行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
航空用铝合金板材 第2部分: 2024 T351铝合金厚板
建议项目名称
(英文)
Aluminum alloy plate for aerospace Part 2:Aluminium alloy 2024 T351 plates
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
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
H60/69
牵头单位
东北轻合金有限责任公司
体系编号
1221
参与单位
中国商用飞机有限责任公司、西安飞机工业(集团)有限责任公司、中国航发北京航空材料研究院、有研工程技术研究院有限公司、国标(北京)检验认证有限公司、中国航空综合技术研究所、西南铝业(集团)有限责任公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

中国制造已经渐入人心,航空、航天、轨道交通这些硬核的高端装备制造业,近年来的得到了高速的发展,作为第二大全球民航运输系统,发展自己的航空运输装备已成为国家一项重点工程,2008年,由47家单位、468位专家组成的大型客机联合工程队初步完成大型客机总体技术方案,2009年将全面完成可行性论证,2010年,国内一些铝合金板材的主要生产企业,开始立项攻关大型客机自主铝合金材料的研制工作。目前,国内民用的铝合金板材主要依赖于进口,部分军用铝合金材料同样依赖于进口,就行业需求分析,每年航空用铝合金板材约40万吨,这部分高端铝合金,价额昂贵且随时面临禁售的风险,研发自主的材料技术和制定资助的技术标准是十分必要的。本标准是基于现有的民用航空材料研究成果,参考国际成熟的航空材料标准体系,系统的、全面的制定一套符合我国航空工业材料发展需求的一套铝合金材料标准,无论从国家战略需求还是发展需求,制定这套标准意义重大。

本系列标准的研制正是基于满足我国民用航空材料为基础,兼顾我国航空工业的全面发展需求而制定。“中国制造2025”战略的提出,更是进一步明确了发展大型飞机的目标,“中国制造2025”中的专栏5高端装备创新工程中(六)大力推动重点领域突破发展提出了在航空装备发展中要“加快大型飞机研制,适时启动宽体客机研制,鼓励国际合作研制重型直升机;推进干支线飞机、直升机、无人机和通用飞机产业化。”的具体要求。“中国制造2025”中的专栏3和专栏5中分别提出了发展“关键基础材料”和“高性能结构材料”的要求。同时,在《增强制造业核心竞争力三年行动计划2018-2020(发改办产业(20172063号)》、《战略新兴产业重点产品和服务指导目录(2017年第1号公告)》等多个国家级文件中明确了发展关键的铝合金材料。对于这些关键的铝合金材料标准,国务院发布了《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020 年)》,明确了加快传统材料升级换代步伐和全面推进新材料标准体系建设的要求,航空用铝合金材料可以说是铝合金材料领域的掌上明珠,特别是民用航空铝合金材料,更是要求多,生产难度大,因此,本标准制定符合国家相关政策也符合产业发展需求,作为航空用铝合金材料系列标准之一,本项目为《航空用铝合金板材 第2部分 2024T351铝合金厚板》。

俗话说“巧妇难为无米之炊”,没有先进的关键材料制备技术怎能生产高端的机械设备,中国近两年发展最快的高铁就是得益于国内铝加工材料的制备技术的提升,从材料的引进吸收,到材料的创新,材料的标准也在不断创新和升级,以此解决了大量的材料发展需求中的问题。我国民用大飞机的发展与高铁引进的初期有很多相似之处,材料基础薄弱,特别是重点的关键产品生产技术都是在欧美先进国家,以美铝、法铝、加铝等国际铝加工巨头垄断着民用大飞机所必须的关键铝合金产品制备技术。建立我国自己的民用航空材料标准,推进我国民用航空材料的成熟与进步,是我国自主研发民用客机的保障,也是未来我航空、航天、轨道交通等高端装备制造业材料在创新的基础。

    申请立项《航空用铝合金板材 2部分 2024T351铝合金厚板》行业标准,主要是解决我国航空领域用铝合金自主研发与应用的问题,2024铝合金板材是最广泛的机翼下壁板,本标准包括了T351状态,其状态分类中将包括我国自主研发的高损伤容限T351状态板材,该合金被广泛应用在某大型飞机上,该合金产品由美铝公司垄断着技术和市场,一直被国外严格保密,为了满足国产化需求,研发了大规格2024铝合金板材。其研制成功意味着打破了美国关键材料垄断,实现国内自主保障,对国防和民用的意义重大。

范围和主要
技术内容

本标准是制定《航空用铝合金板材 2部分 2024T351铝合金厚板》行业标准,主要适用于大型客机的机翼等关键结构用铝合金板材。

本标准规定了高端制造用2024铝合金板材的牌号、状态及规格,化学成分,尺寸偏差及外形,力学性能,低倍组织,显微组织,超声波检测,外观质量,热处理制度,产品标志,实验方法等内容。设计的主要技术内容和具体要求如下:

1、牌号、状态和规格:充分借鉴国外先进技术,考虑符合自己国家标准国情状态,将2024合金的T351(含自主研发的高损伤容限)收入本标准。

2、质量保证:质量保证是本标准的一个核心要求,作为质量控制的重点,尤其是高损伤容限的产品其要求对生产过程控制非常精确;

3、化学成分:按照国家标准GB/T 3190的规定。

4、尺寸偏差:本标准与GB/T xxxx《航空用铝合金板材通用规范》共同组成航空永铝合金材料标准体系,产品基础的尺寸要求符合GB/T xxxx《航空用铝合金板材通用规范》;

5、力学性能:为保证产品特点,本标准将产品进行了分类,产品分类两类,其中要求较高的就是高损伤容限的产品,一般的产品为另一类;

6、断裂韧性:是保证飞行安全的重要指标,是按照厚度不同指标给与不同的要求,达到国际先进标准的指标。

7、抗应力腐蚀:是保证飞行安全的重要指标,是按照厚度不同指标给与不同的要求,达到国际先进标准的指标。

8、抗剥落腐蚀:是保证飞行安全的重要指标,是按照厚度不同指标给与不同的要求,达到国际先进标准的指标。

9、显微组织、低倍组织:是衡量飞机材料组织的指标,是保证产品质量的核心指标之一,需要制定专项的组织对比照片,以保证组织的有效性。对低倍的氧化膜、裂纹、夹杂,对于显微组织要求无过烧。

    10、推荐热处理制度:按照国产试验成功的制度进行规定。可以保证产品供货稳定。

国内外情况
简要说明

经查询,与本标准相关的国内标准包括GB/T 3880《一般工业用铝及铝合金板材》和GB/T 29503《铝合金预拉伸板》两个基础标准,针对航空材料2024铝合金板材国外有AMS 4035 2024 O铝合金板材》、AMS 40372024 T3/T351铝合金板材》。具体情况如下:

1GB/T 3880 《一般工业用铝及铝合金板材》是最常规的铝合金板材,用于一般工业领域,其尺寸偏差的最高等级都低于本标准要求,另外,在腐蚀性能、疲劳性能等方面均没有具体要求,无法代替本标准;

2GB/T 29503《铝合金预拉伸板》是属于广泛领域用的预拉伸板材,标准的要求略高于GB/T 3880,其尺寸偏差参考了ANSI H 35.2的规定,但与本标准仍然存在一定差异,主要有①本标准尺寸偏差进一步优化,符合航空等关键领域需求;②将2024合金T351(含高损伤容限产品)收入本标准;③本标准的性能是需要计算变异系数,以保证性能稳定性,这也是GB/T 29503无法包含的;④在组织方面,本标准增加了对比图片,在断裂韧性、抗应力腐蚀、抗剥落腐蚀指标,这些指标对照不同的合金的取样位置和取样要求都是有差别的;

3、欧美先进国家,从本世纪初开始在民用航空、航天等高端制造业中一直处于领先地位,无论是设计、制造还是安装都引领国际先进水平,在航空用铝合金材料的研制方面以美铝、法铝、加铝等国际铝加工巨头垄断着民用大飞机所必须的关键铝合金产品制备技术,针对这类产品,也形成了专项的标准,针对本标准的目标产品,美国AMS系列标准是以航空、航天用铝为代表的高端用铝合金材料的标准,其中AMS 4035AMS 4037标准就真对2024铝合金材料制定的标准,起初制定的时间为1999年,后经多次不断的修订与完善,已形成非常完善的专项产品标准,标准的制定、修订是不断推进产品走向成熟的一个重要依据。本标准将参考国外先进标准。

    我国虽然从70年代开始就有生产“新舟”系列飞机用于民用航空运输,但对于较大型的飞机制造是2008年确定的方案,开始论证和启动的。对于这样的大型客机的材料生产方面,国内的生产经验非常少,无论是管理体系还是生产技术都是一项全新的挑战,国内部分大型铝加工企业开始了对材料的攻关工作,伴随着大客飞机的首飞,我们的部门铝合金材料研制工作已完成,可以形成批量供货,虽然双方有相应的企业标准,以及可参考的国外标准,但对于中国发展自己的民用航空用铝合金材料势必要有自己的标准作为支撑。因此,申请《航空用铝合金板材 第2部分 2024T351铝合金厚板》的立项,一方面是解决国产大飞机用铝合金材料的订货国家标准缺失问题,另一方面是通过国家标准的制定推动材料的进一步成熟,最终实现材料达到国际先进、标准达到国际先进,进而促进我国铝合金材料和国产大飞机的走出。

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
2 航空用铝合金板材 第2部分: 2024T351铝合金厚板 建议书.doc (32.5KB)任务书(建议书)