鎂及鎂合金熱擠壓棒材編制說明

1、鎂合金熱擠壓棒材國家標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）編制說明一、工作簡況1 立項目的和意義鎂是目前地球上資源最豐富的金屬，是目前最輕的工程結(jié)構(gòu)材料，被譽為21世紀(jì)的綠色金屬材料，在資源和環(huán)境壓力的大背景下，鎂合金的減重、節(jié)能、環(huán)保和可循環(huán)利用等方面有巨大潛力。本標(biāo)準(zhǔn)制定的鎂合金熱擠壓棒材屬于國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)分類中“高品質(zhì)鎂材制造（代碼3.2.4.2）”，符合國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展求。本標(biāo)準(zhǔn)制定將重點完善，高強鎂合金擠壓棒材，符合工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（ 2016 2020年）中高強耐熱鎂合金大規(guī)格擠壓型材/鍛件的需求，解決有色金屬重點產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)需求問題。本標(biāo)準(zhǔn)修訂將重點完善、增加高強航空、航天用

2、鎂合金材料，這些材料屬于工業(yè)強基工程實施指南（ 2016-2020年）專欄 1中的（三）航空航天裝備 “一攬子 ”突破行動，提升我國基礎(chǔ)材料水平。本標(biāo)準(zhǔn)屬于軍民通用標(biāo)準(zhǔn)，本次修訂將進(jìn)一步提升產(chǎn)品要求，滿足軍用領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)棒材的需求，標(biāo)準(zhǔn)修訂符合新材料標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動計劃（2018-2020年）中（七）提高新材料軍民標(biāo)準(zhǔn)通用化水平。本標(biāo)準(zhǔn)修訂的也是為國際標(biāo)準(zhǔn)NP23694提供基礎(chǔ)，我國申請獲得的ISO NP 23694鎂合金擠壓型材、棒材和管材的項目制定權(quán)，同步修訂國家標(biāo)準(zhǔn)，將有利于促進(jìn)我國標(biāo)準(zhǔn)走出去，也是符合新材料標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動計劃（ 2018-2020年）中（八）推動新材料標(biāo)準(zhǔn) “走出去 ”的工作

3、需求。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，鎂合金的產(chǎn)能已經(jīng)接近200萬 t/a，每年的銷量也接近100萬 t/a，而我國有發(fā)展鎂及鎂合金擠壓產(chǎn)品的良好條件，我國有豐富的鎂資源，是世界的鎂業(yè)大國。引進(jìn)應(yīng)用和配置一大批先進(jìn)的工藝裝備。如先進(jìn)的熔煉爐和鑄造機列，專用的大型鎂擠壓機及其配套的輔助設(shè)備（如熱處理設(shè)備、溫矯機列等）以及大型的先進(jìn)深加工設(shè)備（如表面處理設(shè)備、接合設(shè)備、機加工設(shè)備等），大大提高了鎂擠壓生產(chǎn)和技術(shù)水平。我國是擠壓產(chǎn)品大國，擁有5000多臺鋁擠壓機，先進(jìn)的鋁擠壓技術(shù)和人才及多年擠壓生產(chǎn)經(jīng)驗，只要稍加修改就可以適用于鎂材的生產(chǎn)。申請修訂 GB/T 5155-2013 鎂合金熱擠壓棒材國家標(biāo)準(zhǔn)，主要有一下

4、幾方面原因：一是鎂及鎂合金工業(yè)進(jìn)入一個新的發(fā)展階段，鎂合金的產(chǎn)能接近200萬 t/a，產(chǎn)銷量達(dá)到 100萬 t/a，產(chǎn)能和產(chǎn)量的發(fā)展是依靠技術(shù)進(jìn)步，近年來鎂合金得到高速發(fā)展形成了成果，如高強的航天、航空用鎂材料，高性能的高鐵用材料等，鎂合金擠壓制品也得到了高速的發(fā)展，技術(shù)也得到了空前進(jìn)步，有必要提升相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。二是本項目屬于國內(nèi)、 國際標(biāo)準(zhǔn)同步標(biāo)準(zhǔn)，由我國承擔(dān)為國際標(biāo)準(zhǔn)項目NP 23694鎂合金擠壓型材、棒材和管材與本項目鎂及鎂合金熱擠壓棒材規(guī)范是同步推進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)項目，為了保證NP 23694標(biāo)準(zhǔn)項目能夠真實反映我國標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，有必要對國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)同步修訂。三是本標(biāo)準(zhǔn)是我國唯一一個鎂合金擠壓棒材

