ASTM力学性能试验总则标准与分项试验方法标准的技术比较

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ASTM A182 F316力学性能推荐度：
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犃犛犜犕力学性能试验总则标准与分项试验方法

标准的技术比较

黄旭东，奚建法

（上海材料研究所，上海２）００４３７

对美标钢制品力学性能试验总则标准（与分项试验方法标准摘　要：ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０）

１ε（／，，，和ＡＡＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９ＡＳＴＭＥ１０－２０１０ＡＳＴＭＥ１８－２００８ｂＡＳＴＭＥ２３－２００７ａＳＴＭ

２ε等）分别从标准的适用范围、环境温度的定义、采用的单位制、对试样和试验设备的要Ｅ３８４－２０１０

求、尺寸测量精确度、拉伸试验的速率、不同硬度标尺间的相互转换以及试验结果的处理与修约等方面进行了系统的对比分析。结果表明：ＡＳＴＭ力学性能试验总则标准和与其相对应的ＡＳＴＭ分项试验方法标准之间存在着一定的技术差异，其中尤以拉伸试验和冲击试验方法标准与总则标实际使用中应注意区分和选择。准之间的差异居多，

力学性能试验；试验总则标准；分项试验方法标准关键词：ＡＳＴＭ标准；

中图分类号：（）ＴＧ１１５．５Ａ　　　文章编号：１００１４０１２２０１１０６０３４８０５　　　文献标志码：

犜犲犮犺狀犻犮犪犾犆狅犿犪狉犻狊狅狀犫犲狋狑犲犲狀犃犛犜犕犕犲犮犺犪狀犻犮犪犾犜犲狊狋犻狀犲狀犲狉犪犾犛狋犪狀犱犪狉犱狆犵犌

犪狀犱犆犾犪狌狊犪犾犜犲狊狋犻狀狋犪狀犱犪狉犱狊犵犛

，犎犝犃犖犌犡狌犱狅狀犡犐犑犻犪狀犳犪犵

（，，）ＳｈａｎｈａｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｈａｎｈａｉ２００４３７Ｃｈｉｎａｇｇ

：犃犫狊狋狉犪犮狋ＴｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎＡＳＴＭｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｅｓｔｉｎｅｎｅｒａｌｓｔａｎｄａｒｄ（ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０）ｇｇ

／，，，ａｎｄｉｔｓｃｏｒｒｅｓｏｎｄｉｎｌａｕｓａｌｔｅｓｔｉｎｔａｎｄａｒｄｓ（ＡＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９ＡＳＴＭＥ１０－２０１０ＡＳＴＭＥ１８－２００８ｂｐｇｃｇｓ１２）εε，ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａａｎｄＡＳＴＭＥ３８４－２０１０ｗｅｒｅｃｏｍａｒｅｄｓｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｉｎｔｈｅａｓｅｃｔｓｏｆｓｃｏｅｏｆａｌｉｃａｔｉｏｎｐｙｙｐｐｐｐ，，，ｍｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｕｎｉｔｓｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｅｓｔｓｅｃｉｍｅｎｓａｎｄａａｒａｔｕｓｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｐｑｐｐｐ

，，，ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｓｅｅｄｏｆｔｅｎｓｉｏｎｔｅｓｔｉｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈａｒｄｎｅｓｓｓｃａｌｅｓａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｎｄｐｇｇａｒｏｕｎｄｉｎｆｔｅｓｔｉｎａｔａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｃｅｒｔａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎＡＳＴＭｍｅｃｈａｎｉｃａｌｇｏｇｄ

，ｔｅｓｔｉｎｅｎｅｒａｌｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｉｔｓｃｏｒｒｅｓｏｎｄｉｎＳＴＭｃｌａｕｓａｌｔｅｓｔｉｎｔａｎｄａｒｄｓｅｓｅｃｉａｌｌｎｔｅｎｓｉｏｎｔｅｓｔｉｎｎｄｇｇｐｇＡｇｓｐｙｉｇａｉｍａｃｔｔｅｓｔｉｎ．Ｉｔｗａｓｉｍｏｒｔａｎｔｔｏｄｉｓｔｉｎｕｉｓｈａｎｄｃｈｏｏｓｅｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌａｌｉｃａｔｉｏｎ．ｐｇｐｇｐｐ

