1、 引言

新中國成立以來，經(jīng)過改革開放 30 多年的發(fā)展，我國的標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了令人矚目的成績。到 2017年底，我國共有現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 33547 項，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)高達(dá) 11 萬項。另外，還有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)百萬項。

這些標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成了中國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，對規(guī)范和指導(dǎo)我國企業(yè)生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，規(guī)范市場秩序，開展國內(nèi)外貿(mào)易，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步起到了重要作用。

但是，目前我國的標(biāo)準(zhǔn)體系仍然面臨著許多問題。我國標(biāo)準(zhǔn)依照 2017 年新修訂的《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)五個層次。其中，除了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)以外，其余均為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。各標(biāo)準(zhǔn)體系間沒有嚴(yán)格的業(yè)界劃分，領(lǐng)域交叉混亂，內(nèi)容繁雜重復(fù)，同一產(chǎn)品往往存在大量標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量參差不齊，規(guī)范程度極低，對標(biāo)準(zhǔn)的選擇和使用造成了極大的障礙和困難。

例如，全國人大代表孫憲忠舉例說，在他的調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，僅汽車燃用油標(biāo)準(zhǔn)就有 6000 多個，標(biāo)準(zhǔn)的實施難度可想而知。

鈦是 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、密度小，耐熱性好等特點，被廣泛用于航空、航天、汽車、造船、能源等領(lǐng)域。第一個實用的鈦合金是 1954 年美國研制成功的Ti-6Al-4V（TC4）合金，由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的 75%~85%。本次研究選擇 TC4 鈦合金鑄件作為研究對象，通過對比國標(biāo)、航標(biāo)和 ASTM 體系下有關(guān) TC4 鈦合金鑄件的標(biāo)準(zhǔn)，分析各標(biāo)準(zhǔn)體系的相通和差異處，希望對我國標(biāo)準(zhǔn)化工作的精簡改進(jìn)有所啟示。

2 、對比分析

本次研究選擇 TC4 鈦合金鍛件的四項關(guān)鍵試驗標(biāo)準(zhǔn)作為對比項，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)編號列于表 1。

2.1 化學(xué)成分

針對鈦合金材料中可能出現(xiàn)的元素，對國標(biāo)，ASTM 和航標(biāo)體系下每種元素的檢測方法，檢測范圍進(jìn)行了對比，并以某幾種元素為例，比較了各標(biāo)準(zhǔn)體系下精密度的要求，列于表 XXXXX 附件。

從檢測方法看，國標(biāo)以元素為出發(fā)點，針對不同元素分別設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)，并在標(biāo)準(zhǔn)中給出不同檢測方法，包括化學(xué)檢驗法和儀器檢驗法，方法多樣，元素涵蓋范圍廣。另外，GB/T 4698.21 中提供的發(fā)光光譜法可同時檢測多元素。

ASTM 除了碳，氫，氧、氮非金屬元素外，其他元素（金屬元素和硼、硅）檢測標(biāo)準(zhǔn)全部列在 X 射線熒光光譜法以及耦合等離子體原子發(fā)射光譜法中，元素涵蓋范圍廣，方法統(tǒng)一，系統(tǒng)性，整合性強(qiáng)。

航標(biāo)的元素檢測標(biāo)準(zhǔn)偏化學(xué)方法（容量法，重量法）和分光光度法，在常見元素的基礎(chǔ)上，測重針對單獨(dú)元素（鋁、釩、鉻、鉬、銅、鋯等）提供多種化學(xué)分析方法。

從檢測范圍看，航標(biāo)由于化學(xué)檢測方法較多，其檢測下限略高于國標(biāo)和 ASTM。國標(biāo)的部分元素檢測范圍與 ASTM 相當(dāng)，但部分元素檢測下限與 ASTM 相差一個數(shù)量級。

國標(biāo)和航標(biāo)體系中，元素檢測的精確度以不同元素含量區(qū)間內(nèi)允許差范圍來表示，對于某些元素（例如鐵）有時直接提供允許差經(jīng)驗計算公式。ASTM 選取特定含量的試驗樣本送至多個實驗室進(jìn)行測試，記錄樣本含量，實驗室數(shù)量，從實驗室結(jié)果計算 SM，SR，R 等一系列數(shù)據(jù)。因此，ASTM 的允許差計算結(jié)果僅針對選取樣本的特定元素含量，而不是明確給出某一元素含量區(qū)間的通用允許差。受歸一性影響，這些計算獲得的數(shù)據(jù)在實際使用中可能不如國標(biāo)和航標(biāo)直接，但優(yōu)勢是思路和流程清楚，數(shù)據(jù)來源和結(jié)果均有據(jù)可查。