5、標(biāo)準(zhǔn)，無論是民用領(lǐng)域還是軍工領(lǐng)域都在使用本標(biāo)準(zhǔn)訂貨。本標(biāo)準(zhǔn)是一項軍民通用的標(biāo)準(zhǔn)，隨著近些年軍工領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展背景下，對產(chǎn)品的內(nèi)部組織有了更深的要求，特別是在化合物的尺寸等方面都有了詳細(xì)的要求，有必要提升標(biāo)準(zhǔn)的要求，來保證軍工領(lǐng)域的需求。四是本標(biāo)配套標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5153變形鎂及鎂合金牌號已修訂并發(fā)布，新增了大量的鎂合金牌號，這些牌號中有大量的產(chǎn)品是擠壓棒材產(chǎn)品，為了保證產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與之配套，有必要修訂本標(biāo)準(zhǔn)。1本標(biāo)準(zhǔn)的修訂完全符合國家政策趨勢，在軍民融合的大背景下，本標(biāo)準(zhǔn)本身就是很好的軍民融合的標(biāo)準(zhǔn)樣板，通過標(biāo)準(zhǔn)的修訂更能促進(jìn)軍民融合在技術(shù)發(fā)展方面融合的作用，提升軍工領(lǐng)域產(chǎn)品的品質(zhì)要求。另外，本

6、標(biāo)準(zhǔn)的修訂也是符合“中國制造 2025”的國家政策方策專欄 2綠色制造工程（六）大力推進(jìn)重點領(lǐng)域突破發(fā)展 “ 5先進(jìn)軌道交通裝備” 、“ 6節(jié)能與系能源汽車” ，鎂合金作為重要的輕量化材料已在軌道交通上的到應(yīng)用，并在汽車領(lǐng)域的技術(shù)也有很大的突破。同時， 10生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械，鎂作為與人體相容性最好的金屬材料之一，已被廣泛的應(yīng)用醫(yī)學(xué)領(lǐng)域來解決人體的問題。2 任務(wù)來源為加速我國鎂合金新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，提升我國鎂加工的質(zhì)量和水平，促進(jìn)我國國防、航空、醫(yī)療等領(lǐng)域的鎂合金應(yīng)用與發(fā)展。國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會以國標(biāo)委發(fā)【 2020】6號文件下達(dá)了編制鎂及鎂合金熱擠壓棒材國家標(biāo)準(zhǔn)的起草任務(wù)，計劃項目

7、代號為：20200725-T-610 ，計劃完成時限18個月。3項目編制組單位簡況3.1編制組成員單位標(biāo)準(zhǔn)立項確定的主編單位為：東北輕合金有限責(zé)任公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院、合肥肆壹天秤新材料科技有限公司、重慶大學(xué)。3.2主編單位的技術(shù)基礎(chǔ)本標(biāo)準(zhǔn)的主編單位是東北輕合金有限責(zé)任公司，東北輕合金有限責(zé)任公司隸屬于中國鋁業(yè)公司，始建于 1956年，是新中國第一個鋁鎂合金加工企業(yè)，是我國飛機、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船等航空航天鋁材保障基地，艦船、裝甲車輛等軍工產(chǎn)品保障基地，是中國鋁、鎂合金加工的發(fā)源地，擁有各類鋁、鎂及其合金加工設(shè)備5700多臺（套），鎂合金產(chǎn)品主要包括了擠壓型材、棒材、鍛件等產(chǎn)品

