作为金属材料力学性能试验中最主要的标准GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验 第1部分：室温试验方法》[1]是在ISO 6892-1：2009基础上制定的。GB/T 228.1-2010从2011年12月1日开始实施以来，诸多生产和使用材料的企业试验室、第三方试验机构，以及试验机制造厂家等，在标准执行的过程中遇到许多难题或产生误区，在实施过程中对试验速率控制、柔度修正等方面至今还存在比较大的争议。笔者由于工作的关系，经常接触各类试验室和试验机制造企业，确实注意到各方对该标准的理解有很多版本。该种现象的出现说明在标准制订中确实存在有不严谨的地方或瑕疵，宣贯的时候又没有及时地发现、纠正，或在宣贯的过程中又产生新的误解。

针对该标准在试验速率等方面存在争议的问题，相关单位组织钢铁研究总院、宝钢、武钢等专家和国内外试验机企业技术人员就不同的观点分多期进行了阐述和论证。文章及时紧跟了业界的热点与需求，引起了行业人员的思考和争鸣，并顺应大家的要求组织了一次室温拉伸验证试验活动。笔者对该次讨论中各个作者的观点以及许多读者的反馈意见进行了总结和分析，并阐述对GB/T 228.1-2010中若干问题的思考，以供相关技术人员参考，更好地理解和执行GB/T 228.1-2010标准。 

1. 标准制订中的困惑

在很多场合许多业内人士都谈到现在我们国家标准制订工作存在一个现象:即现在许多有关材料检测试验方法国家标准的制订，都是按照国际标准照搬翻译过来的，对于关键的技术参数或指标等缺少我们国家自己的验证或分析。

制定试验方法标准的目的是使所有试验机构和试验人员能够统一测试方法，以获得准确、基本一致的试验数据。标准是技术规范，同样也是技术壁垒。国外知名试验机企业现在已经做到了利用技术上的优势和在国际标准制订上的主导权，通过设置技术壁垒来遏制其他试验机企业的发展。所以我们国家目前的标准制订制度和对标准评价准则要尽快地改变，在标准编制过程中：一是要批判地采用国外标准，不应该完全照搬，不能将国外标准中的错误引入国家标准，应去除国外标准中的技术壁垒；二是要注意历史沿革，不要轻易否定过去已经证明是成熟的标准内容；三是要根据我国国情，编制符合中国实际的国家标准[2]。 

2. 对试验速率控制方法的正确理解

在金属材料力学性能测试中应力-应变是永恒的主题，其目的就是要获取材料在特定应变条件下的应力或在特定应力条件下的应变。可从以下几个方面正确理解GB/T 228.1-2010中的试验速率控制方法。

    （1）在GB/T 228.1-2010中有方法A和方法B，即应变速率与应力速率控制两种速率控制方法，标准中并没有规定必须采用那种模式或排除那种模式。

    （2）GB/T 228.1-2010中的方法A——应变速率控制的试验速率是该标准的重点，通过大量试验证明基于引伸计反馈的应变速率控制，测试数据稳定可靠，是最符合试验原理的，代表着拉伸试验的发展方向。但必须指出的是方法A中并非仅仅是基于引伸计反馈控制的速率，通过试样平行长度按标准应变速率估算的位移速率—名义应变速率同样可行。

    （3）GB/T 228.1-2010中对方法B在总则前规定：“试验速率取决于材料特性并应符合下列要求。如果没有其他规定，在应力达到规定屈服强度的一半之前，可以采用任意的试验速率。”因此，对应变速率不敏感的材料拉伸速率可以快一些，具体可以自行决定，但在接近屈服以及屈服阶段必须满足标准要求。

    （4）位移速率是否也涵盖在方法A中？这是对GB/T 228.1-2010争论的焦点。从表面上看方法C（0.05Lc min-1）与方法A都是应变速率控制，关键是有几个问题必须要解决：①柔度的修正与不修正；②名义应变速率快与慢的问题；③对横梁位移速率0.05Lc min-1（方法C）予以认可的问题，0.05Lc min-1是以提高基于试样平行长度估算的应变速率（位移速率）方法，其不再考虑拉伸系统的柔度。

3. 对“附录F——考虑试验机刚度（或柔度）后估算的横梁位移速率”的理解

    （1）GB/T 228.1-2010中的附录F只是资料性附录，不是要求强制执行的，柔度不是该标准的重点。柔度对试验性能是有影响的，但对性能测试影响目前来看其影响程度是有限的。试验机的柔度与主机架、负荷、试样夹具（夹块齿和楔形滑块的磨损程度、润滑等）、试样材料、试样尺寸等都相关。试验机的柔度是一变量，较为复杂，如果用一个没有确定的柔度去进行修正，必然会引起系统误差。所以柔度可以考虑也可以不考虑，并没有强调必须修正，引起争议的关键可能是对附录F宣贯的侧重点不同引起了误解。

    （2）行业内对柔度修正存在的争议主要集中在以下几点：①修正引入人为控制，是否影响材料测试结果的真实性；②修不修正柔度对材料性能测试有多大的影响，如果差异很大，则确实需要考虑柔度修正，如果差异较小，则进行柔度修正的意义不大；③考虑修正测得的试验数据如何与历史数据进行衔接；④美国、日本标准为什么没有修正；⑤柔度修正的可操作性到底如何[3]。

