《铸造镁合金锭》.docx
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《铸造镁合金锭》
《铸造镁合金锭》
送审稿
国家标准编制说明
上海交通大学
2015年3月5日
一、工作简况
1、任务来源
镁合金是最轻的金属结构材料,比强度和比刚度高、抗震力和抗电磁辐射能力强,因此,镁合金在航天航空、兵器领域及电子、汽车、能源工业上得到了广泛的应用,起到了明显的减重降耗的作用。
我国在新材料“十二五”规划中也明确提出了镁合金作为高端金属结构材料而重点发展的方向,受益于航空工业和汽车工业的快速发展,镁合金将成为“十二五”期间最有潜力的合金材料。
随着镁合金应用领域的不断拓展,新型镁合金的研究与应用也是层出不穷。
其中具有代表性的合金包括耐热性能高于AZ91D的压铸镁合金AE44、AJ52和AJ62合金,高强耐热镁稀土合金EZ30,VW76,VW93和EV31合金,已经应用于航空航天领域的关键零部位。
GB/T19078-2003国家标准中规定的原有镁合金牌号和化学成分已经无法满足新型镁合金的生产和应用,修订和完善本标准势在必行而且迫在眉睫,镁合金行业的发展需要一部完善统一的国家标准对镁合金牌号和化学成分进行统一和规范。
《铸造镁合金锭》国家标准是根据国家标准化管理委员会《关于下达2013年第一批国家标准修订计划的通知》(国标委[2013]56号文件和全国有色金属标准化技术委员会《关于召开2013年度全国有色金属标准化技术委员会年会的通知》(有色标委[2013]27号)文件的要求,由上海交通大学负责修订《铸造镁合金锭》国家标准,计划编号:
2013064-Y-610,完成时间:
2015年。
参与本标准制定的协作单位有:
上海轻合金精密成型国家工程研究中心有限公司、国家镁及镁合金产品质量监督检验中心、东北轻合金有限责任公司、上海方科汽车部件有限公司、淄博宏泰防腐有限公司、河南宇航金属材料有限公司、国家镁合金材料工程技术研究中心、山西闻喜银光华盛镁业有限公司、山东银光钰源轻金属精密成型有限公司、上海爱尔思轻合金制品有限公司。
2.起草单位
上海交通大学是教育部直属并与上海市共建的全国重点大学。
经过117年的不懈努力,上海交通大学已经成为一所“综合性、研究型、国际化”的国内一流、国际知名大学。
截至2013年12月,学校共有28个学院/直属系,26个直属单位,12家附属医院,全日制本科生16099人,研究生27921人(其中全日制硕士研究生13345人,博士研究生6287人),有专任教师2851名,其中教授872名,中国科学院院士18名,中国工程院院士22名,“青年千人”56名,“长江学者”特聘教授和讲座教授共117名,国家杰出青年基金获得者98名,国家重点基础研究发展计划(973计划)首席科学家30名,国家重大科学研究计划首席科学家14名,国家基金委创新研究群体9个,教育部创新团队20个。
学校现有一级学科博士学位授权点36个,覆盖经济学、法学、文学、理学、工学、农学、医学、管理学等8个学科门类;一级学科硕士学位授权点57个,覆盖全部13个学科门类;博士专业学位授权点3个;硕士专业学位授权点21个;9个国家一级重点学科,11个国家二级重点学科,7个国家重点(培育)学科,上海市重点建设的学科数55个;28个博士后流动站;8个国家重点(级)实验室,5个国家工程研究中心,3个国家工程实验室,2个国家级研发中心,1个国防重点学科实验室,16个教育部重点实验室,4个卫生部重点实验室,1个农业部重点实验室,30个上海市重点实验室,5个教育部工程研究中心,6个上海市工程技术研究中心,1个国家社科基金决策咨询点,2个文化部文化产业研究基地,8个上海市理论创新基地、智库和经济社会发展研究工作室,3个世界卫生组织合作中心,1个国家技术转移中心和1个国家大学科技园。
