镁及镁合金热挤压型材编制说明

镁及镁合金热挤压型材国家标准征求意见稿）编制说明一、工作简况1 立项目的和意义镁是目前地球上资源最丰富的金属，是目前最轻的工程结构材料，被誉为21世纪的绿色金属材料，在资源和环境压力的大背景下，镁合金的减重、节能、环保和可循环利用等方面有巨大潜力。本标准制 定的镁合金热挤压型材属于国家战略新兴产业分类中“高品质镁材制造（代码3.2.4.2）”，符合国家战略产业发展求。本标准制定将重点完善，高强镁合金挤压型材，符合工业和信息化部关于印发有色 金属工业发展规划（ 2016 2020年）中高强耐热镁合金大规格挤压型材/锻件的需求，解决有色金属重点产品标准需求问题。本标准修订将重点完善、增加高强航空、航天用镁合金材料，这些材料属于工业 强基工程实施指南（ 2016-2020 年）专栏 1中的（三）航空航天装备 “一揽子 ”突破行动，提升我国基础材 料水平。本标准属于军民通用标准，本次修订将进一步提升产品要求，满足军用领域对高品质型材的需 求，标准修订符合新材料标准领航行动计划（2018-2020 年）中（七）提高新材料军民标准通用化水平。本标准修订的也是为国际标准NP23694 提供基础，我国申请获得的 ISO NP 23694 镁合金挤压型材、型材和管材的项目制定权，同步修订国家标准，将有利于促进我国标准走出去，也是符合新材料标 准领航行动计划（ 2018-2020 年）中（八）推动新材料标准 “走出去 ”的工作需求。在产业发展方面，镁合金的产能已经接近200万t/a,每年的销量也接近100万t/a,而我国有发展镁及镁合金挤压产品的良好条件，我国有丰富的镁资源，是世界的镁业大国。引进应用和配置一大批先进的 工艺装备。如先进的熔炼炉和铸造机列,专用的大型镁挤压机及其配套的辅助设备（如热处理设备、温 矫机列等）以及大型的先进深加工设备（如表面处理设备、接合设备、机加工设备等）,大大提高了镁挤压生产和技术水平。我国是挤压产品大国,拥有 5000多台铝挤压机,先进的铝挤压技术和人才及多年挤 压生产经验,只要稍加修改就可以适用于镁材的生产。申请修订 GB/T 5155-2013 镁合金热挤压型材国家标准,主要有一下几方面原因：一是镁及镁合金工业进入一个新的发展阶段，镁合金的产能接近200万t/a，产销量达到100万t/a，产能和产量的发展是依靠技术进步,近年来镁合金得到高速发展形成了成果,如高强的航天、航空用镁材 料,高性能的高铁用材料等,镁合金挤压制品也得到了高速的发展,技术也得到了空前进步,有必要提 升相应的产品标准。二是本项目属于国内、 国际标准同步标准, 由我国承担为国际标准项目 NP 23694镁合金挤压型材、 型材和管材与本项目镁及镁合金热挤压型材规范是同步推进的标准项目,为了保证NP 23694标准项目能够真实反映我国标准质量,有必要对国内的标准同步修订。三是本标准是我国唯一一个镁合金挤压型材标准,无论是民用领域还是军工领域都在使用本标准订 货。本标准是一项军民通用的标准,随着近些年军工领域高质量发展背景下,对产品的内部组织有了更 深的要求,特别是在化合物的尺寸等方面都有了详细的要求,有必要提升标准的要求,来保证军工领域 的需求。四是本标配套标准 GB/T 5153变形镁及镁合金牌号已修订并发布,新增了大量的镁合金牌号, 这些牌号中有大量的产品是挤压型材产品,为了保证产品标准与之配套,有必要修订本标准。本标准的修订完全符合国家政策趋势，在军民融合的大背景下，本标准本身就是很好的军民融合的 标准样板，通过标准的修订更能促进军民融合在技术发展方面融合的作用，提升军工领域产品的品质要 求。另外，本标准的修订也是符合“中国制造2025”的国家政策方策专栏 2绿色制造工程（六）大力推进重点领域突破发展 “ 5先进轨道交通装备” 、“6节能与系能源汽车” ，镁合金作为重要的轻量化材料已在轨 道交通上的到应用，并在汽车领域的技术也有很大的突破。同时，10 生物医药及高性能医疗器械，镁作为与人体相容性最好的金属材料之一，已被广泛的应用医学领域来解决人体的问题。