GBT 3190《變形鋁及鋁合金化學成分》

1、 GB/T 3190變形鋁及鋁合金化學成分 審定稿編制說明1 任務來源變形鋁及鋁合金化學成分國家標準應用非常廣泛，幾乎所有的鋁加工企業(yè)領域的企業(yè)協(xié)議、企業(yè)標準、行業(yè)標準、國家標準和國家軍用標準，全部都引用此標準。該標準應用范圍及使用價值是所有鋁加工材料標準無法比擬的，從上一版96年到2007年經(jīng)過十幾年的發(fā)展和研究，無論是國外牌號的引用和國內新型牌號的研究都發(fā)生了巨大的變化，特別是很多行業(yè)比如建筑型材、交通運輸業(yè)、包裝用鋁箔行業(yè)等產品大量出口，航空航天軍用預拉伸板材還需要大量進口，這些都需要從化學成分開始研究，然后再研究加工工藝，最終達到標準及用戶的使用要求。因此，全國有色金屬標準化技術委員會

2、于2006年以有色標委（2006）第13號文件下達了GB/T3190變形鋁及鋁合金化學成分國家標準的編 制計劃。2編制過程根據(jù)有色標委（2006）第13號文件規(guī)定，該標準于2006年7月1115日在山西太原銀龍酒店全國標準化技術委員會召開變形鋁及鋁合金化學成分國家標準的任務落實會，參加會議的有33家單位，49名代表，就GB/T3190 變形鋁及鋁合金化學成分標準成立了編制工作小組，并就東北輕合金有限責任公司提出的編制方案進行了熱烈的討論，并達成一致意見，然后，編制組于2006年12月形成標準的討論稿。2007年3月2325日，GB/T3190變形鋁及鋁合金化學成分討論會在全國有色金屬標準化技術

3、委員會主持下在湖北省武當山特區(qū)武當山賓館召開。來自全國16個單位的52名代表參加了會議。會議對標準討論稿進行了認真、熱烈的討論，會議代表就標準的具體內容進行討論，表1增加新牌號，各企業(yè)需提供目前生產的牌號，表2和表3合并，收錄新備案的合金牌號。2008年1月17日至20日，變形鋁及鋁合金化學成分預審會在全國有色金屬標準化技術委員會主持下在哈爾濱天植大酒店召開。來自全國20個單位的35名代表參加了會議。會議對標準預審稿進行了認真、熱烈的討論，繼續(xù)補充新的合金牌號完善表1和表2中的合金牌號。3原則和依據(jù)近二十年來，國內外鋁及鋁合金的研究、研制發(fā)展很快，開發(fā)了許多新型鋁合金。從1980年到2006年

4、期間，在變形鋁及鋁合金國際牌號注冊協(xié)議組織鋁業(yè)協(xié)會注冊現(xiàn)行的鋁合金有467個，非常用的鋁合金有38個，共計505個。我國改革開放以來，隨著國內經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，許多工業(yè)部門對鋁合金材料不斷提出新的需求，一方面促使我國一些大型鋁加工企業(yè)、研究院所和高等院校對新型鋁合金的研制和開發(fā)，另一方面也促使了國外的一些鋁合金（主要是美國）的引進。因此，GB/T31901996比GB31901982增加81個。此次修訂共收錄合金254個，較1996版鋁合金牌號143個新增111個，新編入牌號來自四個方面：一方面是國內自己研制成功，并且經(jīng)過鑒定，已經(jīng)定型投入生產的合金牌號；另一方面是根據(jù)市場的需要而仿制的國外

5、合金牌號；再一方面則是國內鋁箔行業(yè)、建筑型材業(yè)及一些新興行業(yè)根據(jù)市場的需要直接引入國際牌號注冊組織命名的牌號；最后是根據(jù)近些年的市場情況及考慮未來發(fā)展收編的一些合金牌號。上述合金分為二個表，表1為我國可以生產的國際注冊牌號，共收錄合金149個，表2為我國自行研制并廣泛使用的民用產品、經(jīng)過鑒定大量使用的軍工產品及經(jīng)過標準化權威機構認證并備案的合金牌號，共收錄合金105個。4 編制內容4.1 總體的修訂情況4.1.1 范圍 仍然按原標準不變。4.1.2 引用標準引用標準中增加GB/T 7999 鋁及鋁合金的光電光譜分析方法4.1.3 要求4.1.3.1 化學成分表根據(jù)本次修訂的原則和依據(jù)將原來一個

