鈹鋁合金 編制說明

PAGEPAGE9鈹鋁合金編制說明（征求意見稿）西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司鈹鋁合金編制組工作簡況任務來源

鈹鋁合金編制說明2021年度全國有色金屬標準化技術委員會及各分技術委員會年會的通知》（有色標委〔2021〕19號），由西北稀有金屬研究院寧夏有限公司負責修訂[2021]1920211918-T-610，完成年限為2023年，歸口單位為全國有色金屬標準化技術委員會。主要參加單位和工作成員及所做的工作本文件主要起草人及工作職責見表1。表1主要起草人及工作職責起草人單位分工李軍義、汪凱西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司負責標準的工作指導、試驗方案確定及組織協(xié)調(diào)劉兆剛、楊一群、馬肖西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司BeAl-Z開展現(xiàn)場試驗驗證及數(shù)據(jù)積累。李志年、邵偉西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司負責BeAl-F收集資料、標準文本及材料編制修改、開展現(xiàn)場試驗驗證及數(shù)據(jù)積累張健康、代彥明西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司負責鈹鋁合金產(chǎn)品檢測方法、檢測資料收集、標準文本及材料編制修改謝垚、王東新西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司負責技術參數(shù)確定、相關技術要求內(nèi)容的編寫及把關、意見征集工作。吳亞鵬、張繼真、孫威北京遙感設備研究所、長春長光智歐科技有限公司、中國科學院光電技術研究所參與標準起草、確認技術要求，樣品驗證反饋、提出標準修改意見。張江峰有色金屬技術經(jīng)濟研究院有限責任公司指導標準編寫，并對標準材料提出修改意見。主要工作過程立項階段202182021年度全國有色金屬標準化技術委員會及各分技術（2021102夏有限公司負責起草《鈹鋁合金》國家標準獲準立項。項目計劃編號[2021]192023起草階段202110262021202111202112202222022年4月19日，由全國有色金屬標準化技術委員會主持召開網(wǎng)絡會議，與會專家對《討論稿》及《討論稿編制說明》進行了認真細致的討論，提出了寶貴的修改意見和建議。會后，編制組根據(jù)反饋意見完善標準和編制說明，形成了征求意見稿。二、標準化文件編制原則符合性：GB/T1.1—20201部分：標準化文件的結(jié)構和起草規(guī)則》進行了編寫。三、標準主要內(nèi)容及確定依據(jù)（一）確定標準主要內(nèi)容的論據(jù)GB/T26063-2010《鈹鋁合金》的修訂版本。隨著鈹鋁合金在航空航天、國防征求產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的實際情況及下游使用單位的實際需求進行修訂。本文件與GB/T26063-2010《鈹鋁合金》標準相比，修訂內(nèi)容如下：——增加了“術語和定義”一章；——增加了“產(chǎn)品分類”一章；鈹鋁合金產(chǎn)品的牌號、制造方法、供應狀態(tài)見表2。表2牌號、制造方法、供應狀態(tài)牌號制造方法供應狀態(tài)BeAl-F粉末冶金壓制態(tài)BeAl-Z真空鑄造鑄造態(tài)——刪除了BeAl-F、BeAl-Z的雜質(zhì)總量；表3化學成分牌號質(zhì)量分數(shù)%BeAgCoGeFeSiOCMgAlBeAl-F60.00-65.00≤0.20-≤1.50≤0.15≤0.06余量BeAl-Z60.00-69.001.50-2.500.65-1.350.55-1.20≤0.20≤0.30≤0.20≤0.20≤0.06余量牌號（舊）質(zhì)量分數(shù)%BeAl雜質(zhì)元素含量，不大于SiOCMgFe雜質(zhì)總量BeAl-F60.00-65.00余量-1.500.150.060.202.50BeAl-Z60.00-69.00余量0.3060.202.50注：雜質(zhì)總量指除：Be、Al外，Si、Fe、O、C、Mg等元素的總和Fe、Si、O、C、MgGB/T26063-2010《鈹鋁合金》BeAl-F、BeAl-ZBeAl-Z“化學成分”的添加強化元素種類：BeAl-ZAg、Co、Ge644℃時發(fā)生共晶反應，共晶點鈹?shù)脑臃謹?shù)只有2.4%（1），沒有任何金屬間化合物生成，Ag、Co、Ge圖1 鈹鋁二元合金平衡相（實線為固/液相線長虛線為亞穩(wěn)相延長線長-短虛線為液相混溶間隙，短虛線為液相調(diào)幅分解線）Ag（Ge元素存在于鋁相中的作用主要是提高合金在澆鑄過程的熔液流動性（見圖2），有利于提高合金的鑄造性，減少缺陷，改善合金的強度和韌性；Co元素在鈹相和鋁相中均有分布（見圖2），提高了鈹鋁合金相界面結(jié)合強度，同時Co的存在有利于鈹相形核，使鈹相中粗大枝晶和柱狀晶組織減少，鈹相顆粒細化，而細化的鈹有利于提高鈹鋁合金強度。