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SAEAMS
航空材料规范
AMS2175
2003年7月发布
替代AMS-STD-2175
铸件、分类和检查
1.范围:
1.1目的:
本规范规定了金属铸件的无损检验方法、抽样频率以及验收标准。
1.2应用:
本规范典型地用于结构铸件,但不限于此类应用。
1.2.1铸造方法:
除高压压模铸造(参见8.3)外,本规范可用于所有的铸造方法。
1.2.2铸造合金:
本规范适用于表6~14所包括的所有铸造合金。
本标准中3.4.3.2所述的其它合金可使用监督的工程机构规定的标准进行检查。
1.3分类:
根据本规范进行检查的铸件按种类和适用的等级指明。
“铸件的种类”决定检查的频率(参见3.1和4.3),而“铸件等级”决定验收的标准(参见3.1和3.4)。
1.3.1种类:
I类—单个铸件的失效会危及作业人员的生命,或导致导弹、飞机或其它车辆损失的铸件。
SAE技术标准委员会准则规定:
“本报告由SAE发行,以保证技术和工程科学的先进性。
使用本报告纯属自愿,本报告对于任何特殊用途的适用性和适合性,包括由此引起的专利侵权,使用者自行负责。
”
SAE至少每五年进行评审各技术报告,此时技术报告可能重新批准、修订或取消。
SAE征求您的书面意见和建议。
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版权所有。
预先未经SAE的书面许可,不得以任何形式或以任何电子的、机械的、影印的、录音的或其它方式复制、在检索系统中存储或在网上传播本标准。
订购标准,请致电:
877-606-7323(美国和加拿大用户);
724-776-4970(美国以外的用户)
传真:
724-776-0790
电子邮箱:
custsvc@sae.org
SAE网站地址:
http:
//www.sae.org。
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1.3.1(续):
II类—单个铸件的失效会导致显著的工作障碍的铸件。
对于导弹、飞机或其它车辆的情况,包括主要零部件的损失、非故意的松开或不能松开装备的备件、或武器安装部件的失效。
III类—未包括在I类或II类中,并有200%或以下安全边际的铸件。
IV类—未包括在I类或II类中,并有200%以上安全边际的铸件。
1.3.2级别:
铸件或铸件零件分为以下级别:
A级—铸件或铸造区域的最高级别,具有最小允许的间断并且除局部区域外非常难以产生。
B级—铸件或铸造区域的第二最高级别,它比A级允许稍多的间断,除局部区域外,难以产生。
C级—铸件或铸造区域的高质量级别,能够始终如一地产生。
D级—铸件或铸造区域的最低质量级别,容易产生,主要用于邻近更高级别区域的低应力或非关键区域。
2.适用的文献
在定购单之日有效的以下标准在一定程度上构成本规范的一部分。
除非规定了特定的标准,供应商可以提供标准后来的修订本。
当被参考的标准已被取消并且没有指定代替的标准时,应使用该标准的最后版本。
2.1ASTM出版物:
可从ASTM获得,地址:
100BarrHarborDrive,WestConshohocken,PA19428-2959或www.astm.org。
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2.1(续)
2.2NAS出版物
可从AIA获得,地址:
1000WilsonBoulevard,Suite1700,Arlington,VA22209-3901或www.aia-aerospace.org。
3.技术要求:
3.1铸件的分类:
3.1.1种类和级别的确定:
监督的工程机构应确定每个铸件设计的种类和等级(参见1.3)。
铸件的零件由于所受的应力可能有不同的等级。
应特别注意这些部分机械加工(例如尖锐的内部拐角、孔或槽口)后应力的升高。
3.1.1.1如果铸件的等级在图纸上或合同文件上没有指明,则使用C级,IV类铸件除外,IV类铸件应使用D级。
3.1.1.2I类铸件的要求:
I类铸件的所有区域应具有等于或高于C级的质量;I类铸件的高应力区域除外,I类铸件的高应力区域应具有等于或高于B级的质量。
3.2检查次序:
供应商有责任在加工期间按适当的次序进行必要的适当检查以保证成品免受间断的危害。
加工期间检查的目的是在加工的最早期发现对成品有害的故障,以使不合格的或废弃的铸件最少。
渗透剂检查、磁粉检查和射线检查的次序应分别按ASTME1417、ASTME1444和ASTME1742,或按监督的工程机构的规定。
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3.3人员资质:
进行渗透剂、磁粉或射线检查的人员应按NAS410取得相应检查的资格和证书。
3.4检查方法和验收标准:
3.4.1目视检查:
目视检查应在具有充足照明的区域进行。
环境照明应不低于75呎烛光。
铸件中应不得有异物,并且不得有裂缝、热裂、冷疤和凹下的芯缝(也称作熔流下面的分型线)。
此外,铸件应符合工程图纸、规范或达成协议的观测标准(参见8.4)规定的标准。
以下标准也适用:
3.4.1.1表面粗糙度:
表面粗糙度应符合工程图纸的要求。
工程图纸上规定的表面粗糙度(如63Ra、125RMS等等)不排除出现可接受的液体渗透剂或磁粉指示器读数。
视觉和触觉与商用的标准相比较可用于判断表面粗糙度是否符合要求。
3.4.1.2铸口、冒口和分型线的凸出物:
如果工程图纸或铸件(材料)规范上没有规定铸口、冒口和分型线凸出物的允许限值,则铸口、冒口和分型线的最大限值应遵照表3。
3.4.1.3表面铸锭坑和凸起的金属:
不由工程图纸或共同遵守的标准所控制的允许的表面铸锭坑和凸起的金属(也称作阳金属),铸口、冒口和分型线除外,应遵照3.4.1.3.1和3.4.1.3.2的规定。
3.4.1.3.1对于沙型铸件,表面铸锭坑如果具有平滑完整的外形并且不使铸件超出工程图纸的尺寸要求,则是可以接受的。
凸起的金属如果具有粗糙或不规则的表面,或使铸件超出工程图纸的尺寸要求,则应除去或使之融合,以使铸件符合工程图纸的尺寸和表面粗糙度要求。
3.4.1.3.2对于熔模铸件和金属型铸件,随机凸起的金属应限于在0.125x0.125英寸(3.2x3.2mm)内0.015~0.030英寸(0.38~0.76mm)的高度并且每平方英寸(650mm2)不多于1个。
随机的表面铸锭坑应限于0.030~0.060英寸(0.76~1.5mm)的直径和0.030英寸(0.76mm)的深度并且每平方英寸(650mm2)不多于1个。
深度小于0.030英寸(0.76mm)表面铸锭坑或高度小于0.015英寸(0.38mm)的凸起金属可以出现。
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3.4.2磁粉和渗透剂检查:
3.4.2.1铁磁材料的检查方法:
铁磁材料的检查方法应遵照ASTME1444。
当经买方准许时,渗透剂检查可以代替磁粉检查(例如,铸件尺寸或复杂的形状妨碍进行充分的磁粉检查)。
除买方另有规定,否则所有凝结硬化的不锈钢应根据3.4.2.2进行渗透剂检查。
3.4.2.2非铁磁材料检查方法:
非铁磁材料检查方法应遵照ASTME1417。
监督的工程机构可以规定渗透剂材料的灵敏度。
如果没有规定灵敏度,则检查设备应使用1级或更高的灵敏度。
3.4.2.3磁粉和渗透剂验收标准:
如果没有规定磁粉或渗透剂的验收标准,则表面质量应遵照表4。
3.4.3射线照相片检查:
3.4.3.1射线照相检查方法:
射线照相检查方法应遵照ASTME1742。
如果无胶片射线检查方法足够灵敏,符合要求的射线照相质量水平,则允许使用无胶片射线技术(例如射线探伤、数字射线成像等等)。
射线探伤检查应遵照ASTME1255进行。
然而,详细的检查、评估、文档和质量控制程序应预先得到监督的工程机构的认可。
3.4.3.2射线照相参考标准:
射线照相标准应按ASTME155、ASTME186、ASTME192、ASTME272、ASTME280、ASTME310、ASTME446和ASTME1320的要求。
对于参考射线照片专门包含的合金类型,参考射线照片应与铸件为同一合金族。
