行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
铝及铝合金晶粒细化用合金线材 第3部分:铝-钛合金线材
建议项目名称
(英文)
The grain refiner for aluminium and aluminium alloys—Part 3: Al-Ti wires
制定或修订
□制定 ■修订
被修订标准号
YS/T 447.3-2011
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.150.10
中国标准分类号
H61
牵头单位
立中四通轻合金集团股份有限公司
体系编号
1222
参与单位
山东南山铝业股份有限公司、重庆升格新材料有限公司、山东创新金属科技有限公司、东北轻合金有限责任公司、西南铝业(集团)有限责任公司等
完成周期(月)
18
目的、意义
或必要性

随着我国航空航天、汽车、船舶舰艇等领域的不断发展,我国金属材料工业正在由大变强,在中国制造2025一带一路战略部署指导下,质量稳定、性能优异的、高强、高韧、超塑性的新型铝合金材料是未来的发展趋势,尤其是超高强变形铝合金、高强高韧变形铝合金和高强耐热铝合金等关键结构材料。因此,铝合金用晶粒细化剂产品的高效性、稳定性和适用性提出了更高的要求。铝合金用晶粒细化剂主要分为Al-Ti-BAl-Ti-CAl-Ti三个系列。不同系列晶粒细化剂因工艺、成分、组织结构、使用条件及使用范围的不同,适用于不同的应用范围和领域。

铝钛(Al-Ti)合金晶粒细化剂以其应用的广泛性,与铝钛硼(Al-Ti-B)合金、铝钛碳(Al-Ti-C)合金有一定的相同之处,又有明显区别。其中铝钛(Al-Ti)合金晶粒细化剂适用于对C含量、B含量有严格控制要求的特殊铝合金材料。高质量的铝钛(Al-Ti)合金线材不仅能够控制铝合金对Ti的需求,同时也控制了引入更多的BC元素。因此,(Al-Ti)细化剂相比于铝钛硼(Al-Ti-B)和铝钛碳(Al-Ti-C)细化剂,避免了因TiB2TiC颗粒团聚等缺陷引起铝材加工性能的不良影响,起到了对铝材成分及性能的精准控制。

铝钛(Al-Ti)合金晶粒细化剂是2XXX5XXX6XXX7XXX系高强、高韧、耐蚀等高端铝材生产制造中重要的添加材料。因为Ti元素在铝合金中形成层片状TiAl3或者其他高温化合物粒子,促进铝合金中非自发形核过程,从而达到细化晶粒改善组织的效果,提高合金的强度与塑性等,避免了铸造裂纹Ti元素能够抑制SiFe原子在铝基体中的扩散,使第二相的析出得到抑制;提高退火态合金的高温性能;改善钎焊态合金的抗腐蚀性能。Al-Ti合金线材在高端材料中起着重要作用。

由于Ti元素对铝合金性能的良好作用,以及其广泛的适用性,铝-钛合金晶粒细化剂在变形铝合金和铸造铝合金加工生产行业得到广泛应用,用来制造超高强度、高韧性、耐腐蚀的轻质铝合金,为航空航天、汽车制造、船舶舰艇、机械设备等领域提供重要材料保障,如22195A067005ZL101A等合金。2020年中国铝产量为5779.3万吨,同比增长8.6%202101~09产量达到4750万吨,预计2021年铝材产量将达到6300万吨,对铝材的需求量将越来越大。铝钛中间合金作为作为细化合金,钛(Ti)一般添加量为0.02-0.3wt.%,其市场前景良好,产业需求稳步加大。

对于航材和铝箔等高端铝材,要求铝-钛合金晶粒细化剂成分均匀性好、杂质含量低,TiAl3粒子呈块状(层片状)、尺寸小、分布弥散均匀。铝-钛合金晶粒细化剂的原材料种类、工艺类型直接影响合金的成分、显微组织及晶粒细化能力等质量水平,并影响终端铝合金材料的综合性能。目前标准对于铝-钛合金的使用规范内容不太完整,标准的系统性不强,合金牌号偏少,TiAl3及固体夹杂的要求不严,对氧化夹渣没有指标要求,这些已经不能满足高质量铸锭产品的需求,不能很好的评价铝-钛合金晶粒细化剂的实际水平。许多国内外的用户使用的合金牌号、级别都增加,且对原材料、杂质元素、有害元素等也有相关要求。因此,此次行业标准的修订势在必行。