6、表分為二個表，表1中收錄國際四位數(shù)字牌號體系的合金；表2中收錄的是原標準中的四位字符體系的合金。4.1.3.2 對于有毒有害化學元素的控制：1）GB/T 3198 規(guī)定食品級Pb、Cd、As各小于等于0.01%；2）歐盟ROHS電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令要求有毒有害物質控制指標：（PbHg）0.1%、Cd0.01%、Cr60.1%、PBBS（多溴聯(lián)苯）0.1%、PBDES（多溴聯(lián)苯醚）0.1%；其中PBBS、PBDES對無機物來說可以不控制；3）EN602標準中純鋁要求：Cr、Mg、Mn、Ni、Sn各小于等于0.10%，其他小于等于0.05%；4）EN576要求CdHgPb0.0

7、095%、AsAs0.009%；5）美國是在原鋁錠中加一條注釋，即（CdHgPb）0.0095%max；As0.009%max。應按供應者的品質控制規(guī)程對As與Hg的含量進行監(jiān)控分析，在北美應每季度對每個金屬進行一次監(jiān)控分析，以確定他們的含量是否超標。6價鉻的含量應小于100×10-6（ppm）。根據(jù)所搜集到的上述幾條國內外規(guī)定，本標準對有毒有害元素進行如下控制：食品行業(yè)用鋁及鋁合金材料應控制（CdAsPb）0.01%；電器、電子設備行業(yè)用鋁及鋁合金材料應控制（PbHg）0.1%、Cd0.01%，Cr60.1%。生產廠每年對上述每個金屬元素進行一次監(jiān)控分析，以確定他們的含量是否超標。

8、4.1.3.3雙金屬即釬焊材料由于芯材和皮材不是一種合金，其具體的化學成分無法準確分析，具有一定的特殊性，所以沒有收錄到本標準中，查閱美國的變形鋁及鋁合金化學成分表也沒有收錄，而是單獨列表為美國包鋁板材、釬焊板與反射板的合金與牌號，所以將雙金屬板在08年的標準計劃中單獨立項，名稱為復合材料的牌號表示方法。4.1.3.4取樣和成分分析仍保持不變。4.1.4 其他按美國的化學成分標準和EN573-3化學成分標準對合金元素及雜質的表示方法進行明確規(guī)定，另外對化學成分表的注釋也重新進行規(guī)范和表述。4.2 1×××修訂情況4.2.1 原標準中合金牌號的變化情況原標準有22個

9、合金牌號，保留在表1中的有：1070、1070A、1370、1060、1050、1050A、1350、1145、1035、1100、1200、1235共12個；高純鋁部分6個牌號移至表2中，1A80和1A80A因等同于1080和1080A，只是1080中沒有V的含量規(guī)定，所以將此兩個牌號移至表2中，表1中引入1080和1080A 來代替他們；1A50是包鋁板用合金，對Cu和FeSi均有嚴格的限制而國外沒有相應的牌號代替；1A30是膜片用合金，屬于軍工產品，年產量很小，但性能和表面要求相當嚴格，因此對化學成分的要求非常嚴，鑒于兩者的特殊性，所以將1A50和1A30保留，但因為是四位字符牌號，按本

10、標準的編寫原則，將其列入表2中。4.2.2 新標準表1中合金牌號的情況表1中共收錄鋁及合金29個。原有牌號保留12個，新增加四位數(shù)字牌號共17個：1040、1045、1065、1080、1080A、1085、1200A、1120、1230、1435、1345、1450、1260、1275、1185、1285、1385；上述國際牌號是依據(jù)近些年用戶直接采用他們訂貨以及未來發(fā)展需要而收錄的合金。4.2.3 新標準表2中合金牌號的情況表2中共收錄鋁及鋁合金13個。原標準中1A30、1A50因是四位字符體系，移到表2中；高純鋁部分6個牌號移至表2中，1A80和1A80A因等同于1080和1080A，只

