地方标准编制说明

1、地方标准编制说明一、任务来源，制、修订的必要性，采用国际标准、国外先进标准以及其他相关标准的情况。主要工作过程、主要成员、参加成员等。“耐热高强韧铝合金”是贵州华科铝材料工程技术研究有限公司在承担国家科技支撑计划课题“新型高强度铸造铝合金研发及产业化(2007BAE09B02)”过程中，完全独立自主研制成功的具有特别优异的铸造性能和综合机械性能的系列新材料；特别是该系列新材料采用普通工业纯铝和普通合金化元素为原材料，生产成本较目前所有高强度铝合金有显著降低，而力学性能等指标又处于国际领先水平，因此特别适合于“十二五”乃至更长时期内支撑中国铝工业的创新发展、跨越发展和科学发展。由于现行国家标准铸

2、造铝合金锭（GB/T8733-2007）、变形铝合金）（GB/T3190-2008）中均无上述代号产品的技术标准，因此建立和完善中国具有完全自主知识产权的原创、基础、引领性铝合金新材料的标准体系，对引导和加快中国的铝及铝合金产业、与铝关联度密切的军、航、重、汽、化、电、通、信等国家高端、基础、支撑和引领产业的技术升级、产品换代和产业聚集，同时在更广泛的产业领域内实现结构轻量化(以铝代钢)和加工减量化(以铸代锻/轧)，加速中国跻身世界铝工业强国的进程，引领国际铝产业格局创新，具有十分重大的意义。按照贵州省人民政府2010年12月3日专题会议要求(见“黔府专议2010112号”专题会议纪要)，在贵

3、州省质量技术监督局、贵州省科技厅支持和帮助下，由贵州华科铝材料工程技术研究有限公司牵头，与贵州省理化测试分析研究中心、贵州铝厂和贵州科学院共同起草耐热高强韧铸造铝合金锭贵州省地方标准。编制的地方标准对耐热高强韧铝合金铸锭的化学成份、主要力学性能技术指标和测定方法进行了规定。包括：元素组成及范围(包括杂质限量)，室温、高温下的抗拉强度及延伸率，硬度等。标准编制的主要成员有：车云、张中可、门三泉、李祥、李荣华、刘海林、李家华、张继东、罗艳、张颖、袁波、何锦林。参加标准工作的成员有：何力、曹跃清、谭红、陆洋、王正强。二、确定标准主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法等）的依据。本次地方

4、标准的编制，参照了铝合金有关国家标准和行业标准的最新格式版本和主要条款，同时为以后的改进留有充裕空间。按照国家标准和行业标准格式，本次编制地方标准主要内容规定了耐热高强韧铝合金锭的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。根据国家标准现有2XXX系列铝合金化学成分及本新材料的配方等实际情况，提出耐热高强韧铝合金锭的化学成分应符合表1要求。表1 合金代号主要元素（质量分数）/%杂质（质量分数）/%CuMnTiZrB*C*CdREBeFeSiMgZnZL211.13.67.60.051.50.010.50.011.00.010.20.00010.150.010.50.055.00.00

5、10.10.50.10.10.1*注：B、C两种元素可以只用其中一种，也可以两种一起使用。根据本新材料高强、高韧、耐热等特性并参照相关高强、耐热铝合金材料相应技术指标，提出耐热高强韧铝合金锭的室温拉伸、高温拉伸及硬度应符合表2要求。表 2代号热处理状态铸造方式抗拉强度Rm /MPa350温度下强度R350 /MPa断后伸长率/%硬度AHBW不小于ZL211.1T6J S5105001302165T5JS4804507三、技术经济论证、预期的社会经济效果通过新材料小批量在中国科学院国家天文台、航空航天企业(中国航空工业集团501公司、中国航天科工集团061基地3531公司、中国航天科技集团800

6、材料研究所等)30多次重熔铸造试验，证明可以采用金属型重力铸造、金属型加压铸造、砂型铸造和差压铸造等多种铸造方式，成功制作了飞机核心铸件、重型机械和特殊车辆强力液压件、航天器复杂结构薄壁舱体及连接环件、大型空间桁架结构用连接铸球、雷达承载及转向用大型轴承环套等多种产品，反映出材料具有良好的铸造性能和铸造工艺适应性、重熔稳定性、易加工性和表面处理性能。目前，耐热高强韧铝合金新材料已获得国家有色金属标准化委员会许可授予ZL211系列牌号5个，并已经申报国家专利117个，并在美、欧、日、加拿大申请国际专利11个。通过选择代表性工艺技术和目标产品进行新材料的试验和考核，将为军、航、重、汽、化、电、通、

7、信等省和国家高端、基础、支柱和引领产业的创新发展提供高性价比的高端铝合金新材料，低成本创造“铝-高性能铝合金(结构和功能材料)-军工-航空航天-高科技-高端民品-关联产业”的新型产业链，解决长期限制贵州省铝工业结构升级的重大瓶颈，并在全国乃至世界率先走出一条适合新材料优异性能和有完全自主权的集约化、循环型、跨越式特色发展道路，逐步扩大以铝代钢、以铸代锻的应用领域和范围，加快铝及多个关联产业的战略升级，形成完全意义上的创新型产业链和创新发展模式，争取在全球铝产业格局创新中发挥作用，为拥有完全自主知识产权的新型高强度铝合金材料立足贵州、辐射全国、走向世界开辟新渠道。从市场前景看，通过对新材料中试、