4. 试验机行业对GB/T 228.1-2010实际响应情况分析

（1）所有参与讨论和验证试验的国内一线品牌试验机制造企业和国际知名试验机企业都表示自己制造或代理的试验机完全能够满足GB/T 228.1-2010的技术要求。对于国内中高端的全闭环控制试验机，实现全试验过程的闭环控制及通道切换是很成熟的技术，做得较好的试验软件都可以实现试验过程的流程化控制编程，能方便地实现对试验过程的控制[4]。从该次验证试验的结果看，国内的试验机虽然还存在一些问题，但也并不是想像中的那么差。

    （2）由于具有比较高的刚性，配置平推夹具的试验机近几年在国内的开发和应用发展得较快，但其在实际应用中也存在一些问题：一是所用试样过长，需要足够的夹持端长度，浪费材料和试样加工能力；二是高压、大力值夹持系统容易损坏；三是费用过高。现在国内做的比较好的试验机楔形夹持系统也可以实现与平推夹持系统同样的控制水平，而且楔形夹持系统具有制造维护方便、成本低等优点。

    （3）不同厂家生产的同力值试验机其刚度是有差异的，在该种情况下如果用相同的横梁位移速率加载所测得的材料力学性能指标，对于不同品牌的试验机来说必然是存在差异的[4]。

    （4）目前，国内试验机企业间技术等方面的差距还比较大。对试验机控制器、软件等做得比较好的企业对标准的分析和理解相对也比较到位。部分试验机企业本来从事技术的专业人员就少，技术人员又忙于应付日常事务，因而缺乏对企业和自己技术业务的总结或提升，技术理解和写作能力相对较低。 

    （5）国际知名的试验机产品都已进入中国的试验机市场，且已经垄断了高档产品的市场份额，正在与国内试验机企业争夺中档产品的市场份额。但是他们参与讨论的论文质量与其国际品牌相差较远。从表面上看可能是对于商业机密的考虑，但是否有技术和能力等的问题，值得国内同行深思。

    （6）由于国内原来的国家试验机管理机构和研究院所都转制成了自负盈亏的经营性企业，因此国内试验机行业合作少，缺乏对行业共性问题的验证分析、关键技术的合作开发，都是靠各个试验机企业自己来摸索或仿造，不利于促进我国试验机行业技术水平的快速提升和发展。 

5. GB/T 228.1-2010中存在的问题或异议

    （1）GB/T 228.1-2010中10.3.2节应变速率“范围1：Le= 0.00007s-1，相对误差±20%”。要满足标准要求的±20%，实际情况并不容易达到[4]。

    （2）GB/T 228.1-2010中方法B要求的侧重点是体现在弹性段范围内，应力速率控制要满足标准的要求。然而标准对方法B的名称规定容易让人产生歧义，使人容易错误地理解方法B是只能采用应力控制或是需要全程使用应力控制。

    （3）刚度与柔度是不同的感念，“附录F”的标题“考虑试验机刚度（或柔度）后估算的横梁位移速率”，把刚度与柔度混在一起，提法欠妥[5]。

    （4）对方法A进行解读时，有提到“连续屈服的金属材料”，然而标准中并没有明确提出此概念，其是指应力应变曲线上显示连续硬化的材料，与“不连续屈服或锯齿状屈服”相对应[6]。

    （5）要正确地执行好方法A也存在不少障碍：①对试验人员的技能水平要求高；②对装备要求较高，试验机控制器必须具备优异的应变速率控制性能；③应变测量时如果出现测量刀口打滑等情况可能会造成试验机的失控；④当使用楔形夹具时，如果楔形衬板在滑动的过程中出现阻滞等现象造成应变抖动时，也可能出现应变速率控制的剧烈变化甚至失控[7]。

6. 对GB/T 228.1的修订建议

在对GB/T 228.1-2010讨论的20多篇文章中，作为文章论点的支撑试验所用的材料和验证试验所用的材料，涉及到了低碳钢、高强钢、铝合金、高强度钢丝绳，有连续屈服和无连续屈服等近10种均匀性相对较好的材料，具有一定的代表性。验证试验由于受经费等因素的限制，试验材料选择的面尚不够广，验证试验的作业指导书也存在一些缺欠，引起某些数据的偏差，但该次验证试验结果还是反映出了一些规律问题，为此许多专家和技术人员提出了今后对GB/T 228.1的修订建议，总结归纳如下。

    （1）必须明确GB/T 228.1是金属材料试验方法标准，对有色、黑色金属材料都是通用的，如果仅仅是对某一类钢种适宜，即提出定为标准内容则欠妥。

    （2）建议对于不连续屈服材料宜采用分段应变速率控制模式进行拉伸试验。即在弹性段的60%以内采用引伸计反馈的应变速率Le，可以减少由于夹持系统柔度过大的影响而加快试验进程，克服试样受力后曲线初始部分拖尾巴现象；超过弹性段的60%后使用根据平行长度估计的应变速率Lc，以避免试样缩颈可能发生在引伸计标距以外而引起试验机伺服系统失控的问题[5]。

