馬宗文,魏 泰,陳學友
(甘肅省特種設備檢驗檢測研究院,甘肅 蘭州 730050)
低合金高強度結(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)鋼的基礎上加入了少量的多種合金元素而制成的,它的牌號表示方法也與碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法相同,相比較碳素結(jié)構(gòu)鋼,低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼在焊接性能、強度、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,在我國國民建設中發(fā)揮了重要作用。在其生產(chǎn)與交易過程中,離不開質(zhì)量控制與質(zhì)量檢驗。現(xiàn)如今,涉及質(zhì)量控制的主要有生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部的理化檢測實驗室以及由政府主導的檢驗科研院所,質(zhì)量檢驗的主要是第三方檢測實驗室,包括政府質(zhì)檢部門下屬實驗室和民營實驗室。這些單位承擔著質(zhì)量控制和質(zhì)量檢測的任務,為社會提供檢驗結(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,而檢驗結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)值修約方法,對結(jié)果數(shù)據(jù)的流通及比對有重要影響。
新修訂的GB/T 1591—2018《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(以下簡稱新標準)于2018年5月14日發(fā)布,2019年2月1日正式實施。新標準與GB/T 1591—2008《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(以下簡稱舊標準)相比,變化較大。文獻[1-4]依據(jù)新舊標準,對其術(shù)語和定義、牌號表示方法、化學成分、力學性能等方面進行了比較分析并作了詳細介紹,但對于新版低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼理化檢驗數(shù)據(jù)修約方法沒有提及。除此之外,筆者通過對多家第三方檢測機構(gòu)與鋼廠的低合金高強度鋼檢測報告及產(chǎn)品質(zhì)量證明書調(diào)查發(fā)現(xiàn),對理化檢測數(shù)據(jù)修約方式也不盡相同。這說明無論是在鋼廠內(nèi)部質(zhì)檢部門理化實驗室,還是面向社會、為大眾提供理化服務的第三方實驗室對理化檢測數(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數(shù)據(jù),不同機構(gòu)的理化檢驗人員應當嚴格遵循標準對試驗結(jié)果進行修約,才能確保社會流通的試驗數(shù)據(jù)準確規(guī)范[5-7]。,筆者通過對低合金高強度鋼新舊產(chǎn)品標準的深刻解讀,結(jié)合理化檢驗相應的方法標準修約要求以及理化檢驗多年的實踐經(jīng)驗,對新版低合金高強度鋼的修約方式進行了詳細剖析,以便使用者更加深刻地理解和運用新版低合金高強度鋼產(chǎn)品標準的修約方式。
新標準對低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼理化檢驗數(shù)據(jù)修約方式進行了修改,具體內(nèi)容如表1。
表1 新舊產(chǎn)品標準數(shù)據(jù)修約的差異
由表1可知,新標準依據(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》進行修約,而舊標準主要依據(jù)YB/T 081-2013《冶金技術(shù)標準的數(shù)值修約與檢測數(shù)值的判定》進行修約與判定。在兩個不同的修約標準中,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中進行修約。若不考慮其他合同與訂單,就單以國家標準而言,理化檢驗數(shù)據(jù)修約方式舊標準以YB/T 081的規(guī)定進行,而新標準以GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。數(shù)值判定時,均采用修約值比較法。
低合金高強度鋼在理化檢測項目中涉及數(shù)值修約的檢驗項目主要有拉伸、沖擊、化學成分試驗。下面就結(jié)合試驗項目以及方法標準在實際檢測過程中對結(jié)果數(shù)據(jù)的修約方式進行舉例說明。