圖2鑄造鈹鋁合金中不同元素面分布AgAgSEMAg3）。2%Ag 2.5%Ag3%Ag圖3不同Ag含量對鑄態(tài)鈹鋁合金影響的SEM圖Ag含量添加對合金鋁相的流動性和鑄造性改善明顯，凝固過程中產(chǎn)生鋁相的富集，通過降低模殼溫度和澆注溫度，實現(xiàn)快速凝固使得偏析現(xiàn)象獲得較好的改善。GeGe2%AgGe0.51.01.52.%62B36-Al-Ag-Ge。4GeGe1.0%以上會導致強度最大程度的增加。圖4不同Ge含量的鈹鋁合金力學性能CoCo2%Ag-1%GeCo0%1.02%和3.%62B35-Al-Ag-Ge-Co。5CoCo1%的以下時，保持了良好的延展性。圖5不同Co含量的鈹鋁合金力學性能（見表3）BeAl-Z影響，優(yōu)化鈹鋁合金成分設計。結(jié)合鑄造模擬軟件的模擬分析，優(yōu)化鈹鋁合金的工藝參數(shù)，GB/T《金4。表4力學性能牌號/Pa規(guī)定非比例延伸強度Rp0.2/MPa斷后伸長率/%BeAl-F-1278.5189.82.89BeAl-F-2284.5179.73.60BeAl-F-3278.3185.23.50BeAl-F-4275.1176.42.39BeAl-F-5272.6174.72.48BeAl-Z-1213.6171.01.61BeAl-Z-2223.3185.61.83BeAl-Z-3218.5181.81.86BeAl-Z-4197.6169.41.56BeAl-Z-5193.8173.91.68BeAl-FBeAl-Z5GB/T26063-2010《鈹鋁合金》標準中的力學30MPa85MPa，從而也導致斷后伸長率下0.5%。表5力學性能牌號（新）力學性能抗拉強度/Pa規(guī)定非比例延伸強度/Pa斷后伸長率/%BeAl-F≥270≥170≥2.0BeAl-Z≥190≥165≥1.5牌號（舊）力學性能抗拉強度/Pa規(guī)定非比例延伸強度/Pa斷后伸長率/%BeAl-F≥270≥160≥2.0BeAl-Z≥160≥80≥2.016×1/℃（25100）；絕對值與晶體結(jié)構和鍵強度密GB/T4339《金屬材料熱膨6。表6平均線膨脹系數(shù)牌號平均線膨脹系數(shù)/℃牌號平均線膨脹系數(shù)/℃BeAl-F-114.98×10-6BeAl-Z-114.87×10-6BeAl-F-214.73×10-6BeAl-Z-214.99×10-6BeAl-F-315.42×10-6BeAl-Z-314.99×10-6BeAl-F-415.27×10-6BeAl-Z-415.17×10-6BeAl-F-514.81×10-6BeAl-Z-515.21×10-61610℃2510℃?！黾恿吮葻崛?、導熱系數(shù)和泊松比檢測，提供實測值；GB/T22588GB/T22315-2008《金屬材料7、8。因此，本文件增加了鈹鋁合金產(chǎn)品的比熱容和導熱系數(shù)檢測及檢測方法，提供實測值。表7導熱系數(shù)牌號熱導系數(shù)W/m.k牌號熱導系數(shù)W/m.kBeAl-F-1192.3BeAl-Z-195.3BeAl-F-2197.6BeAl-Z-294.6PAGEPAGE15BeAl-F-3192.0BeAl-Z-397.4BeAl-F-4194.2BeAl-Z-493.5BeAl-F-5193.3BeAl-Z-595.7表8泊松比牌號泊松比牌號泊松比BeAl-F-10.213BeAl-Z-10.201BeAl-F-20.171BeAl-Z-20.210BeAl-F-30.184BeAl-Z-30.172BeAl-F-40.188BeAl-Z-40.192BeAl-F-50.197BeAl-Z-50.194——增加了彈性模量的檢測及要求，BeAl-F彈性模量E≥190MPa，BeAl-Z彈性模量E≥170MPa的要求；GB/T223159BeAl-FE≥190MPa，BeAl-ZE≥170MPa。