械加力，采用电子测量技术测量力学性能参数的电子式万能试验机的主参数系列、技术要求、检验方法、检验规则、标志与包装等内容，适用于金属材料和非金属材料进行拉伸、压缩、弯曲和剪切等力学性能试验用的电子式万能试验机。新修订的GB/T228.1-2010，要求采用计算机控制的电子式万能试验机满足前述的GB/T22066的规定，这是旧版本标准所没有的。

7.增加了试验速率的控制方法

旧标准只对应力速率控制方法做出了规定，而无应变速率控制方法的规定。新标准在原来基础上，增加了应变速率控制方法。为了便于区别和表示这两种试验速率控制方法，新标准将应变试验速率控制方法称为A法，将应力试验速率控制方法称为B法。关于试验速率控制方法的选择，新标准明确说明，除非另有规定，只要能满足GB/T228.1的要求，A法或B法可以由实验室自行选择。

8.增加了试验结果修约的规定

本次修订，删去了原22章关于试验结果处理的规定，修改为对试验结果修约的规定。新标准明确规定，试验测定性能结果数值要按照相关产品标准的要求进行修约。如产品标准未规定具体修约要求，要按如下要求进行修约：

——强度性能值修约至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%。

9.增加了附录A——计算机控制拉伸试验机使用的建议

对由计算机控制的拉伸试验机，新标准不仅要求其符合GB/T22066标准，而且以附录的形式给出了其使用建议。该附录为资料性附录，包含了利用计算机控制的拉伸试验机测定力学性能的附加建议，尤其给出了应考虑软件和试验条件的建议。这些建议与设计试验机的软件、软件的有效性和拉伸试验的条件相关，为设计试验机以及设计试验机的软件等提供参考。

10.增加了附录F

新标准的附录F为资料性附录，给出了考虑试验机刚度（或柔度）后横梁位移速率的估算方法。由于新标准10.3.1中的公式（1）没有考虑试验装置（机架、力传感器、夹具等）的弹性变形。因此，对于测定上屈服强度或其他延伸强度时，如果需要考虑试验机系统的柔度，则可参考该附录的规定。

结束语

评定与检测金属材料内在质量时通常采取金属力学性能试验，其中的金属材料拉伸试验具有非常广泛的应用范围。用于规定金属材料拉伸试验方法的GB/T228标准共分4个部分，GB/T228.1《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》是其中的第1部分。其他3个部分分别规定高温试验方法、低温试验方法和液氮试验方法，目前尚未修订，仍使用GB/T4338-2006《金属材料 高温试验方法》、GB/T 13239-2006《金属材料 低温试验方法》 及GB/T 24584-2009《金属材料 拉伸试验 液氦试验方法》标准。2010年修订发布的GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验第1部分：室温试验方法》标准修改采用国际标准ISO 6892-1：2009《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，与2002版国标相比，主要增加了试验速率的控制方法（即方法A应变速率控制方法）、拉伸试验测量不确定度的评定方法、资料性附录——计算机控制拉伸试验机使用时的建议以及资料性附录考虑试验机刚度（或柔度）后估算的横梁位移速率方法等，修改了试验结果的数值修约方法等内容，在贯彻实施新版标准时应加以注意。