试样加工为拉伸试验中的P6试样，具体信息见表1。

表1 试样信息

      试验采用全自动电子拉伸试验机，力值测量范围为0~150kN，测量精度为0.5级，横截面测量仪精度为±1.0μm。

      测量表1中拉伸试样标距两端及中间的宽厚度，再按GB/T 228.1—2010的方法B在拉伸试验机上拉伸至断裂，记录试验过程中的最大力值后，再计算不同原始横截面积的计算方法所对应的抗拉强度值。

      原始横截面积及对应抗拉强度按以下几种方法计算：

     (1) 面积的平均值S01：在标距两端及中间选取3点测量试样的宽度和厚度，分别计算3点的横截面积，再求横截面积的平均值；通过试样拉断过程中的最大力，求得其抗拉强度Rm1。

      (2) 宽厚度平均值的乘积S02：在标距两端及中间选取3点测量试样的宽度和厚度，计算3点宽度和厚度的平均值，再计算宽度和厚度平均值的面积；通过试样拉断过程中的最大力，求得其抗拉强度Rm2。

     (3) 面积的最小值S03：在标距两端及中间选取3点测量试样的宽度和厚度，分别计算3点的横截面积；通过试样拉断过程中的最大力，求得其抗拉强度Rm3。

     (4) 采用试样名义宽度时面积的平均值S04：名义宽度为20mm的试样，在标距两端及中间选取3点测量试样的宽度和厚度，尺寸公差和形状公差分别在±0.10mm和0.12mm内，采用试样的名义宽度分别计算3点的横截面积，再求横截面积的平均值；通过试样拉断过程中的最大力，求得其抗拉强度Rm4。

     (5) 试样形状公差接近极限时面积的平均值S05：名义宽度为20mm的试样，在标距两端及中间选取3点测量试样的宽度和厚度，假设试样在标距部分内，形状公差恰好等于0.12mm，分别计算3点的横截面积，再求横截面积的平均值；通过试样拉断过程中的最大力，求得其抗拉强度Rm5。

     (6) 测量试样标距中间时的原始横截面积S06：通过测量标距中间的宽度和厚度计算试样的原始横截面积；通过试样拉断过程中的最大力，求得其抗拉强度Rm6。

2  试验结果与讨论

     横截面积计算平均值及抗拉强度试验结果见表2和表3。

表2 拉伸试样原始横截面积均值表

表3 拉伸试样抗拉强度测试结果

     不同材料的不同横截面积计算方法得到的原始横截面积如图1和图2所示，可见面积的平均值S01与宽厚度平均值的乘积S02结果重合，S02，S03，S06与S01的差值比S04，S05与S01的差异小。不同材料试样的不同横截面积计算方式得到的抗拉强度如图3~图5所示。

图1 BUFD钢试样不同原始横截面积计算方法所得的结果

图2 DC06钢与590DP钢试样不同横截面积计算方法所得的结果

     分析图3和图4可知，在强度相近时，不同厚度的材料采用宽厚度平均值的面积计算的Rm2与面积平均值计算的Rm1没有区别，且Rm2，Rm3，Rm6与Rm1的差值都小于Rm4，Rm5与Rm1的差值。

图3 BUFD钢试样不同横截面积计算方法所得的抗拉强度

图4 DC06钢试样不同横截面积计算方法所得的抗拉强度

图5 590DP钢试样不同横截面积计算方法所得的抗拉强度

     分析图4和图5可知，在厚度相近时，不同强度的材料采用宽厚度平均值的面积计算的Rm2与面积平均值计算的Rm1没有区别，且Rm2，Rm3，Rm6与Rm1的差值都小于Rm4，Rm5与Rm1的差值；

      分析图3、图4和图5可知，宽厚度平均值的面积计算的Rm2与面积平均值计算的Rm1差值几乎为0，与面积最小值计算的Rm3，Rm6极差仅仅只有0.8MPa，但都小于采用试样名义宽度或达到试样极限形状公差时所计算的强度Rm4和Rm5与Rm1的差值。

     为了分析不同横截面积计算方法得到的抗拉强度是否存在显著性差异，将表3中不同原始横截面积计算方法所得到的的抗拉强度进行F检验和t检验，结果见表4。采用宽厚度平均值的乘积S02及面积平均值S01计算的抗拉强度结果重合，采用宽厚度平均值的乘积S02，面积最小值S03及原始横截面积S06计算的抗拉强度与面积平均值S01计算的抗拉强度无显著差异。而采用S04及S05计算的抗拉强度与采用S01计算的抗拉强度存在显著性差异。

表4  抗拉强度的F检验和t检验统计表

3  结论及建议

     通过宽厚度实测尺寸平均值的乘积、面积的平均值、面积的最小值计算得到的抗拉强度与GB/T 228.1—2010中建议采用的通过名义尺寸计算得到的抗拉强度存在显著差异。

      建议GB/T 228.1—2010修订过程中，在确定主要技术指标时，要综合考虑生产企业的能力和用户的利益，尤其是对试验工作量大、自动化程度不高的试验室。建议在GB/T 228.1标准中增加采用宽度平均值和厚度平均值的乘积来计算试样原始横截面积的方法。

作者：薛凯，历妍，王毅磊

作者简介：薛凯（1994-），男，助理工程师，主要从事金属材料的力学性能检测工作。

单位：宝钢湛江钢铁有限公司 制造管理部

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