：；；；犓犲狑狅狉犱狊ｅｎｅｒａｌｔｅｓｔｉｎｔａｎｄａｒｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｅｓｔｉｎＡＳＴＭｓｔａｎｄａｒｄｃｌａｕｓａｌｔｅｓｔｉｎｔａｎｄａｒｄｇｇｇｓｇｓ狔

ＳＴＭ　　对于现在力学性能检测中经常使用的Ａ

标准，许多时候会将试验总则标准（ＡＳＴＭＡ３７０－

［］

与试验方法标准（包括Ａ／２０１０１）ＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－［］［］

ＳＴＭＥ１０－２０１０３，ＡＳＴＭＥ１８－２００９２，Ａ［］［］１５ε及Ａ２００８ｂ４，ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａＳＴＭＥ３８４－］２［６ε等）混淆使用，认为试验总则标准可以概括２０１０

试验方法标准，然而ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中的许

多技术层面上的概念和操作方法与试验方法标准中规定的并不完全一致，使用的时候应注意区分和选择。为此，笔者对这些标准进行了系统的分析和比以便更好地理解这些标准和指导具体试验操作。对，

／１犛犜犕犃３７０－２０１０与犃犛犜犕犈８犈８犕－　犃

２００９的比较

相比较于冲击和硬度等试验，ＡＳＴＭＡ３７０－／２０１０中的拉伸试验部分与ＡＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９

收稿日期：２０１１０１０５

作者简介：黄旭东（，男，助理工程师。１９８３－）

·３４８·

的技术差异最大。

温度和单位制１．１　适用范围、

首先从适用范围来讲，从标准名称可以看出，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０“ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｓａｎｄＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓｆｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｅｓｔｉｎｆＳｔｅｅｌｇｏ

”（钢制品力学性能试验的标准试验方法和Ｐｒｏｄｕｃｔｓ定义），主要适用于锻钢、铸钢、不锈钢及相关合金等钢铁类产品；而Ａ／ＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９“ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＴｅｎｓｉｏｎＴｅｓｔｉｎｆＭｅｔａｌｌｉｃｇｏ产品厚度（或直径））时，试样中犜＞４０ｍｍ（１．５００ｉｎ心线位于产品厚度（或直径）方向的／１４处。１．２．２试样类型和尺寸

对于板材拉伸试样，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中常／用的有４种尺寸规格，ＡＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９中有其中Ａ３种，ＳＴＭＡ３７０－２０１０中宽度１．５ｉｎ（、标距２ｉ的试样是Ａ／４０ｍｍ）ｎ（５０ｍｍ）ＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９中没有的。其余３种试样的基本尺寸要求基本一致，只是在试样公差上稍有不同，究其原Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”（金属材料拉伸试验的标准试验方法），适用于所有的金属材料，

除钢铁类材料外，铜、铝、镁和钛等有色金属及其合金与粉末冶金材料也在其适用范围之内。

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０对室温没有明确的界定，

而ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９定义室温为１０～

３８℃。对于标准中的单位制，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０与ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９也有不同的规定。ＡＳＴＭ

Ａ３７０－２０１０中指出，以英寸英磅制（即通常说的英制）作为标准单位制，而英制单位与公制（ＳＩ制）单位可相互转换（标距长度１ｉｎ＝２５．０ｍｍ，强度１ｋｓｉ

＝６．９ＭＰａ）。比如技术协议规定以英制单位作为验收规范，则可以在试验过程中采用公制单位进行测量与计算，而将最终结果换算成英制单位，反之亦然。而ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９则不同，该标准中的Ｅ８部分以英制单位作为标准单位，Ｅ８Ｍ部分则以

公制单位作为标准单位，两套单位体系相互独立，不应相互转换。．２　试样要求

．２．１取样位置和方向

作为产品标准，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０定义了试样方向，试样长轴方向平行于产品轧制或锻造时最大延展方向的称为纵向试样，试样长轴方向垂直于产品轧制或锻造时最大延展方向的称为横向试样。对于圆截面轧件或锻件，试样长轴方向垂直于产品轴线，并且试样长轴方向通过产品圆截面中心的称为径向试样；试样长轴方向垂直于产品轴线，并且试样长轴方向与以产品圆截面中心为圆心所画的圆相切的称为切向试样。对于不同类型产品（轧钢、锻件、铸钢等）的取样方向，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０也有具体规定。ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９作为具体试验方法标准并无上述相关规定，