鋼材的各化學元素的含量直接影響到鋼材的使用性能,在材料基礎理論中,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成分的基礎上添加多種合金元素制成,對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度鋼的質(zhì)量等級。通過化學分析實驗,測得各種元素的含量是有必要的,而化學元素試驗數(shù)據(jù)的正確修約在試驗數(shù)據(jù)的交流和符合性判定中顯得尤為必要。
新標準規(guī)定采用修約值比較法,將測定值進行修約,修約數(shù)位應與規(guī)定的極限數(shù)值數(shù)位一致。舊標準規(guī)定化學分析所得元素的實測數(shù)值,應經(jīng)修約使其數(shù)值所標識的數(shù)位與相應產(chǎn)品標準或有關(guān)文件規(guī)定的化學成分數(shù)值所標識的數(shù)位一致。故就低合金鋼化學分析而言,新舊標準對化學分析試驗數(shù)據(jù)結(jié)果修約方式而言一致的,如表2所示。
表2 化學成分試驗結(jié)果的修約
在低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼中,要測定材料抵抗沖擊載荷的能力,而沖擊試驗是在沖擊載荷作用下測量材料的韌性。韌性指標主要是沖擊吸收功。將具有規(guī)定形狀、尺寸和缺口類型符合相關(guān)試驗標準的試樣,放在沖擊試驗機的試樣支座上,然后用規(guī)定高
拉伸試驗是機械性能試驗的基本方法之一,通過拉伸試驗檢驗材料是否符合標準規(guī)定強度指標和塑性指標。強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。在低合金高強度鋼中,強度指標主要有屈服強度和抗拉強度,材料在承受拉伸載荷時,當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。屈服強度是在材料產(chǎn)生屈服時的應力??估瓘姸仁遣牧显跀嗔亚八_到的最大應力。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,塑性指標主要有伸長率和斷面收縮率。伸長率是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長度同原始長度比值的百分數(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數(shù),通過拉伸試驗測得強度指標和塑性指標試驗數(shù)據(jù),在經(jīng)過合理的修約才能夠判定強度指標和塑性指標是否復合標準技術(shù)要求。
新標準規(guī)定采用修約值比較法,將測定值進行修約,修約間隔新標準未做具體要求,因而根據(jù)試驗方法標準GB/T 228.1-2010中的要求進行修約,要求如下:
—強度性能修約值修約至1MPa。
—屈服點延伸率修約至0.1%,其他延伸率和斷后伸長率修約至0.5%。
—斷面收縮率修約至1%。
而舊標準也未規(guī)定修約間隔,故依據(jù)YB/T 081拉伸試驗結(jié)果應按表2的規(guī)定進行修約。
表3 金屬材料拉伸試驗數(shù)值的修約間隔
故就低合金高強度鋼拉伸試驗檢測數(shù)據(jù)而言,新舊標準對拉伸試驗結(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 拉伸試驗結(jié)果的修約
度的擺錘對試樣進行一次性打擊,測量試樣在這種沖擊下折斷時所吸收的功,稱之為沖擊吸收功。試驗過程中試驗數(shù)據(jù)也要經(jīng)過修約再與產(chǎn)品標準規(guī)定的韌性指標進行比較做出符合性判定。
新標準規(guī)定采用修約值比較法,將測定值進行修約,修約數(shù)位應與規(guī)定的極限數(shù)值數(shù)位一致。在舊標準由于未規(guī)定修約間隔,故依據(jù)YB/T 081沖擊試驗結(jié)果應按下表5執(zhí)行。
表5 金屬材料拉伸試驗數(shù)值的修約間隔
故就低合金鋼沖擊試驗結(jié)果而言,新舊標準對沖擊試驗吸收能量大于10J時的修約方式是一致的。如表6所示。
表6 沖擊試驗結(jié)果的修約
通過對低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼新舊標準理化檢測數(shù)據(jù)修約方式的差異對照,以及結(jié)合實例對各項試驗結(jié)果的數(shù)值修約方法進行了詳細分析,對新版低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼理化檢驗數(shù)據(jù)修約方式進行規(guī)范性統(tǒng)一,方便各行業(yè)交流、比對,以便使用者更加深刻地理解和運用新版低合金高強度鋼產(chǎn)品標準的修約方式。除此之外,目前市場上還有一部分依據(jù)舊標準生產(chǎn)的低合金高強度鋼還在市場上流通,在第三方檢測實驗室還是企業(yè)內(nèi)部質(zhì)檢室在以后對新舊版本低合金高強度鋼進行理化檢驗數(shù)值修約時,理化檢驗數(shù)據(jù)只需按照上面總結(jié)的規(guī)律及方法進行修約即可。