11、是1080中沒有V的含量規(guī)定，所以將此兩個牌號移至表2中，表2中新增加的合金1B30、1R35、1R50共3個，具體情況如下：1B30合金，是近幾年生產空調箔產品廣泛采用的合金，經(jīng)過科技成果鑒定，并在市場上大量采用的合金。1R35合金在標準所備案，主要的特性：采用0.10%0.25%混合稀土（富鈰）加入純鋁中，不僅具有細化組織、凈化熔體、減少夾渣等作用，而稀土能與鋁形成穩(wěn)定的金屬間化合物，并在晶界上析出，使晶界上Fe、Si濃度增高，晶內雜質減少，從而降低電阻，大大提高導電性能，與純鋁相比導電率可提高3%5%IACS，力學性能也有一定的提高。用途及效果：該合金主要用于生產板形導體，用于碳素廠、電

12、解鋁廠、及電器開關等電器行業(yè)的輸電母線，用戶反應良好，導電率可達60%64%IACS。1R50合金在標準所備案，主要的特性不詳。4.3 2×××修訂情況4.3.1 原標準中合金牌號的變化情況 原有合金37個，其中保留在表1中的有、2004、2011、2014、2014A、2214、2017、2017A、2117、2218、2618、2219、2024、2124共13個合金；2A01、2A02、2A04、2A06、2A10、2A11、2B11、2A12、2B12、2A13、2A14、2A16、2B16、2A17、2A20、2A21、2A25、2A49、2A50、2B

13、50、2A70、2B70、2A80、2A90共24個四位字符合金移到表2中；4.3.2 新標準表1中合金牌號的情況表1中共收錄合金18個。保留的原有牌號13個，新收錄牌號5個，2618A、2519、2024A 、2324、2524合金是考慮將來發(fā)展收入。4.3.3 新標準表2中合金牌號的情況表2中共收錄合金32個。2A01、2A02、2A04、2A06、2A10、2A11、2B11、2A12、2B12、2A13、2A14、2A16、2B16、2A17、2A20、2A21、2A25、2A49、2A50、2B50、2A70、2B70、2A80、2A90共24個因是四位字符合金收錄到表2中。將標準所

14、備案的2D12、2B06、2D70、2E12、2A23、2A97、2A39、2A61合金收錄表2中。備案合金的具體情況如下：2D12與蘇聯(lián)牌號16相對應，主要特性是：強度與2A12相當，塑性和疲勞性能也與2A12合金相近，但具有較高的斷裂韌性（高出2A12 10%15%），其綜合性能更加。2B06與蘇聯(lián)牌號19相對應，主要特性是：19合金按性能接近16合金，在175下加熱1000小時后，19合金可保持強度的原始數(shù)值，擠壓半成品在T1狀態(tài)具有與T狀態(tài)相同的疲勞裂紋擴展速率，板材T1可降低疲勞裂紋擴展抗力和剩余強度，T狀態(tài)不包鋁，半成品具有較低的耐腐蝕性能，合金在T1狀態(tài)沒有應力腐蝕傾向。2D70

15、與蘇聯(lián)牌號4-1相對應，主要特性是：耐熱性好，冷熱狀態(tài)具有高的塑性，可以制造各種半成品，具有中等強度，其綜合性能優(yōu)于LD7合金。2E12與美國的2024合金牌號相對應，主要特性：此合金系中等強度變形鋁合金，與2024合金相比，二者常規(guī)力學性能相近，但是，2E12的疲勞強度提高10%、斷裂韌性提高20%，合金的疲勞裂紋擴展速率低，是一個高損傷容限合金，特別適于制造飛機蒙皮類零件。該合金中含有微量Be元素，增加了合金的耐熱性，可以在150下使用，這是歐美國家的合金中所沒有的。合金的主要力學性能特征：T3狀態(tài)包鋁薄板LT方向：Rm425MPa，RP0.2275 MPa，A11.315%;典型Kc達到