但却对取样位置作了详细要求：产品厚度（或直径）犜≤４０ｍｍ（１．５００ｉｎ）时，试样中心线位于产品厚度（或直径）方向的中心；

因是在英制和公制单位的换算中存在一些表述上的差异，

在实际使用中影响不大。对于圆棒拉伸试样，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０和

ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９中都有５种常用的不同直

径的试样，这５种直径的试样在英制单位中是一致的，而在公制单位中略有差异。例如直径０．３５０ｉｎ、标距１．４００ｉｎ的圆棒试样在ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中可表述为直径８．７５ｍｍ、标距３５．０ｍｍ，而在ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９中则表述为直径９．０ｍｍ、标距３６．０ｍｍ。究其原因仍然是英制和公制单位换算表述上的差异。由于国内的测量工具多是以公制单位计量和使用的，因此实际应用中应以标准中的公制表述为准。关于试样标距，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中的圆棒试样标距为４倍直径长度，ＡＳＴＭＥ８

／Ｅ８Ｍ－２００９中的Ｅ８部分同样为４倍直径长度，而Ｅ８Ｍ部分为５倍直径长度。

对于剖管拉伸试样，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中常用的有８种尺寸规格，ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９中有７种，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中宽度１．５ｉｎ（４０ｍｍ）、标距４ｉｎ（１００ｍｍ）的试样是ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９中没有的。

此外ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９中还列举了可锻铸铁、压铸试样、粉末冶金材料的试样类型，而这些是ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中未提及的。１．３　试验设备和尺寸测量要求１．３．１引伸计

对于同一技术指标，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０和

ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９规定采用的引伸计精度却

不尽相同。

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中规定：

测定物理屈服点时，应使用Ｃ（或以上）级引伸计。测定规定非比例延伸强度时，当非比例延伸≥０．２％时，应使用在０．０５％～１．０％的应变范围进行标定的Ｂ２（或以上）级引伸计；当非比例延伸＜０．２％时，

应使用在·３４９·

１１

（或以上）０．０５％～１．０％的应变范围进行标定的Ｂ１

级引伸计或者使用降低标定应变范围下限的Ｂ２级例如降低至０。测定规定总延伸强引伸计（．０１％）应使用Ｂ或以上）级引伸计。另Ａ度时，１（ＳＴＭＡ３７０－２０１０中未提及对于均匀伸长的测定。／测定物理屈服ＡＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９中规定：点或规定非比例延伸强度时，应使用Ｂ（或以上）级２引伸计。测定规定总延伸强度时，应使用Ｂ或以２（上）级引伸计，除非同时测定屈服点延伸率时可使用屈服阶段结束，应调整空载横梁速率，使试样平行段

－１－１

的名义应变速率≤０·ｍ；测定．０６２５ｉｎ·ｉｎｉｎ

应调整空载横梁速率，使试样平行段的抗拉强度时，

－１－１

··ｍ。但在任何情名义应变速率≤０．５ｉｎｉｎｉｎ

况下，使用的最小拉伸试验速率应不低于规定上限

值的１／。１０

／自屈服强度一半ＡＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９规定，（或抗拉强度１／，两者中取较小者）至屈服阶段结４束时，对于非闭环试验机可采用应力控制（对于屈服级引伸计。若要测定均匀伸长，

对于均匀伸长率＜

５％的材料，应使用Ｂ２（或以上）级引伸计；对于均匀伸长率≥５％但＜５０％的材料，应使用Ｃ（或以上）级引伸计；对于均匀伸长率≥５０％的材料，应使用Ｄ（或以上）级引伸计。．３．２尺寸测量

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０对于试样尺寸测量的要求

如下：对于矩形试样，标距８ｉｎ（２００ｍｍ）的，试样宽度测量应精确至０．００５ｉｎ（０．１３ｍｍ）；标距２ｉｎ（５０ｍｍ）的，试样宽度测量应精确至０．００１ｉｎ（０．０２５ｍｍ）；两种标距试样的厚度测量均应精确至．００１ｉｎ（０．０２５ｍｍ）。对于圆棒试样，尺寸测量应精确至０．００１ｉｎ（０．０２５ｍｍ）。ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９对于试样尺寸测量的

