国家标准铜及铜合金板材.docx
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国家标准铜及铜合金板材
国家标准《铜及铜合金板材》
(送审稿)编制说明
一、项目来源
现行的GB/T2040-2008《铜及铜合金带材》国家标准,2008年实施,距今已经7年多。
本标准修改采用JISH3100-2006《铜及铜合金薄板、厚板和带材》和JISH3110-2006《磷青铜和镍银合金薄板、厚板和带材》,适用于所有一般用途的加工铜及铜合金板材。
同时GB/T5231-2010《加工铜及铜合金牌号和化学成分》、GB/T29094-2012《铜及铜合金状态表示方法》标准已发布实施,合金牌号和状态表示方法有何大的变化。
随着科技的发展,有色金属加工业快速发展,对铜及铜合金带材提出了更高、更新的发展,为适应国际市场的竞争需要,提高产品的竞争能力,使产品不断地打入国际市场,须及时修订现行标准国家。
根据全国有色金属标准化技术委员会,有色标委(2015)第29号《关于转发2015年第二批有色金属国家、行业标准修订项目计划的通知》要求,其中2015年第二批国家标准修订项目表中第44项《铜及铜合金板材》国家标准由中铝上海铜业有限公司、中铝洛阳铜业有限公司、宁波兴业盛泰集团有限公司、安徽精诚铜业股份有限公司、太原晋西春雷铜业有限公司、铜陵金威铜业有限公司、绍兴市力博电气有限公司、山东天圆铜业有限公司负责起草。
2016年初,因中铝上铜企业改制,不再负责标准起草,由中铝洛阳铜业负责该标准的编制工作。
二、工作概况和编制依据
由于时间紧,任务重,标准制订计划任务正式下达后,立即成立了标准编制组,并落实起草任务,确定标准的主要起草人,拟定该标准的工作计划。
具体分工为:
中铝洛阳铜业有限公司总负责、市场和同行业信息收集、资料汇总及执笔;中铝上海铜业有限公司、宁波兴业盛泰集团有限公司、安徽精诚铜业股份有限公司、太原晋西春雷铜业有限公司、铜陵金威铜业有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司、绍兴市力博电气有限公司、山东天圆铜业有限公司负责补充市场信息和标准数据的验证。
各企业分工明确,紧密合作,共同完成标准的修订工作。
铜及铜合金带材被广泛地应用于各工业部门和民用等各方面,不但我国制定有国家标准,国外的一些国家和组织也制定有相应的技术标准。
通过对各国铜带标准的分析对比后得出结论,日本JIS标准、欧盟EN标准和美国ASTM相对较完善、合理,尤其是JIS标准的规定与我国的实际情况更为接近,最后确定,本次标准修订结合市场需求,修改采用日本工业标准JISH3100-2006《铜及铜合金板和带》和JISH3110-2006《磷青铜及锌白铜板和带》,参照欧盟标准BSEN1652:
1998《铜及铜合金——一般用途的厚板、薄板、带和片材》。
我国现用铜及铜合金板材国家标准GB/T2040-2008《铜及铜合金板材》,为大众化、一般用途的铜及铜合金板材用产品标准。
为适应我国市场经济发展的需要,有利于与国际接轨,提高我国的国家标准的水平,我们查阅了许多国外先进标准,如:
美国的ASTM标准、欧盟的EN标准、日本JIS标准和ISO国际标准,并结合市场需求及我国的实际情况,对原有国家标准GB/T2040-2002《铜及铜合金板材》进行了修订。
通过对国外先进标准的研究,决定本标准修改采用JISH3100:
2006《铜及铜合金板和带》和JISH3110:
2006《锡磷青铜及锌白铜板和带》,并参照欧盟标准BSEN1652:
1998《铜及铜合金—一般用途的厚板、薄板、带和圆形材》进行编制。
三、本标准与GB/2059-2008标准的比较
本标准与GB/T2040-2008标准相比,主要变化及修订依据如下:
1、合金牌号
(1)按GB/T5231-2012《加工铜及铜合金牌号和化学成分》国家标准规定,对合金牌号进行了修改,并增加了牌号的相应数字代号。
(2)新增了H66、TFe0.1、TFe2.5三个牌号挤相应技术要求,状态为软化退火(O60)、1/4硬(H01)、1/2硬(H02)、硬(H04)、特硬(H06)。
TFe0.1、TFe2.5力学性能修改采用JISH3100标准中的C1920和C1940进行了规定。
(3)删除了镉青铜板QCd1﹑铬青铜板QCr0.5-0.2-0.1﹑锰青铜板QMn1.5、QMn5、硅青铜板QSi3-1﹑锡锌铅青铜板QSn4-4-2.5、QSn4-4-4、锰白铜板BMn40-1.5﹑BMn3-12、热交换固定板用黄铜板HMn55-3-1、HMn57-3-1、HAl60-1-1、HAl67-2.5、HAl66-6-3-2、HNi65-5、铝白铜BAl6-1.5、BAl13-3相应产品及要求。
2、合金状态
按GB/T29094-2012《铜及铜合金状态表示方法》国标对管材状态进行了修改.