16、180 MPa·m1/2；在T-L方向的裂紋擴展速率：da/dN3.0×10-3mm/cycle（CCT試樣，K=30 MPa·m1/2，f=210Hz）。該合金的斷裂韌性和疲勞性能好于2D12合金。2A23合金主要特性：抗拉強度與2024合金相當，但合金的斷裂韌性和疲勞性能大大提高，而且，該合金主要在人工時效狀態(tài)下使用。為延遲合金的時效進程，添加了Li、Zr元素。該合金的力學性能特征是：1025mm 厚板材在時效成形后，LT方向：Rm425 MPa，RP0.2325MPa，A5.658%。時效成形后合金的斷裂韌性T-L方向：30 MPa·m1/2。疲勞

17、裂紋擴展速率不高于相同規(guī)格的2024-T351合金。2A39合金牌號備案時使用的是2A42，但標準注冊的牌號是2A39，主要特性：該合金具有與2024合金相當?shù)目估瓘姸龋邷匦阅苓h優(yōu)于2024合金，可在150200下長期使用。合金中添加Ag、Zr元素，是為了提高合金的耐熱性能、耐腐蝕性能和斷裂韌性。該合金包鋁薄板的主要力學性能特征：T6 狀態(tài)包鋁薄板LT方向：Rm435 MPa，RP0.2335MPa，A11.38%；150/100h下的持久強度300 MPa、200/100h下的持久強度200 MPa。2A97合金主要特性：此合金為低密度中等強度鋁鋰合金，具有良好的抗疲勞性能和熱穩(wěn)定性能，

18、淬透性好，斷裂韌性高，耐損傷性能優(yōu)異。2A23 具有優(yōu)良的強度和抗疲勞斷裂綜合性能。4.4 3×××修訂情況4.4.1 原標準中合金牌號的變化情況原有合金6個，保留在表1中的有3003、3103、3004、3005、3105共5個合金；3A21合金屬于四位字符牌號收錄表2中。4.4.2 新標準表1中合金牌號的情況表1中共收錄19個合金。原標準保留合金5個，新增加的牌號有：3002、3102、3103A、3203、3004A、3104、3204、3105A、3006、3007、3107、3207、3207A、3307共14個，均是近幾年采用鑄軋坯料和熱軋坯料生產空調

19、箔、防盜瓶蓋、電解電容器殼等產品所廣泛應用的，經(jīng)過科技成果鑒定并在市場上廣泛流通的合金。4.4.3 新標準表2中合金牌號的情況 表2中收錄3A21合金。4.5 4×××修訂情況4.5.1 原標準中合金牌號的變化情況原有合金10個，保留在表1中的有4004、4032、4043、4043A、4047、4047A共6個合金；4A01、4A11、4A13、4A17因是四位字符合金，移至表2中。4.5.2 新標準表1中合金牌號的情況 表1中共收錄合金8個。原標準中保留6個，增加的牌號有4343、4045共2個。4.5.3 新標準表2中合金牌號的情況 表2中共收錄合金5個。4

20、A01、4A11、4A13、4A17因是四位字符合金，移至表2中。新增加的牌號是：4A91合金，該合金屬于化學成分范圍較寬的合金，是東輕公司自主研制的合金，其目的是使用生產復合材料時剩余的由三系和四系合金混合在一起的廢料，該合金板材已經(jīng)廣泛應用于各種標牌，東輕公司起草了企業(yè)標準，其板材的厚度規(guī)格為1.060.0mm；該合金的產生，解決了雙金屬廢料使用的一大難題，提高了公司的經(jīng)濟效益，同時也符合國家自主創(chuàng)新，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求。4.6 5×××修訂情況4.6.1 原標準中合金牌號的變化情況原有合金32個，保留在表1中的有5005、5019、5050、5251、505

