分享：核电金属材料拉伸试验不同标准体系要求的对比分析

李万民,陈云龙,田洪志

(国核工程有限公司,上海 ２００２３３)

摘 要:从引伸计、试验机、试样制备、试验温度要求、试验速率等５个方面对比分析了日本、中国、俄罗斯、欧盟、美国等国家和地区拉伸试验标准的差异,可知在引伸计、试样尺寸、试验速率上各标准之间差别较大.美国 ASTM 标准相对其他标准对引伸计的要求更为严格,俄罗斯 GOST 标准不使用引伸计;各标准对试样尺寸和参数的设置要求也不尽相同;只有日本JIS标准在试验速率方面考虑了材料弹性模量的特性.通过各标准的对比分析,希望为以后实际的生产及试验检验过程中准确地理解和运用标准起到指导作用.

关键词:拉伸试验;核电;金属材料;标准对比

中图分类号:TG１１５．５＋２ 文献标志码:A 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１８)０９Ｇ０６４７Ｇ０３

拉伸试验是核电材料力学性能测试中最常用的试验方法之一,不同国家的拉伸试验标准不尽相同,较常用的也是最具代表世界水平的欧洲、日本、美国、俄罗斯、中国等地区及国家标准也存在不少差异,且个别之处差异较大.我国的核电发展非常快,以广东 大 亚 湾 核 电 站、台 山 第 三 代 原 子 反 应 堆(EPR)为代表的核电技术引进自欧洲,核电材料采用的是欧标 RCCM－２０００(以下简称 RCCM);以三门、海阳非能动核电站(AP１０００)为代表的核电技术引 进 自 美 国,核 电 材 料 采 用 的 是 美 标 ASTMA３７０－２００７(以下简称 ASTM);田湾核电站采用的是 俄 罗 斯 标 准 GOST １４９７－１９８４(以 下 简 称GOST);还 有 些 核 电 站 材 料 采 用 的 是 日 本 标 准JISZ２２４１－２０１１(以 下 简 称 JIS)和 国 标 GB/T２２８．１－２０１０(以下简称 GB).各个标准体系中,对试验机、引伸计、试样制备、试验温度、试验速率等５

个方面的规定有所不同[１Ｇ５].为了方便实际运用,笔者对JIS、ASTM、RCCM、GOST、GB 等标准从这５个方面进行了对比分析,以供核电金属材料拉伸试验操作者和监造者参考.

１ 引伸计和拉伸试验机

引伸计是测定拉伸试样延伸值的计量设备,引伸计的准确度直接影响试验结果,在使用前必须校准合格,且在有效期内.不同的标准,对引伸计的要求有所不同,表１中列出了各标准相应的参数要求.

由表１可知,对于引伸计 ASTM 标准的要求普遍较其他标准的要严格,并且给出了进行相应测量时引伸计的标定范围,而 GOST 标准在拉伸试验时不使用引伸计.

２ 试样制备

拉伸试验 中 的 试 样 制 备,是 拉 伸 试 验 过 程 中质量控制的 重 要 一 环,拉 伸 试 验 所 依 照 的 标 准 不同,试样的 制 备 要 求 也 是 不 同 的.圆 形 截 面 试 样是核电项目 的 拉 伸 试 验 中 比 较 常 采 用 的,以 常 用的圆形截面 试 样 为 例,来 说 明 不 同 标 准 对 试 样 制备要求的异同.各标准对圆形截面试样尺寸的要求见表２.

由表２可知,ASTM 与JIS要求试样的直径为１２．５mm,比 GB,GOST,RCCM 等要求试样直径为１０mm要大,JIS 对精度的要求更 高 一 点.ASTM里标距用大写的G 表示,其余标准都是用L０ 表示;ASTM 最小缩减段长度也就是其他标准里的平行长度用大写A 表示,其余标准体系用Lc 表示.

各标准对 试 验 温 度 的 要 求 见 表 ３.由 表 ３ 可知,JIS,GB,GOST,RCCM 等对试验温度的要求基本相同,而 ASTM 对试验室温度范围的要求更大一些.

４ 试验速率

各标准对 试 验 速 率 的 要 求 见 表 ４.由 表 ４ 可知,在屈服强度的测定过程中,JIS在速度的选择上考虑了材料本身的性能,即试验速率是跟材料的弹性模量相关的,而其余４个标准,试验速率与材料本身的特性是没有关系的.ASTM 里屈服强度测定的试验速率要低于 GB,GOST,RCCM 里的.测定抗拉强度时,ASTM 和JIS应变速率的上限略微高于 GB,GOST,RCCM.所 以,在 具 体 的 试 验 过 程中,应注意各个标准的区别.

５ 结束语

从引伸计、试验机、试样制备、试验温度要求、试验速率等５个方面对比分析了JIS,GB,GOST,RCCM,ASTM 等 标 准 的 差 异,可 知 在 引 伸 计、试样尺寸、试验速率上各标准间差别较大.ASTM 标准相对其他标准对引伸计的要求更为严格,GOST标准没有要 求 使 用 引 伸 计;各 标 准 对 试 样 的 尺 寸和参数设置要求也不尽相同;只有JIS标准在试验速率方面直接考虑了材料弹性模量的特性.通过各标准的对 比 分 析,希 望 为 以 后 实 际 的 生 产 及 试验检验 过 程 中 准 确 地 理 解 和 运 用 标 准 起 到 指 导作用.