2 任务来源为加速我国镁合金新材料产业的发展需求，提升我国镁加工的质量和水平，促进我国国防、航空、 医疗等领域的镁合金应用与发展。 国家标准化管理委员会以国标委发 【 2020】6号文件下达了编制 镁及 镁合金热挤压型材国家标准的起草任务，计划项目代号为： 20200726-T-610 ，计划完成时限 18个月。3 项目编制组单位简况3.1 编制组成员单位标准立项确定的主编单位为：东北轻合金有限责任公司、有色金属技术经济研究院、合肥肆壹天秤 新材料科技有限公司、重庆大学。3.2 主编单位的技术基础本标准的主编单位是东北轻合金有限责任公司，东北轻合金有限责任公司隶属于中国铝业公司，始 建于 1956年，是新中国第一个铝镁合金加工企业，是我国飞机、火箭、导弹、卫星、宇宙飞船等航空航 天铝材保障基地，舰船、装甲车辆等军工产品保障基地，是中国铝、镁合金加工的发源地，拥有各类铝、 镁及其合金加工设备 5700多台（套），镁合金产品主要包括了挤压型材、型材、锻件等产品。在镁及镁合金挤压型材方面， 公司拥有 12条挤压生产线， 生产的产品有规格繁多的铝及铝合金航空、 航天、舰船、兵器等军工型材产品，在镁合金挤压方面积累了大量经验，是国内最早生产镁加工材的企 业，为国内输出了大量的高性能镁合金材料和相关领域的人才。东轻公司在标准起草方面有着非常丰富的经验， 累计主起草或修订标准 150 余项，标准涵盖了国家标 准、国家军用标准及行业标准等，起草的标准覆盖了整个铝加工行业，包括检验方法标准和产品标准， 现有的主要国家标准仍有很大比例是东轻公司为主起草的。在镁合金型材挤压材方面，东轻公司是原 GB/T 5155的主编单位，无论从生产经验、质量稳定性方面，还是标准起草方面，东轻公司都具备主编 起草本国家标准的资格、基础和条件。3.3 成员单位简介3.3.1 有色金属技术经济研究院有色金属技术经济研究院是我国有色金属行业的标准研究权威单位。馆藏有齐全的铝材国际、国外 先进标准和先进工艺资料，有齐全的铝及铝合金国际国外挤压有缝管材的先进标准与我国铝及铝合金热 挤压有缝管材标准的对比资料。本单位积极参加编制组的各次工作会议，积极配合主编单位分配各项标 准任务，协调各成员单位之间的关系，指导编制组正确采用国际、国外先进标准，为本标准的科学性、 先进性把关和提供了充分的标准依据和相关资料，在编制组中贡献巨大。4 主要工作过程4.1任务落实会及第一次工作会4.2第二次工作会4.3编制征求意见稿n4.4标准预审会议二、标准编制原则本标准起草单位自接受起草任务后，成立了本系列标准编制工作组负责收集生产统计、检验数据、市场需求及客户要求等信息。 初步确定了 镁合金热挤压型材 标准起草所遵循的基本原则和编制依据：1）查阅相关标准和国内外客户的相关技术要求；2）立足于国内自身发展需求以及工业生产能力等技术条件，做到标准的合理性和实用性；3）对标先进标准和产品实物质量，充分发挥标准的引领性作用，做到标准的先进性；4）本着科学发展的角度， 从科研、 生产以及应用等多方面考虑， 发挥标准指导科研与生产实践的作 用；5）完全按照 GB/T 1.1 和有色加工产品标准和国家标准编写示例的要求进行格式和结构编写。三、确定标准主要内容的论据1 范围本标准规定了镁合金热挤压型材的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及质量证明 书与合同（或订货单）内容。本标准适用于镁合金热挤压圆棒、方棒、六角棒（以下简称型材） 。2 规范性引用文件本标准的规范性引用文件均为我国现行有效的国家标准。其明细如下： 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 231 金属布氏硬度试验方法GB/T 4297 镁合金加工制品低倍组织检验方法GB/T 5153 变形镁及镁合金牌号和化学成分GB/T 13748 （所有部分） 镁及镁合金化学分析方法GB/T 16475 变形铝及铝合金状态代号GB/T 16865 变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验及方法GB/T 17432 变形铝及铝合金化学成分分析取样方法GB/T 32792 镁合金加工产品包装、标志、运输、贮存3 要求3.1 产品分类3.1.1 合金在产品分类中增加了 Mg9995A、 AM41M、AM81M、AW90M、M1C、M2S、VE82M、VW84M、ZE20M、ZK60A、ZM51牌号。