8、。在鎂及鎂合金擠壓棒材方面， 公司擁有 12條擠壓生產(chǎn)線， 生產(chǎn)的產(chǎn)品有規(guī)格繁多的鋁及鋁合金航空、航天、艦船、兵器等軍工棒材產(chǎn)品，在鎂合金擠壓方面積累了大量經(jīng)驗，是國內(nèi)最早生產(chǎn)鎂加工材的企業(yè)，為國內(nèi)輸出了大量的高性能鎂合金材料和相關(guān)領(lǐng)域的人才。東輕公司在標(biāo)準(zhǔn)起草方面有著非常豐富的經(jīng)驗，累計主起草或修訂標(biāo)準(zhǔn)150余項，標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，起草的標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了整個鋁加工行業(yè)，包括檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的主要國家標(biāo)準(zhǔn)仍有很大比例是東輕公司為主起草的。在鎂合金棒材擠壓材方面，東輕公司是原GB/T 5155的主編單位，無論從生產(chǎn)經(jīng)驗、質(zhì)量穩(wěn)定性方面，還是標(biāo)準(zhǔn)起草方面，東輕公司

9、都具備主編起草本國家標(biāo)準(zhǔn)的資格、基礎(chǔ)和條件。3.3成員單位簡介有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院是我國有色金屬行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)研究權(quán)威單位。館藏有齊全的鋁材國際、國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)工藝資料，有齊全的鋁及鋁合金國際國外擠壓有縫管材的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)與我國鋁及鋁合金熱擠壓有縫管材標(biāo)準(zhǔn)的對比資料。本單位積極參加編制組的各次工作會議，積極配合主編單位分配各項標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)，協(xié)調(diào)各成員單位之間的關(guān)系，指導(dǎo)編制組正確采用國際、國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，為本標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、先進(jìn)性把關(guān)和提供了充分的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)和相關(guān)資料，在編制組中貢獻(xiàn)巨大。24 主要工作過程4.1任務(wù)落實會及第一次工作會4.2第二次工作會4.3編制征求意見稿4.4標(biāo)準(zhǔn)

10、預(yù)審會議二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)起草單位自接受起草任務(wù)后，成立了本系列標(biāo)準(zhǔn)編制工作組負(fù)責(zé)收集生產(chǎn)統(tǒng)計、檢驗數(shù)據(jù)、市場需求及客戶要求等信息。初步確定了 鎂合金熱擠壓棒材標(biāo)準(zhǔn)起草所遵循的基本原則和編制依據(jù)：1）查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外客戶的相關(guān)技術(shù)要求；2）立足于國內(nèi)自身發(fā)展需求以及工業(yè)生產(chǎn)能力等技術(shù)條件，做到標(biāo)準(zhǔn)的合理性和實用性；3）對標(biāo)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品實物質(zhì)量，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)性作用，做到標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性；4）本著科學(xué)發(fā)展的角度，從科研、 生產(chǎn)以及應(yīng)用等多方面考慮，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)科研與生產(chǎn)實踐的作用；5）完全按照GB/T 1.1和有色加工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)編寫示例的要求進(jìn)行格式和結(jié)構(gòu)編寫。三、確定標(biāo)準(zhǔn)主要

11、內(nèi)容的論據(jù)1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鎂合金熱擠壓棒材的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運輸、貯存及質(zhì)量證明書與合同（或訂貨單）內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于鎂合金熱擠壓圓棒、方棒、六角棒（以下簡稱棒材）。2 規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性引用文件均為我國現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)。其明細(xì)如下：下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T 4297鎂合金加工制品低倍組織檢驗方法GB/T 5153變形鎂及鎂合金牌號和化學(xué)成分GB/T 13748 （所有部分）鎂及鎂合金化學(xué)分析方法GB/T 16865變