3、外形尺寸测量方法增加了“带材外形尺寸检验方法按GB/T26303.3的规定进行”。
4、力学性能
(1)删除洛氏硬度(HRB)的规定;修订了部分板材的力学性能。
(2)力学性能可以通过拉伸试验或硬度试验两种方式加以检测。
本标准中规定,拉伸试验、硬度试验任选其一。
未作特别说明时,提供拉伸试验。
板材实际力学性能统计见附表1~附表9。
(3)TFe0.1板材力学性能
O60态TFe0.1板材实际力学性能统计数据见表1,数据分布直方图如图1~图2所示。
表1TFe0.1板材力学性能实际测试数据统计表
合金
牌号
状态
样品数量(个)
抗拉强度检测
结果范围Rm/MPa
断后伸长率
检测结果范围A/%
硬度检测结果范围
原状态
现状态
T2
M
O60
46
268~302
34.5~42
43.7~102
状态O60(M)态TFe0.1板材,抗拉强度和断后伸长率数据分别46个。
抗拉强度:
平均值279.39MPa;标准差:
7.19,当标准指标定为:
255~345MPa时,在正态分布曲线左边,标准指标系数σ=(279.39-255)/7.19=3.39,接收概率为50%;在正态分布曲线右侧,标准指标系数σ=(302-279.39)/7.19=3.14,接收概率为50%;所以该标准指标系数的接收概率为:
50%+50%=100%。
断后伸长率:
平均值38.62%;标准差:
1.8,当标准指标定为:
≥30%时,标准指标系数σ=(38.62-30)/9.85=4.79,接收概率为:
100%。
状态O60(M)态TFe0.1板材,硬度(HV)数据46个,硬度平均值73.33,标准差2.07,当标标准指标定位:
≤100时,标准指标系数σ=(100-77.33)/2.07=2.550,接收概率为100%。
因此,状态O60(M)态TFe0.1板材指标合理,属于工艺成熟稳定产品。
图1TFe0.1板材抗拉强度和断后伸长率测试数据分布直方图
图2TFe0.1板材硬度(HV)测试数据分布直方图
(4)TFe2.5(C19400)板材力学性能
TFe2.5(C19400)板材抗拉强度、断后伸长率统计数据见表2,硬度统计数据见表3,数据分布直方图如图3~图4所示。
表2TFe2.5(C19400)板材抗拉强度、断后伸长率实际测试数据统计表
合金
牌号
状态
样品数量(个)
抗拉强度检测
结果范围Rm/MPa
断后伸长率检测结果范围A/%
原状态
现状态
TFe2.5
Y2或H/2
H02
62
365~460
5.5~28
TFe2.5
Y或H
H04
70
411~514
3~10
表3TFe2.5(C19400)板材硬度实际测试数据统计表
合金
牌号
状态
样品数量(个)
硬度检测结果范围
原状态
现状态
TFe2.5
Y2或H/2
H02
31
115~148
TFe2.5
Y或H
H04
35
133~150
状态H02(Y2或H/2)态TFe2.5板材,抗拉强度和断后伸长率数据分别62个。
抗拉强度:
平均值415.87MPa;标准差:
22.99,当标准指标定为Rm:
365~450MPa时,在正态分布曲线左边,标准指标系数σ=(415.87-365)/22.99=2.21,接收概率为50%;在正态分布曲线右侧,标准指标系数σ=(450-415.87)/22.99=1.48,接收概率为48.39%;所以该标准指标系数的接收概率为:
50%+48.39%=98.39%。
断后伸长率:
平均值13.5%,标准差5.37,当标准指标定为:
A11.3≥5%时,标准指标系数σ=(13.5-5)/5.37=1.58,接收概率为100%。
状态H02(Y2或H/2)态TFe2.5板材,硬度(HV)数据31个,硬度平均值129.8,标准差7.6,当标标准指标定位HV:
115~140时,在正态分布曲线左边,标准指标系数σ=(129.8-115)/7.6=1.95,接收概率为50%;在正态分布曲线右侧,标准指标系数σ=(140-129.8)/7.6=1.39,接收概率为48.39%;所以该标准指标系数的接收概率为:
50%+48.39%=98.39%。
因此,H02态TFe2.5板材指标合理,属于工艺成熟稳定产品。
图3QFe2.5板材抗拉强度和断后伸长率测试数据分布直方图
图4QFe2.5板材抗拉强度和断后伸长率测试数据分布直方图
状态H04(Y或H)态TFe2.5板材,抗拉强度和断后伸长率数据分别70个。
抗拉强度:
平均值466.2MPa;标准差:
15.85,当标准指标定为Rm:
415~500MPa时,在正态分布曲线左边,标准指标系数σ=(466.2-415/15.85=3.23,接收概率为48.61%;在正态分布曲线右侧,标准指标系数σ=(500-466.2)/15.85=2.13,接收概率为47.92%;所以该标准指标系数的接收概率为:
48.61%+47.92%=96.53%。
断后伸长率:
平均值5.49%,标准差2.17,当标准指标定为A11.3≥2%时,标准指标系数σ=(5.49-2)/2.17=1.61,接收概率为100%。
状态H04(Y或H04)态TFe2.5板材,硬度(HV)数据36个,硬度平均值142.37,标准差4.66,当标标准指标定位HV:
125~150时,在正态分布曲线左边,标准指标系数σ=(142.37-125)/4.66=3.73,接收概率为50%;在正态分布曲线右侧,标准指标系数σ=(150-142.37)/4.66=1.64,接收概率为50%;所以该标准指标系数的接收概率为:
100%。
因此,H04态TFe2.5板材指标合理,属于工艺成熟稳定产品。
(5)BFe10-1-1板材力学性能
O60态BFe10-1-1板材实际力学性能统计数据见表4,数据分布直方图如图5所示。
表4BFe10-1-1板材力学性能实际测试数据统计表
合金
牌号
状态
样品数量(个)
抗拉强度检测
结果范围Rm/MPa
断后伸长率
检测结果范围A/%
原状态
现状态
BFe10-1-1
M
O60
55
290~410
20.5~45
状态O60(M)态BFe10-1-1板材,抗拉强度和断后伸长率数据分别55个。
抗拉强度:
平均值338.62MPa;标准差:
18.4,当标准指标定为:
Rm≥275MPa时,标准指标系数σ=(338.62-275)/18.4=3.46,接收概率为100%。
断后伸长率:
平均值33.37%;标准差:
5.78,当标准指标定为:
≥25%时,标准指标系数σ=(33.37-25)/5.78=1.45,接收概率为:
48.18%+50%=98.18%。
因此,状态O60(M)态BFe10-1-1板材指标合理,属于工艺成熟稳定产品。
图4BFe10-1-1板材抗拉强度和断后伸长率测试数据分布直方图
5、化学分析方法增加YS/T482《铜及铜合金分析方法光电发射光谱法》
6、拉伸试样按GB/T228.1-2010的规定进行修改;
7、取样
(1)拉伸试样按GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:
试验方法》的规定进行修改。
(2)增加了“取样方法按YS/T668的规定进行,力学性能和工艺性能试样的制备按YS/T815的规定进行”的规定。
四、本标准与JISH3100、EN1652标准的性能比较
本标准涵盖的牌号众多、用途广泛,无法一一对比。
现仅挑选一些具有可比性的性能指标进行一下大致的对比。
1、纯铜类力学性能对比见表3。
2、与H70、H68、H65牌号对应的力学性能对比见表4。
表5部分牌号力学性能指标对比
指标
牌号
状态
抗拉强度
Rm/(N/mm2)
伸长率/%
维氏硬度/HV
A11.3
A50
本标准
原标准
JIS标准
本标准
原标准
JIS标准a
本标准
原标准
JIS标准
T2T3
TP1TP2
TU1
TU2
C1100
M
≥205
≥205
≥195
≥30
≥30
20,30,35
≤70
—
—
Y4
215~275
215~275
215~275
≥25
≥25
15,20,25
60~90
55~100
55~100
Y2
245~345
245~345
245~315
≥8
≥8
—,10,15
80~110
75~120
75~120
Y
≥295
≥295
≥275
—
—
—
≥90
≥80
≥80
H70
H68
H65
C2680
M
≥290
≥290
≥275
≥40
≥40
35,40
≤90
—
—
Y4
325~410
325~410
325~410
≥35
≥35
30,35
85~115
75~125
75~125
Y2
355~440
340~460
355~440
≥25
≥25
23,28
100~130
85~145
85~145
3/4H
—
—
375~490
—
—
10,20
—
—
95~165
Y
410~540
390530
410~540
≥10
≥10
—
120~160
105~175
105~175
T
520~620
≥490
520~620
≥3
≥3
—
150~190
145
145~195
TY
≥570
—
570~670
—
—
—
≥180
—
165~215
注a:
JIS纯铜伸长率按厚度分档:
0.10~<0.15;0.15~<0.30;0.30~30;黄铜伸长率按厚度分档:
0.10~<0.30;0.30~30。
续表5部分牌号力学性能指标对比
指标
牌号
状态
抗拉强度
Rm/(N/mm2)
伸长率/%
维氏硬度/HV
A11.3
A50
本标准