对于没有专门包括在ASTM参考射线标准所涉及的合金族中的合金,监督的工程机构也应指定所要求质量的ASTM标准代替,或开发包含与ASTM标准具有可比性详细内容的射线标准。
3.4.3.3射线照片验收标准:
监督的工程机构应规定I、II和III类铸件设计的射线照片等级。
IV类铸件可以规定射线照片等级。
铸件应满足表6~14中可适用的等级要求。
分级的钛铸件最大允许的射线照片严重程度应由监督的工程机构规定。
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4.质量保证条款
4.1检查的责任:
铸件供应商应提供供应商检测的所有样本并对所有要求的检测的性能负责。
所有的检测应使用买方认可的设备进行。
买方保留抽样和进行任何认为必要的验证检测,以确保铸件符合规定的要求。
4.2检测的分类:
4.2.1验收试验:
目视检查(3.4.1)、磁粉或渗透剂(3.4.2)和射线照相检查(3.4.3)(当要求使用时(参见4.3.3))为验收试验;各批产品应进行验收试验。
4.2.1.1检验批:
为了进行目视、渗透剂、磁粉和射线检查,检验批应按铸件(材料)规范、工程图纸或定购单的规定。
如果任何以上的文档中没有规定,则检验批应定义为相同零件号和相同合金、使用铸造程序的相同加工参数生产的并作为单个的组进行检验所有铸件。
4.3抽样和检测:
抽样和检测应如下进行:
4.3.1目视检查:
各铸件应100%进行目视检查。
4.3.2磁粉和渗透剂检查:
除IV类铸件外,各铸件要么进行磁粉检查,要么进行渗透剂检查,视情况而定(参见3.4.2),应根据表1或进行更多的抽样检查,除非规定了100%的检查频率。
4.3.3射线检查:
抽样检查和检查范围应如下所示:
I类铸件—各铸件应全部检查。
II类铸件—应根据表1选取铸件并完全检查。
III类铸件—应根据表2选取铸件并完全检查。
IV类铸件—除非另有规定,否则不要求进行射线检查。
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4.3.3.1如果规定了射线检查并且没有规定抽样方法,则使用表2进行抽样检查。
4.3.3.2经买方认可,基于统计的连续抽样方案可用来代替批抽样方案。
4.4报告:
每次发货铸件供应商应提供表明各批铸件目视、磁粉或渗透剂以及射线检查(当要求使用时)结果的报告。
该报告应包括订单号、熔化和热处理批号、AMS2175、铸件零件号、数量和铸件序列号(当可适用时)。
4.5重新抽样和重新检测
4.5.1不合格批的重新检查:
不管检查方法是什么,当检查的批根据抽样方案不合格时,它可重新对它进行100%的检查并根据4.5.2剔去不合格的铸件。
对于通过射线检查抽样方案不合格的批,发现不可接受的间断的射线图像应检查批中铸件的余额。
4.5.2单个铸件不合格:
单个铸件不合格适用于这种情况:
检查了批中所有的铸件,发现任何单个铸件对于视觉、渗透剂、磁粉或射线检查不可接受。
仅不可接受的铸件不合格,符合本标准的单个铸件可以接受。
4.5.3间断的清除:
如果确定不合格的间断随后在加工砧木表面上通过机械加工或在铸态表面上通过融合可被清除,并假定进行重新检查证实间断确已清除并且铸件的尺寸容差符合要求,则那些间断不应作为不合格的理由。
5.交货的准备:
不适用。
6.确认书:
确认定购单时,供应商应在所有的报价单中陈述本规范的编号和它的修订本字母。
7.拒收:
不符合本规范或不符合经买主授权更改的规范的铸件会被拒收。
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8.注释:
8.1位于页面左边缘的变更指示符(|)是为了方便用户定位对以前规范技术上的修订而不是编辑上的改变的区域。
文档标题左边的(R)符号表明规范的完全修订,包括技术修订。
变更指示符和(R)不适用于原始规范,也不适用于仅包含编辑上改变的规范。
8.2尺寸和特性单位主要用英寸/磅和华氏温度。
标准国际单位和摄氏温度的尺寸和特性显示为主要单位的近似值,仅作为参考信息。
8.3用途:
本标准规定了用于金属铸件表面检查和射线检查的验收标准。
本标准不适用于高压压力铸件。