    （3）在标准的修订中所提出的方法C的核心是提高试验速率，这对于大生产单位的试验室是极为迫切需求的。该次验证试验也证明了用应变速率控制和用不考虑试验系统柔度的横梁位移速率控制测得的屈服性能可以达到同等不确定度效果，建议在今后的标准修定中能够考虑到目前国内同行比较广泛的要求，增加方法C。

    （4）如在今后的标准中还是不采纳方法C，则建议不考虑试验系统柔度的横梁位移速率控制方法可以在方法A中的第二种应变速率控制条款中作为一个特例提出，即：“在对同类型材料进行大生产检测过程中，可采用较高于平行长度估计的应变速率Lc进行试验。”但最好是与方法A速率控制模式进行比对试验后获得较一致的测试数据的前提下，再决定以较高于平行长度估计的应变速率Lc进行试验。

    （5）建议钢厂在进行出厂检验中，采用方法C或较高于平行长度估计的应变速率Lc进行试验所获得的测试数据应适当高于出厂考核指标，以避免不必要的质量异议发生。

    （6）同时建议不考虑试验系统柔度的横梁位移速率控制方法可以在今后相关产品标准修订时作为产品的检验方法提出。

    （7）从目前的应用效果看，具有绝对同心度的单空间配置平推液压夹具的试验机比具有球面调心功能的双空间楔形夹具试验机，在柔度、控制精度和试验效率上都显得比较优越。因为其整个框架是刚性无间隙的，平推液压夹具不存在楔形夹具的滑移问题，具备很低的且稳定的柔度，二者的柔度比值要相差好几倍。因此，建议当采用单空间配置平推夹具试验机进行试验时，也可以作为用方法C控制试验速率来实施方法A的一个特例，其能够兼顾试验数据的准确性和试验效率[7]。

    （8）对于标准中规定的应变速率±20%的偏差要求，应进行正、负极端偏差情况的应变速率控制下的标样测试，以验证标准要求的偏差下对测试结果无影响或是影响可以忽略，补充方法A的完整性[4]。为了使方法A中规定的第二种应变速率控制方法能够容易实施，建议将应变速率限制范围适当放宽。

7. 结束语

（1）标准中对试验速率控制方法并没有规定必须采用那种模式或排除那种模式，方法是指导性的，具体执行还需要试验人员根据被检测材料的特性、试验机的能力、自己的经验与技术水平进行选择，应当允许不同控制方式的共存。但当试验数据出现争议与仲裁试验时双方控制方法必须一致，首先按照协议规定进行，如双方无特殊规定，则以方法A的第一种应变速率Le基于引伸计的反馈而得到数据进行处理。

（2）一个新标准的出版，肯定会有若干问题或瑕疵的存在，需要正确的宣贯和指导。由于每个人所处的环境、工作侧重点等不同，对标准有不同理解或异议是正常的，因此不要简单地判定孰对孰错。讨论的各方要以纯学术的观点、无私的工作态度、和谐的氛围来畅所欲言地开展对标准的讨论交流，确立对标准的正确理解，达成共识，为今后标准的修订提出合理的建议。 

（3）GB/T 228.1需要不断完善，因此迫切需要大量的验证试验进行支撑。此次验证试验是在没有经费的前提下同行们开展的一次活动，建议相关组织或机构能够组织一次用有证拉伸标样开展的比对试验，并认真仔细地对试验速率、柔度等进行系统地分析研究，为下一次修订标准工作奠定基础和提供依据。

（4）我们国家目前的标准制订制度和对标准评价准则要尽快地改变

参考文献

[1]ＧＢ／Ｔ ２２８．１－２０１０  金属材料 拉伸试验 第１部分：室温试验方法［Ｓ］．

[2]叶宏德.对金属材料拉伸试验方法标准的几点思考［Ｊ］．理化检验-物理分册，２０１４，５０（6）：394-395.

[3]王俊峰，肖若冰.关于万能试验机执行ＧＢ／Ｔ２２８．１－２０１０的探讨［Ｊ］．理化检验-物理分册，２０１４，５０（２）：101-105.

[4]张小康.ＧＢ／Ｔ２２８．１－２０１０中试验方法与试验机闭环控制的关系［Ｊ］．理化检验-物理分册，２０１４，５０（4）：246-248，253． 

[5]于洪民，郑文龙，陶立英．关于ＧＢ／Ｔ２２８．１－２０１０和理解、验证及探讨［Ｊ］．理化检验-物理分册，２０１４，５０（２）：８９-９３，105．

[6]赵美兰，王洪涛，邱亮，等. 横梁位移速率控制拉伸试验速率的解读与实践［Ｊ］．理化检验-物理分册，２０１４，５０（4）：239-245，

[7]黄星，谢宏．从拉伸试验机控制角度理解ＧＢ／Ｔ ２２８．１－２０１０的技术变动［Ｊ］．理化检验-物理分册，２０１４，５０（２）：９７-１００．

作者：乐金涛