對主要元素碳、氫、氧、氮、銅、鐵在不同標(biāo)準(zhǔn)體系下的精確度進(jìn)行了對比，總體來看，國標(biāo)和航標(biāo)的允許差與ASTM的規(guī)定基本保持一致，部分元素存在差異，但影響基本可以忽略（國標(biāo)的允許差要求有時比ASTM更嚴(yán)格）。值得一提的是，ASTM 的元素檢測范圍下限往往稍低于國標(biāo)和航標(biāo)，可見 ASTM 更注重痕量元素的檢測。

2.2 室溫拉伸

國標(biāo)、航標(biāo)和 ASTM 對于室溫拉伸的試驗標(biāo)準(zhǔn)對比結(jié)果見表 2。依有關(guān)單位請求，GB/T 228 中的 R7號試樣被用作主要對比物。

通過對比可知，ASTM 的試樣規(guī)格與國標(biāo)和航標(biāo)接近，拉伸速率無明顯區(qū)別。拉伸強(qiáng)度的修約，ASTM與航標(biāo)接近；伸長率和收縮率，航標(biāo)的修約標(biāo)準(zhǔn)比 ASTM 和國標(biāo)細(xì)致。

2.3 沖擊功

國標(biāo)、航標(biāo)和 ASTM 對于沖擊功的試驗標(biāo)準(zhǔn)對比結(jié)果見表 3。

對比可知，國標(biāo)的錘刃半徑比 ASTM 多了 2mm 選項，而航標(biāo)的錘刃半徑范圍在 2~2.5mm。試驗參數(shù)上，國標(biāo)提供了過冷度（過熱度）的補(bǔ)償方法，且氣態(tài)高溫低溫介質(zhì)保溫時間和 ASTM 有一定區(qū)別。結(jié)果修約及有效性方面，國標(biāo)的規(guī)定較 ASTM 更為詳細(xì)。

2.4 斷裂韌性

國標(biāo)、航標(biāo)和 ASTM 對于斷裂韌性的試驗標(biāo)準(zhǔn)對比結(jié)果見表 4。

通過對比可知，試樣規(guī)格上，ASTM 添加了山形缺口類型，尺寸要求較國標(biāo)較為簡單。參數(shù)方面，GB/T4161 要求斷裂韌性試驗的拉伸速率應(yīng)為 0.5~3MPa·  sqrt(m ) /s； ASTM E399 要求應(yīng)力強(qiáng)度因子的加載速率在0.55~2.75MPa· sqrt(m )/s 。 HB 5142 的應(yīng)力強(qiáng)度因子速率與 ASTM E399 相同。結(jié)果修約及判定方面，對于 KIC實驗無效的判定，國標(biāo)比 ASTM 多出了試樣厚度和裂紋長度規(guī)定，而航標(biāo)未規(guī)定韌帶尺寸。

3 、結(jié)論

國家標(biāo)準(zhǔn) GB 大部分修改采用的 ISO 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù) ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂情況完成相應(yīng)的國標(biāo)制修訂工作，最新版本更新相對較晚發(fā)布。 HB 是由原中航工業(yè)的研究所制定的航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，版本基本以 1996 年的版本為主，目前更新較少，因此，在本次對比中，航標(biāo)的存在感明顯弱于國標(biāo)和 ASTM 。 ASTM 是美國材料與試驗協(xié)會制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)更新頻率相對較高。總體看來，國標(biāo)和 ASTM 的標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)點。以化學(xué)成分分析為例，國標(biāo)更注重方法的可用性，基本所有的仲裁方法都是化學(xué)檢測法，試驗流程和結(jié)果分析也更加理論化；而 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)注重系統(tǒng)性和普適性，整體結(jié)構(gòu)清晰，尤其是將絕大部分元素并入光譜檢測標(biāo)準(zhǔn)，有效地簡化了標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜程度，降低了管理難度，使標(biāo)準(zhǔn)能夠更好地履行規(guī)范市場的作用。

另外，在本次對比中，發(fā)現(xiàn)國標(biāo)和航標(biāo)存在著許多交叉重復(fù)的內(nèi)容，這對我國標(biāo)準(zhǔn)推廣和管理工作造成了極大的阻礙，這種現(xiàn)象在筆者進(jìn)行的另一項研究工作中也有體現(xiàn)。為此，應(yīng)該盡快展開我國標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)精簡工作，通過對比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系的內(nèi)容，完整性，適用性，科學(xué)依據(jù)，規(guī)范性，更新頻率等因素，取其精華，除其繁冗，形成一個綜合完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，一個真正有實力參與國際標(biāo)準(zhǔn)化競爭的標(biāo)準(zhǔn)體系。

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