1、 引言

新中國成立以來(lái)，經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放 30 多年的發(fā)展，我國的標準化工作取得了令人矚目的成績(jì)。到 2017年底，我國共有現行國家標準 33547 項，行業(yè)標準、地方標準高達 11 萬(wàn)項。另外，還有企業(yè)標準數百萬(wàn)項。

這些標準，構成了中國的技術(shù)標準體系，對規范和指導我國企業(yè)生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，規范市場(chǎng)秩序，開(kāi)展國內外貿易，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟發(fā)展和社會(huì )進(jìn)步起到了重要作用。

但是，目前我國的標準體系仍然面臨著(zhù)許多問(wèn)題。我國標準依照 2017 年新修訂的《中華人民共和國標準化法》分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準和團體標準、企業(yè)標準五個(gè)層次。其中，除了強制性國家標準以外，其余均為推薦性標準。各標準體系間沒(méi)有嚴格的業(yè)界劃分，領(lǐng)域交叉混亂，內容繁雜重復，同一產(chǎn)品往往存在大量標準。這些標準質(zhì)量參差不齊，規范程度極低，對標準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(shuō)，在他的調研過(guò)程中發(fā)現，僅汽車(chē)燃用油標準就有 6000 多個(gè)，標準的實(shí)施難度可想而知。

鈦是 20 世紀 50 年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結構金屬，因具有強度高、耐蝕性好、密度小，耐熱性好等特點(diǎn)，被廣泛用于航空、航天、汽車(chē)、造船、能源等領(lǐng)域。第一個(gè)實(shí)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(guò)對比國標、航標和 ASTM 體系下有關(guān) TC4 鈦合金鑄件的標準，分析各標準體系的相通和差異處，希望對我國標準化工作的精簡(jiǎn)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)鍵試驗標準作為對比項，相應的標準編號列于表 1。

2.1 化學(xué)成分

針對鈦合金材料中可能出現的元素，對國標，ASTM 和航標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，比較了各標準體系下精密度的要求，列于表 XXXXX 附件。

從檢測方法看，國標以元素為出發(fā)點(diǎn)，針對不同元素分別設立標準，并在標準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(shí)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）檢測標準全部列在 X 射線(xiàn)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，方法統一，系統性，整合性強。

航標的元素檢測標準偏化學(xué)方法（容量法，重量法）和分光光度法，在常見(jiàn)元素的基礎上，測重針對單獨元素（鋁、釩、鉻、鉬、銅、鋯等）提供多種化學(xué)分析方法。

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

國標和航標體系中，元素檢測的精確度以不同元素含量區間內允許差范圍來(lái)表示，對于某些元素（例如鐵）有時(shí)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(gè)實(shí)驗室進(jìn)行測試，記錄樣本含量，實(shí)驗室數量，從實(shí)驗室結果計算 SM，SR，R 等一系列數據。因此，ASTM 的允許差計算結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間的通用允許差。受歸一性影響，這些計算獲得的數據在實(shí)際使用中可能不如國標和航標直接，但優(yōu)勢是思路和流程清楚，數據來(lái)源和結果均有據可查。

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

2.2 室溫拉伸

國標、航標和 ASTM 對于室溫拉伸的試驗標準對比結果見(jiàn)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(guò)對比可知，ASTM 的試樣規格與國標和航標接近，拉伸速率無(wú)明顯區別。拉伸強度的修約，ASTM與航標接近；伸長(cháng)率和收縮率，航標的修約標準比 ASTM 和國標細致。

2.3 沖擊功

國標、航標和 ASTM 對于沖擊功的試驗標準對比結果見(jiàn)表 3。

對比可知，國標的錘刃半徑比 ASTM 多了 2mm 選項，而航標的錘刃半徑范圍在 2~2.5mm。試驗參數上，國標提供了過(guò)冷度（過(guò)熱度）的補償方法，且氣態(tài)高溫低溫介質(zhì)保溫時(shí)間和 ASTM 有一定區別。結果修約及有效性方面，國標的規定較 ASTM 更為詳細。

2.4 斷裂韌性

國標、航標和 ASTM 對于斷裂韌性的試驗標準對比結果見(jiàn)表 4。

通過(guò)對比可知，試樣規格上，ASTM 添加了山形缺口類(lèi)型，尺寸要求較國標較為簡(jiǎn)單。參數方面，GB/T4161 要求斷裂韌性試驗的拉伸速率應為 0.5~3MPa·  sqrt(m ) /s； ASTM E399 要求應力強度因子的加載速率在0.55~2.75MPa· sqrt(m )/s 。 HB 5142 的應力強度因子速率與 ASTM E399 相同。結果修約及判定方面，對于 KIC實(shí)驗無(wú)效的判定，國標比 ASTM 多出了試樣厚度和裂紋長(cháng)度規定，而航標未規定韌帶尺寸。

3 、結論

國家標準 GB 大部分修改采用的 ISO 標準，根據 ISO 國際標準的制修訂情況完成相應的國標制修訂工作，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)標準，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，航標的存在感明顯弱于國標和 ASTM 。 ASTM 是美國材料與試驗協(xié)會(huì )制定的團體標準，標準更新頻率相對較高?？傮w看來(lái)，國標和 ASTM 的標準各有優(yōu)點(diǎn)。以化學(xué)成分分析為例，國標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，試驗流程和結果分析也更加理論化；而 ASTM 標準注重系統性和普適性，整體結構清晰，尤其是將絕大部分元素并入光譜檢測標準，有效地簡(jiǎn)化了標準的復雜程度，降低了管理難度，使標準能夠更好地履行規范市場(chǎng)的作用。

另外，在本次對比中，發(fā)現國標和航標存在著(zhù)許多交叉重復的內容，這對我國標準推廣和管理工作造成了極大的阻礙，這種現象在筆者進(jìn)行的另一項研究工作中也有體現。為此，應該盡快展開(kāi)我國標準系統精簡(jiǎn)工作，通過(guò)對比現有標準體系的內容，完整性，適用性，科學(xué)依據，規范性，更新頻率等因素，取其精華，除其繁冗，形成一個(gè)綜合完善的標準體系，一個(gè)真正有實(shí)力參與國際標準化競爭的標準體系。

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