8、放大、扩散、提高的过程，可带动贵州省和西南地区建筑、机械、电力、交通、轻工、军工等相关产业的聚集和升级，实现以系列超强铝合金新材料生产和消费为纽带的行业紧密衔接，形成低成本、高效化、短流程、绿色环保的循环型产业链，辐射和带动我国西南地区铝及其关联产业向低能耗、高效率、高技术和高质量发展，促进关联产业聚集规模迅速扩大，其市场需求量将在数十年内呈现上升趋势。以“自主知识产权+标准+技术秘密”的方式，推动“耐热高强韧铝合金”新产业发展，既能加快新材料的产业化，同时又可保证新材料的核心、关键技术不泄露，是最适宜的推动战略性新兴产业发展的策略。这是为培养中国第一个拥有完全自主知识产权的高端铝合金新产业、

9、摆脱国内铝产业界“低端材料+高端引进装备”无序竞争局面的唯一正确的技术路线。因此，制定合适的地方标准，是贵州省转变铝产业发展方式极为重要的战略性和基础性环节。四、国内、外同类标准（产品主要指标）水平的对比及采用国际标准的程度表3列出了Al-Cu系合金中国航空行业标准力学性能(HB/962-2001)与“耐热高强韧铝合金(ZL211.1)”的对比，表4列出了国际先进水平、国内先进水平(ZL205A)与“耐热高强韧铝合金(ZL211.1)”主要应用指标的对比。表3合金牌号合金代号铸造方法状态抗拉强度b/MPa断后伸长率5(%)布氏硬度HBS不小于ZAlCu5MnAZL201AS.RT5390810

10、0ZAlCu5MnCdVAZL205ASSRST5T6T6T74404904704707332100120120110AlCuMnTiCdZrBRE·R耐热高强韧铝合金(ZL211.1)JJSST5T6T5T65005104504807272165表4序号主要应用指标名称单位新材料(ZL211.1)ZL205A国际先进水平1抗拉强度Mpa450540470420500（法、美、俄、日）2高温强度Mpa320(250时)255(250时)300(250时/法、美、俄、日)3延伸率215313411.7（法、美、俄、日）4铸造性能极好，优于纯铝，可以用于金属型铸造复杂结构及大型薄壁铸件很

11、差，裂纹倾向大，不适用于金属型铸造工艺较差，裂纹倾向大（法、美、俄、日），不适用于金属型铸造工艺5重熔稳定性(回用性)极好，废料即原料，直接回用率100%可连续重熔铸造5次而性能无下降一般，废料不能直接回用一般，废料不能直接回用（法、美、俄、日）从表3和表4的对比看，新材料ZL211.1无论是力学性能还是应用指标，都优于国内外已有的同类铝合金。实际上，目前在国际、国内还没有一种铸造铝合金能够同时具备510MPa以上的高强度、2%以上高延伸率、165HBW以上高硬度、350时130MPa以上的高温强度(耐热性)；同时在国际、国内的铝铜系合金中，还没有在流动性、充型性、过隙性、抗裂性方面达到可以用

12、金属型铸造大型、复杂结构或薄壁铸件的合金材料。作为新材料，也只有代号为ZL211.1的耐热高强韧系列合金具备了这些性能。因此，ZL211.1耐热高强韧系列合金完全称得上是原创、基础、引领性的重大创新。五、其它说明事项，如参考标准及技术资料的目录，重要内容的解释等。1、主要参考标准及技术资料：GB/T 8733-2007铸造铝合金锭GB/T 20975（全部部分） 铝及铝合金化学分析方法GB/T 228-2002 金属材料室温拉伸试验方法GB/T 231.1-2002 金属布氏硬度试验GB/T 4338-2006 金属材料高温拉伸试验方法GB/T 7999-2007 铝及铝合金光电直读发射光谱分

13、析方法GB/T 8170-2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定 JB/T 7946.3-1999 铸造铝合金金相 铸造铝合金针孔YB/T 0252002 包装用钢带2、标准试验验证情况（1）验证目的为了验证耐热高强韧铸造铝合金锭（代号ZL211.1）材料的化学成分、室温抗拉强度及断后伸长率、350温度下抗拉强度、硬度、断口和外观质量等技术指标，对其化学成份、力学性能及其范围进行测定和确定。（2）验证所采用的方法检测指标检测标准化学成分GB/T 20975铝及铝合金化学分析方法GB/T 7999-2007铝及铝合金光电直读光谱分析方法 室温抗拉强度及断后伸长率GB/T 228-2002金属材料室温拉伸试验方法350温度下抗拉强度GB/T 4338-2006金属材料高温拉伸试验方法布氏硬度GB/T 231