上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心成立于2000年3月,由国家发批委和上海交通大学共同组建,目前已经成为我国重要的镁合金材料研发基地,同时也是世界范围内最大最先进的镁合金研究团队之一,是镁合金研究的教育部创新团队、科技部创新团队和国防科技创新团队,主要开展的研究包括高性能镁合金材料、镁合金液态成型技术、镁合金固态成型技术、镁合金净化技术、镁合金表面处理技术、镁基生物材料、镁基能源材料等七个主要研究领域,现任轻合金精密成型国家工程研究中心主任是中国工程院院士丁文江教授,现有科研人员30多名,其中教授7名,副教授和高工15名,讲师和助理研究员4名,博士后6名。
先后承担了国家自然科学基金、教育部博士点基金、国家“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”重点科技攻关计划、国家高技术研究发展计划(863计划)、科技部中小企业创新基金、上海市科技发展基金等国家和省部级科研项目60多项,发表论文500余篇,申请并取得国家发明专利权118项,获得国家科技奖励15项,已产业化成功的成果4项。
3.主要工作过程和内容
接到标准制定任务后,上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心成立了《铸造镁合金锭》标准制订工作小组,组织成立了起草小组,制定了工作计划,查阅、收集和整理了大量国内外的相关的资料。
2014年7月起草单位在原标准GB/T19078-2003《铸造镁合金锭》的基础上提交了更新的铸造镁合金锭的化学成分表。
2014年7月25~28日在内蒙古自治区呼和浩特市召开了GB/T19078-2003《铸造镁合金锭》第一次讨论会,与会专家对提出的更新的铸造镁合金锭的化学成分表进行了认真的讨论,提出了修改意见。
2014年10月,标准起草小组根据标准的起草原则和专家提出的意见对《铸造镁合金锭》讨论稿进行了修改。
2014年11月10~13日在江苏省宜兴市召开了GB/T19078-2003《铸造镁合金锭》第二次讨论会,与会专家对《铸造镁合金锭》讨论稿进行了热烈的讨论,提出了修改意见,形成了《铸造镁合金锭》预审稿。
2014年11月底,起草单位将《铸造镁合金锭》预审稿发至协作起草单位,协作起草单位提出了修改意见,形成了《铸造镁合金锭》送审稿。
二、标准制定的主要原则和依据
1.查阅相关标准和国内外新增镁合金种类;
2.标准编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则,尽可能与国际国内标准接轨,注重标准的可操作性,本标准严格按照《GB/T1.1-2009标准化工作导则第1部分:
标准的结构和编写规则》的规定进行编写和描述。
三、标准主要内容分析
1.标准主要内容变化
本标准与GB/T19078-2003相比,主要的变化如下:
1)根据镁合金行业标准的发展,增加了英文字母代表的镁合金元素(Sr和Gd元素)的命名规则;
2) 增加了极限数值的表示方法;
3)搜集了国内外科研、生产发展成熟的镁合金品种,增加了镁合金锭牌号,镁合金铸件牌号及典型力学性能,主要增加的镁合金牌号如下:
增加了MgAlZn系合金7种:
AZ91A、AZ91B、AZ91C、AZ91E、AZ92A、ZA81M和ZA84M合金;
增加了MgAlMn系合金1种:
AM60A合金;
增加了MgAlSi系合金2种:
AS21B和AS41A合金;
增加了MgAlRE系合金2种:
AE44S和AE81M合金;
增加了MgAlSr系合金2种:
AJ52A和AJ62A合金;
增加了MgZnAgZr系合金1种:
ZQ81M合金;
增加了MgZnREZr系合金2种:
EZ30Z和EZ30M合金;
增加了MgYREZr系合金2种:
WE43B和WV115Z合金;
增加了MgGdYZr系合金2种:
VW76S和VW103Z合金;
增加了MgGdAgZr系合金1种:
VQ132Z合金;
增加了MgREGdZr系合金1种:
EV31A合金。
4) 增加了新牌号、旧牌号和旧代号的对照表。
2. 牌号的命名规则
目前国内外现行的铸造镁合金的命名法则主要有2个体系,包括EN体系和ASTM体系。
1)EN体系的牌号数字命名法则(EN1754)
目前ISO体系铸造镁合金的数字牌号命名法则与EN体系相同,并有所增加。
EN体系的数字牌号命名法则如下:
数字牌号的命名法则包含10个位置,每个位置分别代表不同的意义,见表1。
表1
位置
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
含义
E
N
—
L
L
n
n
n
n
n
位置1到3:
前缀EN—;
位置4:
代表镁的符号M;
位置5:
符号A、B、C中的一个,其中A表示镁阳极,B表示锭,C表示铸件;
位置6到10:
5个数字表示化学成分。
位置6表示如下(表2)主要元素或主要合金元素:
表2
合 金
表示方法
合 金
表示方法
合 金
表示方法
镁
1XXXX
铝
2XXXX
锌
3XXXX
锰
4XXXX
硅
5XXXX
稀土金属
6XXXX
锆
7XXXX
银
8XXXX
钇
9XXXX
位置7和8表示如下(表3)合金组别:
表3
合金组别
表示方法
合金组别
表示方法
合金组别
表示方法
Mg
X00XX
MgAlZn
X11XX
MgAlMn
X12XX
MgAlSi
X13XX
MgZnCu
X21XX
MgZnREZr
X51XX
MgREAgZr
X52XX
MgREYZr
X53XX
位置9表示合金子组别,用XXX1X,XXX2X……表示。
位置10用数字0—9表示在合金子组别中不同的合金元素含量,用XXXX0,XXXX1……表示。
ISO增加的合金组别(表4),主要体现在位置7和8,分别为:
表4
合金组别
表示方法
合金组别
表示方法
合金组别
表示方法
MgAlRE
X14XX
MgREGdZr
X54XX
MgGdYZr
X91XX
2)ASTM体系
ASTM体系的铸造镁合金的命名法则如下:
纯镁牌号以Mg加数字的形式表示,Mg后的数字表示Mg的质量分数。
镁合金牌号以两位英文字母加两位数字再加一位英文字母的形式表示。
前面的英文字母是其最主要的合金组成元素代号(元素代号符合表5的规定),其后的数字表示其最主要的合金组成元素的大致含量。
最后面的英文字母为标识代号,用以标识各具体组成元素相异或元素含量有微小差别的不同合金。
表5
元素代号
元素名称
元素代号
元素名称
A
铝
M
锰
C
铜
Q
银
E
稀土
S
硅
H
钍
T
锡
J
锶
V
钆
K
锆
W
钇
L
锂
Z
锌
GB/T19078-2003版的镁及镁合金牌号命名方法采用了与ASTM体系相似的命名法则,在国内广泛应用,并已使用多年,具有适用性和实用性。
因此,本版标准将继续此命名法则,并增加了Sr和Gd元素的英文字母代表符号(见表6),并对GB/T19078-2003版表2中对应的EN1753的数字牌号命名更改为对应的更新的ISO16220的数字牌号。
表6英文字母代表的合金元素
元素代号
元素名称(元素符号)
元素代号
元素名称
A
铝(Al)
M
锰(Mn)
B
铋(Bi)
N
镍(Ni)
C
铜(Cu)
P
铅(Pb)
D
镉(Cd)
Q
银(Ag)
E
稀土(RE)
R
铬(Cr)
F
铁(Fe)
S
硅(Si)
G
钙(Ca)
T
锡(Sn)
H
钍(Th)
V
钆(Gd)
J
锶(Sr)
W
钇(Y)
K
锆(Zr)
Y
锑(Sb)
L
锂(Li)
Z
锌(Zn)
3. 极限数值的表示方法
极限数值表示方法如下:
<0.001%0.000X
≥0.
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