21、2、5154、5154A、5454、5554、5754、5056、5356、5456、5082、5182、5083、5183、5086共18個合金；5A01、5A02、5A03、5A05、5B05、5A06、5B06、5A12、5A13、5A30、5A33、5A41、5A43、5A66共14個合金因是四位字符牌號移到表2中。4.6.2 新標準表1中合金牌號的情況表1中共收錄合金27個。原標準中保留18個，增加的牌號有5005A、5205、5006、5010、5049、5050A、5150、5250、5051共9個合金。4.6.3 新標準表2中合金牌號的情況 表2中共收錄合金22個。原標準中14

22、個合金進入，新增加標準所備案的 5B02、5A25、5A56、5A70、5B70、5A71、5B71、5A90共8個合金，具體情況如下：5B02合金與前蘇聯(lián)牌號2相對應，主要特性是耐蝕性及可焊性較好，退火狀態(tài)下的塑性高；5A25合金主要特性：此合金為含Sc可焊耐蝕變形鋁合金，具有與2024-T3相近的強度和延伸率，但是耐蝕性能更好，可以進行熔焊，特別適于制備飛機蒙皮類零件和薄壁焊接結構件。在合金中添加少量的Be元素是為防止Mg在熔煉時的燒損，使合金成分易于保證。合金的主要細化晶粒元素是Sc和Zr。該合金0.86mm薄板在O狀態(tài)（退火）下LT方向的力學性能是：Rm380MPa，RP0.2280M

23、Pa，A12%；無晶間腐蝕，剝落腐蝕P級。5A56合金主要特性：具有良好的抗彈性能，而且具有良好的熔煉、軋制、拉伸等加工、焊接、機械、抗應力腐蝕等綜合性能。5A70和5A71焊接結構用鋁及鋁合金板材及焊絲。5A90它與前蘇聯(lián)的1420合金牌號相對應，主要特性：密度比常規(guī)合金低8%，彈性模量高10%，耐蝕性能與5A06M相當。5B70合金與相同鎂含量的不含鈧的傳統(tǒng)鋁鎂合金相比強度高，在很寬的溫度和應變速率范圍內，具有天然的超塑性，可利用超塑成型技術制備各種形狀復雜的零件。該合金的性能優(yōu)良，可以用電子束進行熔焊，也可以用氬弧焊進行焊接。用5B71合金焊絲焊接5B70合金薄板時，所焊接接頭在有余高時

24、，試驗溫度-196 250 為范圍內，焊接接頭強度與基體金屬相同；無余高時，焊接接頭的強度約為基體金屬強度的85%，在不需要熱處理強化的鋁合金中焊接系數(shù)是最高的。5B71合金用于與5B70合金板材的焊接，它不僅使合金可以抵抗熱裂紋，而且使焊接接頭的力學性能提高。用5B71合金焊絲焊接5B70合金薄板時，所得焊接接頭在有余高時，試驗溫度為-196 250 為范圍內，焊接接頭強度與基體金屬相同；無余高時，焊接接頭的強度約為基體金屬強度的85%，在不需要熱處理強化的鋁合金中焊接系數(shù)是最高的。7 6×××修訂情況4.7.1 原標準中合金牌號的變化情況原有合金15個，保留在

25、表1中的有6101、6101A、6005、6005A、6351、6060、6061、6063、6063A、6070、6181、6082共12個合金；6A02、6B02、6A51共3個合金因是四位字符合金移至表2中。4.7.2 新標準表1中合金牌號的情況表1中共收錄合金19個。原標準中保留12個，增加的牌號有6101 B、6201、6106、6061A、6463、6463A、6082A共7個合金。4.7.3 新標準表2中合金牌號的情況表2中共收錄合金7個。6A02、6B02、6A51共3個合金因是四位字符合金移至表2中；6R05、6A10、6A60、6A01四個在標準所備案的新合金收入表2中。具