要求如下：试样尺寸≥５ｍｍ（０．２００ｉｎ）的，应精确至．０２ｍｍ（０．００１ｉｎ）；２．５ｍｍ（０．１００ｉｎ）～＜

５ｍｍ（０．２００ｉｎ）的，应精确至０．０１ｍｍ（０．０００５ｉｎ）；．５ｍｍ（０．０２０ｉｎ）～＜２．５ｍｍ（０．１００ｉｎ）的，应精确至０．００２ｍｍ（０．０００１ｉｎ）；＜０．５ｍｍ（０．０２０ｉｎ）的，应精确至１％或０．００２ｍｍ（０．０００１ｉｎ），取两者之中的较小者。．４　试验速率

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中规定了４种表示试验速率的方法：①试验机空载时的夹头分离速率；②试验机负载时的夹头分离速率；③试样的应力速率（闭环试验机不适合直接采用这种控制方式来测定材料的屈服性能）；④试样的应变速率。ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－００９中除了上述４种表示试验速率的方法外，

还有一种表示方法，即完成部分或者全部拉伸试验所需的时间。

针对拉伸试验中的不同阶段，ＡＳＴＭＡ３７０－０１０和ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９所规定的试验速率

控制方式和具体要求也不相同。

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０规定，

自屈服强度一半至·３５０·

性能随应变敏感的材料不推荐使用应力控制），应力

速率控制在１．１５～１１．５ＭＰａ·ｓ

－１；对于闭环试验机（

采用引伸计应变反馈的）可采用应变控制，应变速率控制在（０．０１５±０．００６）ｍｍ·ｍｍ－１·ｍｉｎ－１（高温合金、钛合金、航空材料等特殊材料控制在．００５ｍｍ·ｍｍ－１·ｍｉｎ

－１

）；另外还可以采用负载时的夹头分离速率（

对于具有不连续屈服的材料推荐采用这种控制方式）

，调整到使试样平行段的名义应变速率为（０．０１５±０．００３）ｍｍ·ｍｍ－１·ｍｉｎ－１

。测定抗拉强度时，对于断后伸长率＞５％的材料，

可调整试验机速率，

使试样平行段的名义应变速率为．０５～０．５ｍｍ·ｍｍ－１·ｍｉｎ

－１

；对于断后伸长率≤

５％的材料，可始终保持测定屈服性能时的名义试验速率不变。

．５　试验结果处理与修约

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０和ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９中关于断后标距的测量要求稍有不同。

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０规定，对于原始标距≤２ｉｎ

（５０ｍｍ）的试样，断后标距测量应精确至０．０１ｉｎ（０．２５ｍｍ）；对于原始标距＞２ｉｎ（５０ｍｍ）的试样，断后标距测量应精确至原始标距长度的０．５％。ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９规定，

当断后伸长率＞

３％时，断后标距测量要求与上述ＡＳＴＭＡ３７０－０１０中的要求相同；当断后伸长率≤３％时，拉伸试验前先要测量原始标距精确至０．０５ｍｍ

（０．００２ｉｎ），拉伸试验后的断后标距测量也要精确至０．０５ｍｍ（０．００２ｉｎ

）。ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０和ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９

中关于数值修约的方法均以ＡＳＴＭＥ２９－２００８［７］

为依据，但具体要求也不尽相同。

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中规定，对于塑性指标，断后伸长率＜１０％时，修约至０．５％；断后伸长率≥

１０％时，修约至１％。断面收缩率也依此规则修约。对于强度指标，若是采用英制单位，则强度

Ｃ１０００１２２００１２

修约至０；５０ｋｓｉ时，．１ｋｓｉ５０ｋｓｉ１００ｋｓｉ＜≤强度＜

时，修约至０；强度≥１修约至．５ｋｓｉ００ｋｓｉ时，。若是采用公制单位，则强度＜５１．０ｋｓｉ００ＭＰａ时，修约至１Ｍ；修Ｐａ５００ＭＰａ１０００ＭＰａ时，≤强度＜；强度≥修约至１。约至５ＭＰａ１０００ＭＰａ时，０ＭＰａ

／对于塑性指ＡＳＴＭＥ８Ｅ８Ｍ－２００９中规定，标，断后伸长率≤修约至０而对于断后３％时，．２％；伸长率＞３该标准未做规定，通常可按％的情况，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中的规定进行修约。断面收缩