压力铸件的验收标准可根据美国检测和材料协会(ASTM)和北美压力铸造协会(前美国压力铸造协会(ADCI))所制定的标准和准则。
例如ASTMB505和ADCI“Q”、“E”和“M”系列标准。
8.4观测的标准:
视觉检查的观测标准可包括带已知间断的样本铸件。
钢铸件视觉检查的辅助标准可参考MSSSP-55和ASTMA802。
MSSSP-55(“阀门、法兰、接头和其它管道零件的钢铸件质量标准—视觉法”,可从阀门和接头工业制造商标准化协会获得,地址:
127ParkStreet,N.E.,Vienna,VA22180)包含说明不同表面间断的类型和程度的的参考照片,ASTMA802(“钢铸件,表面验收标准,视觉检查”)包含实际间断和表面粗糙度模型的插图。
8.5可制造性问题:
给铸件分配的种类和级别应代表功能要求的实际值(例如I类铸件不能规定作为II类铸件使用)。
铸件的设计以及铸造生产可能给制造商带来太严格的不切实际而难以满足的质量要求。
建议规定铸件的等级前咨询铸造生产或有经验的铸件设计人员。
(参见1.3)
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8.6机械加工区域的射线照片质量等级:
根据ASTM射线照片标准认为可以接受的铸件可能存在内部间断(例如皱缩、孔隙和夹杂物),它们通过机械加工暴露出来。
减轻这个问题的一个方法是量化(按照尺寸)ASTM参考射线照片的间断,以使它们表面尺寸接近。
一旦采取该措施,监督的工程机械应能确定射线照片等级中所允许的间断在表面上是允许的。
如果它们是不允许的,则该机械加工区域应被划分到一个更苛刻的射线照片等级。
8.7厚铸件的超声波检查:
由于射线灵敏度在较厚铸件剖面中的损失,具有4.5英寸和以上剖面厚度的I类和II类铸件,也可通过超声波方法进行检查。
应注意超声波检查并不适用于所有结构的铸件。
因为超声波检查和和射线检查需要不同的检测方法标准和不同的验收标准,所以监督的工程机构需要规定为进行超声波检查的合适的文件以及包含在该文件中的验收标准的合适质量水平。
8.8AMS中所使用的术语阐明在ARP1917中并定义如下:
8.8.1型芯撑:
金属芯支撑,用于铸型腔中,融合到铸件中。
8.8.2冷疤:
模具中两个金属流之间不良的结合,由熔化的金属流表面冷却得太快以致不能完全融合引起。
这种间断可能具有带有光滑或圆整边缘的裂缝或卷边外观。
8.8.3偏芯:
使得位置改变可以察觉的铸件型芯的移动。
芯是模具的一部分,它可以产生内部通道或其它功能。
8.8.4裂缝:
曾经固态结合的金属的分离(破裂或断裂),在无损检测中它产生线性的指示器读数。
其它也产生线性指示器遍数的间断的例子,参见“冷疤”和“热裂”。
8.8.5缺陷:
超出允许限值的间断或状况。
缺陷按照定义是不可接受的。
8.8.6间断:
零件正常物理结构或构造的中断,例如裂缝、夹杂物或孔隙,它可能或可能不影响零件的使用。
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8.8.7异物:
除了规定的金属合金外的物质,典型的有沙子、渣滓、氧化物、碎屑或不同密度的金属。
异物的指示器读数表现为射线胶片密度的独立、不规则的或细长变化。
在同时存在异物和夹杂物的射线检查中,验收标准的区别因素是异物的指示器读数通常发生在较大的区域而夹杂物的指示器读数通常为少量离散夹杂物的单一的指示器读数。
8.8.8气孔:
单个、集群或遍布在铸件中的圆的或细长的、光滑边缘的空隙。
它们一般在凝固期间由被困的空气或金属中逸出的气体所导致。
8.8.9气隙:
遍布于整个铸件或铸件一部分的极小的空隙。
它们一般在凝固期间由被困的空气或金属或模具材料中排出的气体所导致。
8.8.10热裂:
熔化的金属凝固期间形成的破裂,常常由剖面厚度突然改变导致不均匀的冷缩所导致。
热裂的射线图像表现为宽度变化、无明确界限的不规则黑线。
热裂可能成群地存在并一般起始于表面。
8.8.11夹杂物:
异物的颗粒,如嵌入在铸件中的模具砂子或剥皮和渣滓或碎屑。
8.8.12嵌入物:
预置在模具型腔中的一片金属,用于凝固期间局部加快热量排除的速度,它熔合到最终的铸件中,也叫作内冷铁。