本标准的修订在于通过标准的作用,有利于促进铝-钛合金晶粒细化剂的规范化生产,有助于形成高端铝合金材料领域标准规范,最终形成统一的铝-晶粒细化剂的质量评价体系,促进产品的质量稳定加快推动铝合金材料工业的转型升级,突破材料性能及成分控制、生产加工及应用等关键技术,提升我国铝-钛合金的产品品质推动我国高端制造业的发展增强我国铝合金材料的国际竞争力具有较高战略意义和经济效益。

本标准的修订是我国铝合金材料国际化发展的需要,符合以下几方面国家大政方针政策:

1国标委发〔20217号:《2021年全国标准化工作要点》。第二章加快建设推动高质量发展的标准体系:第4条加强高端装备制造业标准化工作,围绕关键基础材料技术攻关和标准研制;第6条持续开展新材料标准领航行动。铝-钛合金是铝合金关键基础添加材料,对铝材的性能提升起到重要的作用。

2《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,第八章第三节:改造提升传统产业,推动石化、钢铁、有色、建材等原材料产业布局优化和结构调整。铝-钛合金原料、产品分级和应用领域的规范符合规划要求。

    3《有色金属工业发展规划〔2016-2020〕》,第四章主要任务,一、实施创新驱动力。加强技术创新强化战略导向中提出围绕大飞机、电池材料、船舶耐蚀材料等高端材料性能及质量提升,增添发展新动能的要求。铝-钛合金作为这些材料的重辅助添加剂,需要与之相匹配的发展。


范围和主要
技术内容

本标准适用于铝及铝合金铸锭、铸轧带及其他产品。本标准规定了连铸连轧、铸挤等方法生产的铝-钛合金线材的产品分类、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及质量证明书与订货单(或合同)内容。

本次标准主要对产品的性能指标提出更加明确和严格规范要求,实现铝-钛合金线材产品质量的一致性及稳定生产能力,主要修订内容如下:

1)增加AlTi5AAlTi5AlTi6AlTi10合金产品牌号及其化学成分、显微组织、外观、晶粒细化能力等质量要求;

2增加对化学成分中的MnCrKMo元素等杂质含量控制要求;

3)增加对产品中ROHS六项有毒有害元素的控制要求;

4增加对显微组织中的TiAl3聚集、氧化夹渣单个尺寸等指标规范;

    5)对产品细化能力测试要求进行细化和完善




国内外情况
简要说明

本标准涉及的铝-钛合金线材产品是改善铸造铝合金及变形铝合金的材料性能和加工工艺性能的重要材料,生产工艺成熟、质量稳定,是实现节能减排、材料高性能的必要基础保障条件,具有广阔的市场前景和发展潜力。国内铝合金行业在不断进行生产工艺技术和产品质量控制技术的探索研究,工艺技术质量已取得长足进步,产品质量已达到较高水准和稳定性,已可满足国厂家要求国内总体铝-钛合金的产品现在的水平以中端产品为主,高端产品的市场仍有待进一步开拓。   

国内标准情况,目前铝及铝合金晶粒细化用合金的标准有:国家标准GB/T 27677-2017《铝中间合金》其主要包含了锭类铝及铝合金晶粒细化用合金产品,未包含铸造铝合金及变形铝合金晶粒细化用合金线材。

通过对国外标准库的查阅,国际标准EN 575Aluminium and aluminium alloys Master alloys produced by melting Specifications》:规定了锭类和线材类合金产品标准,主要对成分进行了要求,未对显微组织、晶粒细化能力、原料材等其他要求进行规定;关于国外的检测标准,查阅到《TP-1 Standard Test Procedure for Aluminum Alloy Grain Refiners 2012》、《ASTM E 112-2013 Standard Test Methods for Determining Average Grain Size 1》相关标准;许多国内外大型企业对铝-钛合金线材都有系统化的标准规范,达到国内外先进水平,包括粒子尺寸、组织缺陷等。在本标准的修订过程中会参考国外行业及生产厂家相关标准。

    在本标准的修订过程中将国内外企业研究的相关内容及先进技术指标纳入标准中,同时结合国内生产企业的实际情况尽量完善技术要求,对铝合金行业起到规范和引领作用。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
4-铝及铝合金晶粒细化用合金线材 第3部分:铝-钛合金线材.doc (38.05KB)任务书(建议书)