（转换成其他硬度值（维氏、布氏、Ｂ标尺和Ｃ标尺）努氏、洛氏硬度Ａ标尺和表面洛氏硬度值）和抗拉由于各值之间的一一对应关强度值的换算关系表，

在某种程度上也可以实现布氏硬度值与其他硬系，

度值以及布氏硬度值与抗拉强度值之间的相互换算；ＡＳＴＭＥ１０－２０１０中指出硬度值与硬度值之间以及硬度值与抗拉强度值之间的相互换算按并未直接附上换算表。ＡＳＴＭＥ１４０－２００７８执行，２．４　修约［］

率的修约和ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中的要求相同，即＜１０％时，修约至０．５％；≥１０％时，修约至１％。对于强度指标，ＡＳＴＭＥ８／Ｅ８Ｍ－２００９给出了三种修约规则：①对于钢制品，

修约要求同ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０，即强度＜５００ＭＰａ时，修约至１ＭＰａ；００ＭＰａ≤强度＜

１０００ＭＰａ时，修约至５ＭＰａ；强度≥１０００ＭＰａ时，修约至１０ＭＰａ；②对于铝合金和镁合金制品，不区分范围所有强度指标均修约至ＭＰａ；③不区分范围所有强度指标均修约至

Ｐａ

（适用于所有金属材料）。此外，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中对于数值修约还有一条特殊的规定：对于修约到“５”的情况，如果“５”之后除了“０”以外再没有其他数字时，如果按照ＡＳＴＭＥ２９－２００８的修约方法进行修约会导致材料被拒收时，应按照产品规范的界限方向进行修约。可见在试验数据处于合格或不合格的临界点时，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０在修约规则上是倾向于材料供应商的。

　犃

犛犜犕犃３７０－２０１０与犃犛犜犕犈１０－２０１０的比较

．１　适用范围和单位制

同样，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０只适用于钢铁类产品，而ＡＳＴＭＥ１０－２０１０适用于所有金属材料。ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０以ｋｇｆ作为力的标准单位；ＡＳＴＭＥ１０－２０１０则以ｋＮ作为力的标准单位。．２　试验设备要求

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中对布氏硬度计的载荷系

统要求测力系统精度达到１％，试验机方可使用；ＡＳＴＭＥ１０－２０１０中除了直接检定测力系统的精

度是否达到１％外，还可以采用标准硬度块对试验机进行间接检定，如果标准硬度块的实际测试值与标称硬度值相差在±３％之内，试验机可以使用。．３　硬度换算

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中给出了钢的洛氏硬度值

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中指出布氏硬度值直接由“压痕直径和硬度值对应关系表”查出，不必再进行修约；ＡＳＴＭＥ１０－２０１０中要求报告中给出的布氏硬度值修约至３位有效数字。其实两个标准对修约的要求并不矛盾，

因为“硬度值表”中的硬度值已经根据修约要求修约至了３位有效数字。

３　犃

犛犜犕犃３７０－２０１０与犃犛犜犕犈１８－２００８犫的比较

３．１　适用范围、

温度和单位制ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０只适用于钢铁类产品，ＡＳＴＭＥ１８－２００８ｂ适用于所有金属材料。ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０对于室温没有明确的界定，ＡＳＴＭＥ１８－２００８ｂ定义室温为１０～３５℃。ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０分别以ｋｇｆ和ｉｎ作为力和球压头直径的标准单位，ＡＳＴＭＥ１８－２００８ｂ分别以Ｎ和ｍｍ作为力和球压头直径的标准单位。但后者同时指出，

考虑到历史单位制使用的延续性，ｋｇ

ｆ和ｉｎ还将在标准中继续给出作为参考，并在许多部分的讨论中仍然延续使用该单位制。３．２　硬度换算

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中直接给出了钢的洛氏硬

度值（Ｂ标尺和Ｃ标尺）转换成其他硬度值（维氏、布氏、努氏、洛氏硬度Ａ标尺和表面洛氏硬度值）和抗拉强度值的换算关系表；ＡＳＴＭＥ１８－２００８ｂ中指出洛氏硬度值与其他硬度值之间以及洛氏硬度值与抗拉强度值之间的相互换算按ＡＳＴＭＥ１４０－

２００７［８］

执行，

并未直接附上换算表。４　犃犛犜犕犃３７０－２０１０与犃犛犜犕犈２３－

２００７犪

１的比较４．１　适用范围、

温度和单位制ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０适用于钢铁类产品，并且其冲击试验只包括简支梁夏比冲击试验；ＡＳＴＭ