8.8.13未铸满:
熔化的金属未完全充满模具。
未铸满在射线照片上表现为具有明确和光滑轮廓的变化尺寸的突出变黑区域。
8.8.14透度计或图像质量指示器(IQI):
在射线摄影上类似于被检测的金属,表示物体厚度的百分比并具有组合的台阶、孔或钢丝的金属条。
当放置于射线源与胶片之间时,它的图像用于检查所采用的射线技术。
8.8.15射线质量水平:
射线照相程序的能力,根据图像质量指示器孔或钢丝的检测表明一定的图像质量指示器灵敏度。
8.8.16偏析:
铸件特定部位中合金元素的浓缩,通常为单相主要结晶与余下液体中其它元素浓缩的结果。
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8.8.17缩孔:
本标准所使用的术语缩孔,是指由于晶粒边界凝固现象形成的细小网络空隙。
由大规模的凝固缩孔导致的较大的单个空隙,如8.8.18中所定义的,称为缩孔腔。
缩孔典型地分类为树枝状、纤维状、羽毛状或海棉状。
缩孔通常集中在表面下面,但可以延伸至表面。
在射线检查中,根据分类,缩孔可能表现为黑色不规则斑点、黑色羽毛状斑纹、或花边状或蜂窝状具有扩散轮廓的发黑区域。
射线照片参考标准提供各种缩孔图片的例子。
在渗透剂检查中,树枝状缩孔(有时称作“显微缩孔”)和海绵状缩孔常常互相不可区分并表现为极小孔的海绵状集群或带有羽毛状轮廓的多斑不规则区域。
在磁粉检查中,缩孔可能表现为磁粉参差不齐的区域或不规则斑点。
8.8.18缩孔腔:
在铸件的一部分范围内离散的空隙,由凝固期间熔化的金属供给不足和金属凝固时量的减少所导致。
缩孔腔在射线照片上表现为具有朦胧轮廓和不规则尺寸的黑色区域。
8.8.19表面不规则:
不同于正常浇铸表面的任何阳极(凸出的)或阴极(凹下的)不规则表面。
通过视觉检查最好观察,但在磁粉、渗透剂或射线检查中可以产生指示器读数。
8.8.20视觉检查:
铸件表面的检查,以确定符合表面粗糙度、表面不规则、尺寸或任何可见的表面间断的要求。
8.9交叉引用:
1.3中所定义的铸件种类与本标准以前的名称对应如下:
AMS2175AMS-STD-2175
MIL-STD-2175MIL-C-6021H
MIL-C-6021G
I类
I类
I类、1A类
II类
II类
I类、1B类
III类
III类
II类、2A类
IV类
IV类
II类、2B类
在AMS“B”委员会管辖下制定
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表1–抽样,II类铸件的射线检查和IV类铸件的磁粉和渗透剂检查
批量[1]
样本量[2]
批量[1]
样本量[2]
2–5
全部
27–36
10
6–8
5
37–51
11
9–11
6
52–82
12
12–15
7
83–162
13
16–20
8
163–971
14
21–26
9
972及以上
15
注释:
[1]批的定义参见4.2.1.1。
当买主同意时,基于统计的连续抽样方案可用来替代批抽样。
[2]验收数量为0。
表2–抽样,III类铸件的射线检查
批量[1]
样本量[2]
批量[1]
样本量[2]
2–4
全部
18–27
7
5–6
4
28–48
8
7–11
5
≥49
9
12–17
6
注释:
[1]批的定义参见4.2.1.1。
当买主同意时,基于统计的连续抽样方案可用来替代批抽样。
[2]验收数量为0。
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表3–铸口、冒口和分型线凸出物允许的最大数值
铸件重量,磅
(Kg)
非机械加工表面,英寸(mm)
机械加工表面,英寸(mm)
达到10
(达到4.5)
0.031(0.79)
0.062(1.57)
超过10至25
(超过4.5至11.3)
0.047(1.19)
0.062(1.57)
超过25至50
(超过11.3至22.7)
0.062(1.57)
0.094(2.39)
超过50
(超过22.7)
0.125(3.18)
0.188(4.78)
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