表9彈性模量牌號彈性模量E（GPa）牌號彈性模量E（GPa）BeAl-F-1197.9BeAl-Z-1171.2BeAl-F-2208.3BeAl-Z-2175.2BeAl-F-3194.2BeAl-Z-3185.2BeAl-F-4201.4BeAl-Z-4178.4BeAl-F-5205.5BeAl-Z-5173.7——更改了鑄造產(chǎn)品和粉末冶金產(chǎn)品的“內(nèi)部質(zhì)量”技術要求；26063-2010《鈹鋁合金》標準內(nèi)靈敏度設定已不適XGB/T5677-2015X75A52%～3%GB/T5677GJB1550AX——增加了平均線膨脹系數(shù)、比熱容、導熱系數(shù)和泊松比的檢測方法；——增加了彈性模量的檢驗方法；——更改了內(nèi)部質(zhì)量的檢驗方法；——更改了部分取樣和制樣方法；仲裁取樣位置和數(shù)量：a）鑄造產(chǎn)品在澆道處取樣，1個/批；b）粉末冶金產(chǎn)品在本體取樣，1個/批；仲裁取樣方法：2mm20g；粉冶產(chǎn)品采用拉伸試樣加工過程車削取樣。力學性能的取樣規(guī)定：鑄造產(chǎn)品單鑄或附鑄取樣：3/批；b）粉末冶金產(chǎn)品在本體取樣：3/批；平均線膨脹系數(shù)、比熱容、導熱系數(shù)和泊松比的取樣規(guī)定:a）鑄造產(chǎn)品單鑄或附鑄取樣，1個/批；粉末冶金產(chǎn)品在本體取樣，1/批；——增加了彈性模量的制樣方法。因增加了彈性模量的檢驗，彈性模量試樣的取樣規(guī)定:a）鑄造產(chǎn)品單鑄或附鑄取樣，1個/批；b）粉末冶金產(chǎn)品在本體取樣，1個/批；10。本體試樣與附鑄試樣的組織非常相似（6）GB/T1173-2013GB/T9438-201375%50%。單鑄試樣的鑄造缺陷明顯少于本體試樣與附鑄試樣，但組織結(jié)構表10本體樣、附鑄樣與單鑄樣的力學性能抗拉強度Rm/MPa規(guī)定非比例延伸強2/Pa延伸率A25mm/%本體197.6174.31.79附鑄202.5179.71.85單鑄250.2201.92.50（a）本體試樣 （b）附鑄試樣（c）單鑄試樣圖6顯微組織x50粉末冶金產(chǎn)品為棒材或錠加工而成，故仍繼續(xù)采用本體取樣。（二）主要實驗數(shù)據(jù)表11 化學成分質(zhì)量分數(shù)%質(zhì)量分數(shù)%牌號BeAgCoGeFeSiOCMgAlBeAl-F-163.710.095-0.780.0300.024余量BeAl-F-263.130.055-0.850.0210.024余量BeAl-F-363.820.060-0.650.015＜0.01余量BeAl-F-464.350.062-0.710.021＜0.01余量BeAl-F-562.640.066-0.830.019＜0.01余量BeAl-Z-163.222.031.001.020.110.2410.140.029＜0.01余量BeAl-Z-262.181.980.900.890.0930.1370.0670.028＜0.01余量BeAl-Z-362.731.881.030.600.150.1360.0770.025＜0.01余量BeAl-Z-465.172.071.041.020.0910.2360.0670.025＜0.01余量BeAl-Z-564.261.910.920.770.120.1390.0690.025＜0.01余量表12 力學性能及部分物理性能牌號抗拉強度/Pa延伸強度Ma彈性模量長率%平均線膨脹系數(shù)/℃熱導系數(shù)W/m.k泊松比BeAl-F-1278.5189.8192.32.8914.98×10-6197.90.213BeAl-F-2284.5179.7197.63.6014.73×10-6208.30.171BeAl-F-3278.3185.2192.03.5015.42×10-6194.20.184BeAl-F-4275.1176.4194.22.3915.27×10-6201.40.188BeAl-F-5272.6174.7193.32.4814.81×10-6205.50.197BeAl-Z-1213.6171.0171.21.6114.97×10-695.30.201BeAl-Z-2223.3185.6175.21.8314.99×10-694.60.210BeAl-Z-3218.5181.8185.21.8614.99×10-697.40.172BeAl-Z-4197.6169.4178.41.5615.17×10-693.50.192BeAl-Z-5193.8173.9173.71.6815.21×10-695.70.194分析結(jié)論1112四、標準中涉及專利的情況本文件不涉及專利問題。