Ｅ２３－２００７ａ

ε１适用于所有金属材料，其冲击试验不·３５１·

５１５Ｍ２２２２

仅包括简支梁夏比冲击试验，还包括悬臂梁艾氏冲击试验。

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０对于冲击试验的适用温度

将室温定义为１范围未作规定，５～３２℃；ＡＳＴＭ１ε指出其适用范围为－１并Ｅ２３－２００７ａ９６℃以上，）℃。将室温定义为（２０±５

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中除了试样尺寸用ｍｍ作

为标准单位外，其余均以英制单位作为标准单位；

１ε则均以公制单位作为标准单ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

而ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０更注重的是试样缺口尺寸，

１ε更注重的是试样有效截面ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ尺寸。

４．３　试验设备要求

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０规定的冲击试验机在冲击

－１

（试样瞬间的线速度为１６～１９ｆｔ·ｓ４．９～

－１１ε）；规定的线速度为５．８ｍ·ｓＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

－１

。在这一点上，３６ｍ·ｓＡＳＴＭＡ３７０－２０１０的～

１ε更加严格。要求相比ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

位，

英制单位仅作参考。．２　试样要求

．２．１取样位置和方向

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０规定了取样位置和方向，其中锻件和轧件取样位置同拉伸试样，方向为纵向，

缺口面垂直于产品主要表面。ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

ε１无上述相关规定。．２．２试样类型和尺寸

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中只提到了一种夏比冲击

试样的缺口类型，即Ｖ型缺口；试样截面尺寸有０ｍｍ×１０ｍｍ，６．７ｍｍ×１０ｍｍ，５ｍｍ×１０ｍｍ，．３ｍｍ×１０ｍｍ和２．５ｍｍ×１０ｍｍ共５种。

ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

ε１中的试样类型包括Ｖ型缺口、Ｕ型缺口、

钥匙孔型缺口及无缺口试样；试样截面尺寸有１０ｍｍ×１０ｍｍ，７．５ｍｍ×１０ｍｍ，５ｍｍ×０ｍｍ，２．５ｍｍ×１０ｍｍ，５ｍｍ×５ｍｍ，１０ｍｍ×

ｍ，２０ｍｍ×５ｍｍ和１０ｍｍ×３ｍｍ共８种。另外ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中对于管材试样的横向冲击试验，还附加了一种包含部分管材原始外表面的

冲击试样，这是ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

ε１中没有的。对试样缺口的基准定位，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０

和ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａε１也有差别。以１０ｍｍ×０ｍｍ标准Ｖ型缺口冲击试样为例，ＡＳＴＭＡ３７０

－２０１０规定试样截面的尺寸公差为±０．０７５ｍｍ，试样缺口深度的公差为±０．０２５ｍｍ；ＡＳＴＭＥ２３－

００７ａε１规定试样截面的尺寸公差为±０．０７５ｍｍ，试样缺口面的对面至缺口根部的尺寸公差为

±０．０２５ｍｍ。经过计算可知，在截面尺寸１０ｍｍ×

０ｍｍ符合公差要求的前提下，

ＡＳＴＭＡ３７０－０１０中试样缺口面的对面至缺口根部的极限尺寸

为７．９００～８．１００ｍｍ（ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａε１中为．９７５～８．０２５ｍｍ），ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａε１中试样缺口深度的极限尺寸为１．９００～２．１００ｍｍ（ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中为１．９７５～２．０２５ｍｍ）

。可见·３５２·

４．４　试验结果处理

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中有标准试样和小尺寸试

样在材料验收时冲击吸收功的修正关系对照表；

ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

ε１中没有相关内容。对于剪切百分比的测定，ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０

中规定了４种方法：①测量断裂面的平坦断裂区域的长度和宽度，然后使用标准中的对照表确定剪切百分比；②将试样的断口形貌与标准中的断口形貌图进行对比以确定剪切百分比；③放大断裂表面，然后将其与预先校准的图对比，或者使用求积仪测量剪切断裂区的面积，计算剪切百分比；④以一定的放大倍率拍摄断裂表面的照片，使用求积仪测量剪切断裂区的面积，计算剪切百分比。ＡＳＴＭＥ２３－