12、形鋁、鎂及其合金加工制品拉伸試驗及方法GB/T 16475變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號GB/T 17432變形鋁及鋁合金化學(xué)成分分析取樣方法GB/T 32792鎂合金加工產(chǎn)品包裝、標(biāo)志、運輸、貯存3要求3.1產(chǎn)品分類合金3在產(chǎn)品分類中增加了 AZ30M、AM41M、AM81M、AW90M、AQ80M、ZA73M、 ZE90M、ZW62N、ZK50M、VW21M、VW75M、 VW83M、VW84M、 VW93M、 VW94M、 VW123M、 VW84N、 VW92、 WE71M、 WN54M牌號。狀態(tài)增加了 H112狀態(tài)、 T4狀態(tài)、 T5合金與 T6狀態(tài)的狀態(tài)解釋。3.2化學(xué)成分VE82M、VW

13、21M、 VW93M、VW94M、 VW123M、VW84N、 VW92、WN54M和 ZK50M牌號棒材的化學(xué)成分應(yīng)符合表 2 的規(guī)定，其他牌號棒材的化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T 5153 的規(guī)定。4表 2化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） /%合金組別牌號MgZnMnREGdYZrAgSiFeCuNi其他元素單個總計MgGdYZrVW93M余量-0.020.30Er8.09.61.83.20.30.70.020.500.020.020.0050.0030.010.1MgGdYZnZrVW94M余量0.81.5-8.59.53.54.50.40.7-0.0050.0050.0050.020.2MgGdYNiMn

14、VW84N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-4.56.0-0.050.010.023.55.00.020.211.1尺寸偏差直徑棒材的直徑（方棒、六角棒指內(nèi)切圓直徑）及其允許偏差應(yīng)符合表2 的規(guī)定。表 2棒材直徑（方棒、六角棒為內(nèi)切圓直徑）/mm直徑允許偏差 /mmB 級C 級A 級5 6-0.30-0.48610-0.36-0.581018-0.43-0.70-1.

15、101830-0.52-0.84-1.303050-0.62-1.00-1.605080-0.74-1.20-1.90 80 120-1.40-2.20 120180-2.50 180250-2.90 250300-3.30注：外徑要求（±）偏差時，其偏差為本表對應(yīng)數(shù)值絕對值的一半。彎曲度棒材的彎曲度是將棒材放在平臺上，借自重達(dá)到穩(wěn)定時，將1 米的直尺置于棒材表面上，測量棒材表面與直尺間的最大間隙值hs，或沿棒材長度方向測量棒材底面與平臺間的最大間隙值ht ，如圖 1所示。直尺平臺圖 1對于直徑不大于10mm的棒材， 允許有用手輕壓即可消除的彎曲，其他規(guī)格棒材的彎曲度應(yīng)符合表 3 的

16、規(guī)定。表 3彎 曲 度， 不 大 于/mm直 徑 /mm普 通 級高 精 級超高精級每米長度上hs 全長 L 米上 ht每米長度上 hs全長 L 米上 ht每米長度上 hs全長 L 米上 ht 101003.03.0×L2.02.0 ×L100 1207.07.0×L5.05.0 ×L1.051.05 ×L120 13010.010.0 ×L7.07.0 ×L注：不足 1m棒材彎曲度按1m計算。直徑大于130mm的棒材彎曲度檢查由供需雙方協(xié)商，并在合同 （或訂貨單） 中注明。扭擰度2方棒或六角棒的扭擰度是將棒材某平面置于平臺

17、上，并使其一端緊貼平臺，棒材借自重達(dá)到穩(wěn)定時，測量棒材翹起端該平面的兩側(cè)端點與平臺間的間隙值T1 和 T2，如圖 2 所示， T2 與 T1 的差值即為棒材的扭擰度值。可用卡尺、塞尺或?qū)Ｓ霉ぞ哌M(jìn)行檢測。1平臺圖 2方棒、六角棒的扭擰度應(yīng)符合表4 的規(guī)定。表 4扭擰度，不 大 于 /mm方棒、六角棒內(nèi)切圓直徑/mm普 通 級高精 級超高精級每米長度上全長 L米每米長度上全長 L米每米長度上全長 L米 1488×L66×L44×L14 302222× L1616× L1016×L30 503636× L2424× L1