3.1.2 状态增加了 H112I犬态、T4I犬态、T5合金与T6I犬态的状态解释。3.2 化学成分VE82M VW21M VW93M VW94M VW123M VW84N VW92 WN54I和 ZK50M牌号型材的化学成分应符合 表 2的规定，其他牌号型材的化学成分应符合 GB/T 5153 的规定。合金组别牌号化学成分（质量分数）/%MgZnMnREGdYZrAgSiFeCuNi其他元素单个总计MgGdYZrVW93M余量-0.020.30Er8.09.61.83.20.30.70.020.500.020.020.0050.0030.010.1MgGdYZnZrVW94M余量0.81.5-8.59.53.54.50.40.7-0.0050.0050.0050.020.2MgGdYNiMnVW84N余量-0.61.0-7.99.03.55.0-0.050.010.021.03.00.020.2MgGdYZnNdZrVW92余量1.62.4-0.71.4Nd8.89.81.62.40.41.0-0.010.020.0050.020.2MgNiYWN54M余量-4.56.0-0.050.010.023.55.00.020.23.3 尺寸偏差3.3.1 型材截面尺寸及允许偏差应符合铝及铝、镁合金挤压型材图册 或供需双方签订的技术图纸。在确定技术图纸时，型材截面尺寸允许偏差可按表2的规定。表2名义尺寸/mm允许偏差土 /mm 3 60.45 6 120.55 12 250.65 25 500.75 50 750.90 751001.401001502.001502.50注：空心型材具有不均匀截面和截面壁厚变化比大于 注明。3: 1的型材截面尺寸，偏差由供需双方商定并在协议图纸中3.3.2型材的角度偏差型材的角度偏差均不应超过土2 。3.3.3 型材的间隙3.3.3.1 型材的平面间隙把直尺横放在型材的任一平面上时，非空心型材平面与直尺之间的间隙应不大于被检型材平面宽度的2%,但最大间隙值不超过 1mm半空型材（型材所包围的中空面积S不小于开口部分宽度 X2的2倍,即S2X2,如图2）与空心型材平面与直尺之间的间隙应不大于被检型材平面宽度的2.5 %，但最大间隙值不超过2mm测量方法如图1、图2、图3所示。图1图2图33.3.3.2 型材的曲面间隙要求检查曲面间隙的型材，须在图纸上注明。曲面间隙用样板检查，样板由需方提供，其间隙不大于弧长的1%测量方法如图4所示（如果需方不提供样板，此项内容可不检查）。334 型材的弯曲度壁厚小于或等于 4mnm勺型材，每米允许有不超过 10mnm勺均匀弯曲；壁厚大于 4mnv 10mm的型材， 每米允许有不超过 4mm的均匀弯曲；壁厚大于 10mm的型材，每米允许有不超过 2mm的均匀弯曲。带圆 头及楔形型材，每米允许有不超过 4mm的镰刀形弯曲。全长累计。3.3.5 扭拧度型材任1米长度上，围绕其纵轴的扭拧度（a i）应不超过3,型材整根长度（L）上最大扭拧度（a l）不超过7。测定时，将型材放在平台上，测其任意1m长度上扭起的高度（Ui）和整根型材（L）上扭起的最大高度（UL）,如图5所示。仅当U1型材宽度x sin a 1且ULW型材宽度x sin a L时，扭拧 度符合要求。图53.3.6型材圆角半径型材圆角半径检测方法如图6所示，其允许偏差应符合供需双方协议的图纸要求。当图纸上未注明时，圆角半径的允许偏差应符合表3的规定。圆角半径/mm允许偏差土 /mm 130.75 3 101.50 10 252.003.3.7长度型材长度为定尺时，允许偏差为+20mm以倍尺交货的型材，长度偏差为+20mm每个倍尺留 5mm锯口。不要求定尺交货的型材，交货长度为lOOOmmr6000mm对以上尺寸偏差有特殊要求时，须在合同中注明。