26、體情況如下;6R05合金主要特性：合金強化相Mg2Si小于0.9%，淬火敏感性小，保證合金成分充分固溶，合金有過剩的硅能提高產品最終的強度，加入微量Cu，人工時效形成相，增加時效強化效果，稀土元素加入合金中能凈化、細化晶粒、特別是能提高鋁合金的導電性能，F(xiàn)e有細化晶粒作用，保證產品有良好的組織特征，該合金導體經(jīng)過熱處理后，T6狀態(tài)強度較高，導電性好，導電率可達57%IACS；用途及效果：該合金主要用于生產管型導體，用于制造高壓和超高壓送變電站的配電裝置及輸電導體。應用十余年，用戶反應良好。產品在全國二十多個省市地區(qū)100余個變電站工程中得到應用。6A10是上海匯眾汽車制造有限公司在北京有色標準

27、所登記備案，主要特性和用途不祥。6A60合金主要特性：具有中等強度，良好的耐蝕性能，良好的成形性，以及較好的可焊性能。6A01是根據(jù)日本牌號6N01的化學成分改編成國內四位字符體系，因日本牌號還不能直接收入本標準中。 4.8 7×××修訂情況4.8.1 原標準中合金牌號的變化情況原有合金18個，保留在表1中的有7003、7005、7020、7022、7050、7075、7475共7個合金；7A01、7A03、7A04、7A05、7A09、7A10、7A15、7A19、7A31、7A33、7A52共11個合金因是四位字符合金移至表2中。 4.8.2 新標準表1中合金

28、牌號的情況表1中共收錄合金18個。原標準保留的合金7個，新增加的牌號有：7001、7004、7021、7039、7049、7049A、7150、7055、7072、7175、7085共11個合金均是近些年國內開始生產的合金。4.8.3 新標準表2中合金牌號的情況表2中共收錄合金22個。7A01、7A03、7A04、7A05、7A09、7A10、7A15、7A19、7A31、7A33、7A52共11個合金因是四位字符合金移至表2中。新收錄在標準所備案的7A02、7B04、7C04、7B05、7B50、7A55、7A68、7B68、7D68、7A73、7A85、7A88、共12個合金，具體情況如下

29、：7B04合金與前蘇聯(lián)95合金相對應，主要特性：具有高的強度，其過時效狀態(tài)處理后，具有良好的抗腐蝕性能。7C04合金與前蘇聯(lián)95合金相對應，主要特性：雜質含量低，塑性好，可冷鐓成型。7B05是根據(jù)日本牌號7N01的化學成分改編成國內四位字符體系，因日本牌號還不能直接收入本標準中。 7B50合金與美國牌號7050合金相對應，主要特性：此合金系高強變形鋁合金，具有高的強韌性配合和優(yōu)異的淬透性，特別適于生產厚板和鍛件。在合金中添加少量的Be元素是為了防止Zn、Mg在熔煉時的燒損，使合金成分易于保證。合金的主要細化晶粒元素是Zr。該合金的力學特征是：50mm厚板在熱處理后LT方向：Rm565 MPa，

30、RP0.2515MPa，A5.656%；T-L向斷裂韌性KIC20 MPa·m1/2；T77狀態(tài)電導率21.0MS/m，剝落腐蝕EB級。該合金的綜合力學性能優(yōu)于7B04和7050合金。7A55合金主要特性：該合金棒材具有較高的常溫力學性能，而且還具有良好的高溫性能，沖壓、鍛壓成型性能良好。7A68合金與美國牌號7050合金相對應，主要特性：該合金具有很高的強度，特別是在壓應力載荷下，具有很好的強韌性配合，主要用來生產厚板、擠壓件。該合金的化學成分與國外的7055合金類似，但是Fe含量更低，對合金主成分元素Zn、Mg、Cu也做了適當調整。合金中添加微量的Ti是為了細化鑄態(tài)晶粒，降低熔鑄時的難度。Zr元素一方面可以細化晶粒，更重要的是提高合金淬透性。該合金的力學特征是：30mm厚板在熱處理后LT方向Rm615 MPa，RP0.2585MPa，A5.657%；