18、824× L 501005050× L注：不足 1m棒材扭擰度按1m 計算。直徑大于100mm的棒材扭擰度檢查由供需雙方協(xié)商，并在合同（或訂貨單）中注明。3.3.4最大圓角半徑方棒、六角棒的最大圓角半徑應(yīng)符合表5 的規(guī)定。表 5內(nèi) 切 圓 直 徑 /mm最 大 圓 角 半 徑/mm252.0 25 503.0505.03.3.5長度棒材長度為定尺時，允許偏差為+20mm。以倍尺交貨的棒材，長度偏差為+20mm，每個倍尺留 5mm鋸口。合同中不注明定尺者按亂尺交貨，直徑等于或小于50mm時交貨長度為1000mm 6000mm，直徑大于 50mm時交貨長度為500mm 6000

19、mm。對以上尺寸偏差有特殊要求時，須在合同中注明。3.3.6切斜度棒材兩端應(yīng)切齊，切斜度（如圖3所示）不應(yīng)超過 3°。3直尺平臺圖 3精度級別棒材的各項精度等級應(yīng)在合同中加以注明。如訂貨合同不注明的，則棒材按最低級別供貨。1.2力學(xué)性能棒材的室溫縱向力學(xué)性能應(yīng)符合表6 的規(guī)定。表 6棒材直徑 ( 方棒、抗拉強度 Rm/MPa規(guī)定非比例延伸斷后伸長率強度 Rp0.2/MPaA/%合金牌號狀態(tài)六角棒內(nèi)切圓直徑 )/mm不小于AZ31BH1121302201407.0AZ30MAZ40MH1121002456.0100 1302455.0AZ41MH1121302505.0AZ61AH11

20、2 1302601606.0AZ61MH1121302658.0H112 602951956.0 60 1302901804.0AZ80A 603252054.0T5 60 1303102052.0 502154.0ME20MH112 50 1002053.0100 1301952.0ZK50MZK61MT51003152456.0100 1303052356.0ZK61ST51303102305.0AQ80MT424036021012T62403702603VE82MVW21MT51603603206T51604503705VW75MT51603702803T5230× 140mm

21、3502503VW83MT5 16038027034VW84MH11216038529011T51604603709VW93MT51603903005VW94MT5205mm（圓棒）、 220× 110mm3703005（方棒）T51604003508VW123MT51604203508H112803702606T54503403VW84NH112350240680160T54403203H11235028010VW92T5503602608T63802706WN54MH1128037028010H112801603502606ZK50MT5 16035030010H112：熱擠壓狀

22、態(tài)T4: 固溶處理 +自然時效T5：高溫?zé)釘D壓 +人工時效T6：固溶處理 +人工時效1.3低倍組織棒材的低倍組織試片上不允許有裂紋、裂口、氣孔、縮尾及夾雜物等破壞金屬連續(xù)性的缺陷。棒材低倍試片上允許有深度不超過直徑偏差余量之半的成層存在，要求無成層棒材，應(yīng)在合同中注明。合金棒材低倍試片上粗晶環(huán)的深度不得超過5mm。直徑小于20mm的棒材不檢查低倍組織。供鍛件用的棒材，要求氧化膜時，可在合同中注明，合同中未注明時不作檢查。氧化膜應(yīng)符合表 7規(guī)定。表 7缺陷名稱受檢面積每點缺陷長度在下列范圍時， mm 0.30.3 2.0 2.0氧化膜全斷面允許存在 5 點不允許存在1.4外觀質(zhì)量3.6.1棒材表面應(yīng)清潔，不允許有檢驗打磨不能除掉的裂口，斑疤，腐蝕斑點，各種壓入物以及反映棒材內(nèi)部裂紋的集中光亮圈。 對這些缺陷允許在氧化