338 切斜度型材两端应切齐，切斜度不应超过3。3.3.9 波浪度型材波浪高度不允许超过1mm每米长度上不应多于 1处波浪，但高度小于0.2mm的波浪不计在内。1.1 力学性能和布氏硬度型材的室温纵向力学性能应符合表4的规定，一般情况下，只测力学性能，仅当无法取力学性能试样时，可做布氏硬度。合金牌号供货状态产品类型抗拉强度Rm/MPa规定非比例延伸强度 Rfb.2/Mpa断后伸长率A/%HBS不小于AZ31BH112a实心型材2201407.0空心型材2201105.0AZ40MH112型材2405.0AZ41MH112型材2505.045AZ61AH112实心型材2601606.0空心型材2501107.0AZ61MH112型材2658.050AZ80AH112T5型材2951954.0型材3102154.0ME20MH112型材22510.040M1CH112型材21514013.0M2SH112型材21015510.0ZE20MH112型材21012019.0ZK61MT5 c型材3102457.060ZK61ST5型材3102305.0AQ80MT4 b型材36021012T6 d型材3702603VW21MT5型材3603206VW75MT5型材4503705T5型材3702803T5型材3502503VW83MT5型材3802703VW84MH112型材38529011T5型材4603709VW93MT5型材3903005VW94MT5型材3703005T5型材4003508VW123MT5型材4203508ZK50MT5型材35030010ZK60AT5型材31023512.0ZM51MT5型材31026010.0H112:热挤压状态T4:固溶处理+自然时效T5:高温热挤压+人工时效T6:固溶处理+人工时效1.2 低倍组织3.5.1 型材的低倍组织上不允许有裂纹、裂口、气孔和缩尾等破坏金属连续性缺陷。3.5.2 型材制品低倍组织允许有深度不超过偏差余量（该点的实测厚度与允许的最小厚度的差值）之 半的成层存在。3.5.3 ZK61M合金型材（壁厚大于10mm检查粗晶环，粗晶环深度应不大于5mm1.3 外观质量3.6.1 型材表面应清洁，不允许有裂纹、腐蚀斑点和各种压入物。3.6.2 型材表面允许有不超过负偏差的起皮、碰伤和压陷以及不超过负偏差之半的点状粗糙、划伤和个别擦伤。所有允许缺陷的总面积在1m长度上不超过型材本表面的4%3.6.3 型材表面允许有轻微挤压痕，其深度不得超过0.1mmo3.6.4 型材表面应进行氧化处理，其氧化层应完好，不露基体金属，不脱落。经供需双方可采取其它 防腐保护措施。2试验方法2.1 化学成分型材的化学成分仲裁分析按GB/T 13748规定的方法进行，取样参照GB/T 17432执行。2.2 尺寸偏差型材的直径用精度不低于0.02mm的量具测量，长度用米尺测量，其他尺寸偏差采用相应精度的量具进行测量或目视检查。2.3力学性能型材的力学性能检验按GB/T 16865规定的方法进行。2.4布氏硬度型材的布氏硬度检验按GB/T 231规定的方法进行。2.5低倍组织型材的低倍组织检验按GB/T 4297规定的方法进行。2.6外观质量型材的外观质量用目视检查。对缺陷深度不能确定时，可采用打磨法测量。四、实践检测情况本标准对下述指标项目进行了实践检测的试验验证:化学成分尺寸偏差室温拉伸力学性能五、标准水平分析六、标准的创新点七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性八、标准中涉及的专利或知识产权说明本标准不涉及任何专利或知识产权。九、重大分歧意见的处理经过和依据（无）十、标准作为强制性或推荐性国家标准的建议本标准建议不作为强制性标准，而建议作为推荐性标准。十一、 贯彻标准的要求和措施建议十二、 废止现行有关标准的建议无。十三、 产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果镁合金热挤压型材国家标准编制组2020年2月20日