２００７ａ

ε１中除了上述４种方法外，还介绍了第５种方法，采集断裂表面的数字图像，使用图像分析软件测

量剪切断裂区的面积，计算剪切百分比。

ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中规定侧向膨胀量的测量

精度应精确至０．００１ｉｎ（０．０２５ｍｍ）；ＡＳＴＭＥ２３－

２００７ａ

ε１中没有相关规定。ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中还介绍了韧脆转变温度的测定方法，而ＡＳＴＭＥ２３－２００７ａ

ε１中没有相关内容的描述。

５　犃犛犜犕犃３７０－２０１０与犃犛犜犕犈３８４－

２０１０

２的比较ＡＳＴＭＡ３７０－２０１０中未包含维氏硬度试验的相关内容。

６　结束语

（１）ＡＳＴＭ力学性能试验总则标准ＡＳＴＭ

Ａ３７０－２０１０与分项试验方法标准是存在部分技术差异的，其中尤以拉伸和冲击试验方法标准与总则标准之间的差异居多，

在实际使用中应加以区分。（下转第３７０页）

４４４１３１５ｍ１２１２７

组已知硅含量（标准值）的硅铁标准物质的硅含量进行测定，结果如表２所示，可见该组硅含量测定结果的误差限为４．９％。

表２质量分数）　硅铁标准物质硅含量的测定结果（Ｔａｂ．２ｉｃｏｎｔｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅ　Ｓ

（）ｆｅｒｒｏｓｉｌｉｃｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓａｍｌｅｓｍａｓｓｐ

硅铁标

实测值最多只允许有两位有效数字，所以扩展不确定度为：

犝＝犽×狌狓）．２０％＝０ｃ（（）１３

７　测量结果的不确定度报告

利用型号为ＥＰＭＡ１６１０的电子探针波谱仪测

％

定量测定结果的不确定某Ｗ６００硅钢中的硅含量，定度报告可表示为：该硅钢试样的硅含量为１．５０％，标准值与相对

准物质平均值标准值

１

２

３

平均值差值误差１０．５９９０．５９８０．５９９０．５９９０．６３００．０３１４．９２０．８３２０．８１９０．８４９０．８３３０．８７００．０３７４．３３１．７０４１．６３５１．７１４１．６８４０．０３４１．６５０２．１４２．９９３２．９３８３．０１２２．９８１２．９２００．０６１２．１５

３．５３９３．５５１３．５３８３．５４３３．５３０

０．０１３

０．４

在重复性条件下共进行了犿（

犿＝４）组硅铁标准物质硅含量的测定，每组测试时，都重新使用纯铁和纯硅标样对ＺＡＦ系数进行修正，４组测定的误差限依次为４．９％，５．１％，６．０％和４．３％。

可见，最大误差限ｍａｘ为６

．０％，根据最大误差法，由ＺＡＦ修正引入的输入量狓的相对标准不确定度分量为：

狌ｒｅｌ（狓２）＝犆′狀ｍａｘ＝４

．５％（１０）式中，犆′狀是用最大误差法计算标差的无偏估计量的系数，可通过查“最大误差法用值表”得到，当测试

次数狀＝３时，Ｃ′［］ｎ＝０．７５２。４．３　标准物质硅含量定值的不确定度引入的标准

不确定度分量狌狉犲犾（狓３）

的评定本文所使用的标准物质由全国标准样品技术委员会提供，根据ＧＢ／Ｔ４９３０－２００８《微束分析电子探针分析标准样品技术条件导则》，标样证书中只给出了化学成分含量、均匀性指数和稳定性指数，并未给出标准差及包含因子，无法进行进一步的计算，在此只好忽略由标准物质的含量定值的不确定度引入的标准不确定度，即狌ｒｅｌ（狓３）

＝０。　合成标准不确定度的评定

由于三个不确定度分量彼此独立不相关，因此，输入量狓的合成标准不确定度为：

ｃ，ｒｅｌ（狓）＝

＝６．８２％（１１

）狌ｃ（狓）＝狌ｃ，ｒｅｌ（狓）×狓＝０．１０２％（１２

）　扩展不确定度的评定

根据ＪＪＦ１０５９－１９９９规定，大部分情况下推荐使用犽＝２，置信概率为９５％，

出具的不确定度报告·３７０·

犝＝０．２０％，犽＝２。参考文献：

［１］　王承忠．材料理化检验测量不确定度评估指南及实例

［Ｍ］．北京：中国计量出版社，２００６：３．［２］　刘智敏．不确定度及其实践［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２０００：２１２．

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