原标准
JIS标准
本标准
原标准
JIS标准
本标准
原标准
JIS标准
QSn6.5-0.1
C5191
M
≥315
≥290
≥315
≥40
≥40
42
≤120
—
—
Y4
390~510
390~510
390~510
≥35
≥35
35
115~155
100~160
100~160
Y2
490~610
440~570
490~610
≥8
≥8
20
150~190
150~205
150~205
Y
590~690b
540~690
540~690
590~685
≥5
≥5
8
180~230
180~230
180~230
T
635~720
≥640
635~720
≥1
≥1
5
200~240
≥200
200~240
TY
≥690
—
≥690
—
—
—
≥210
≥210
QSn8-0.3
C5212
M
≥345
≥345
≥345
≥40
≥40
45
≤130
—
—
Y4
390~510
390~510
390~510
≥35
≥35
40
115~160
—
100~160
Y2
490~610
490~610
490~610
≥20
≥20
30
150~205
—
150~205
Y
590~705
590~705
590~705
≥5
≥5
12
180~235
—
180~235
T
≥685
≥685
≥685
—
—
5
≥210
—
210
注b:
QSn6.5-0.1锡青铜硬态抗拉强度按厚度分档:
0.20~3;>3~12。
五、本标准与原标准、JIS、EN标准的检验项目对比
表5检验项目对比
序号
项目
本标准
原标准
JIS
1
化学成分
○
○
○
2
外形尺寸
○
○
○
3
拉伸试验(Rm、A11.3或A)
○(拉伸、硬度二选一)
○
○
4
维氏硬度
△(供参考)
□
5
拉伸试验(Rρ0.2)
-
-
△(少数牌号)
6
弯曲试验
△
△
△
7
晶粒度
△
△
△
8
表面质量
○
○
○
注:
“○”表示常规检测项目,“△”表示选作项目,“—”表示不作规定,“□”表示参考项目。
六、标准水平分析
本标准是在国家标准GB/T2040-2008的基础上,根据我国实际生产使用情况、市场需求对一些指标作了适当调整后和修订,修改采用日本工业标准JISH3100铜及铜合金板和带》和和JISH3110《磷青铜及锌白铜板和带》,参照欧盟标准BSEN1652《铜及铜合金——一般用途的厚板、薄板、带和片材》标准,本标准达到国际先进水平,完全能够满足一般用途对铜及铜合金板材的要求。
本标准可作为推荐国家标准发布实施。
七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准,特别是强制性标准的协调性
目前,我国有GB/T2059《铜及铜合金板材》、GB/T5187《铜及铜合金箔材》,是一般用途的铜及铜合金板材和箔材标准,而本标准是属于一般用途的铜及铜合金带材标准,本标准与GB/T2059、GB/T5187共同构成一般用途的铜及铜合金板带箔材的标准体系。
八、重大分歧意见的处理经过和依据
无。
九、作为强制性国家标准的建议
本标准建议不作为强制性标准,而建议作为推荐性标准。
十、贯彻标准的要求和措施建议
本标准的修订是在GB/T2040-2008《铜及铜合金板材》的基础上,结合我国铜及铜合金拉管生产企业及国内外用户需求的基础上,修改采用日本工业标准JISH3100《铜及铜合金板和带》和和JISH3110《磷青铜及锌白铜板和带》,参照欧盟标准BSEN1652《铜及铜合金——一般用途的厚板、薄板、带和片材》标准,,标准全面覆盖了一般用途铜及铜合金带材的技术要求,建议相关单位组织专项标准宣贯会进行系统学习。
本标准发布后,各企业应积极宣传和贯彻,并立即采用新标准订货,以保证产品质量,满足国内、外市场及用户的需要。
十一、废止现行有关标准的建议
无。
十二、其它应予说明的事项
本标准根据目前国内铜及铜合金板材的实际生产现状和订货合同情况,采用GB/T29094状态,考虑随着新材料的开发使用和生产装备的更新,如果以后生产或订货合同中有其它合金或状态需求可在下一版中进行补充修订。
十三、预期效果
铜及铜合金板材由于具有良好的力学性能、具有优越的柔韧性、抗腐蚀性、延展性、良好的工艺性能等特性,被广泛地应用于各行业、各部门。
随着科技的发展,有色金属加工业快速发展,一般用铜及铜合金板材的需求也将迅速增长,也将有着非常广阔应用前景。
本标准的修订是在GB/T2040-2008《铜及铜合金板材》的基础上,结合我国铜及铜合金带材生产企业及国内外用户需求的基础上,修改采用日本工业标准JISH3100和JISH3110,参照欧盟标准BSEN1652标准。
技术指标先进,具有普遍性、广泛性、适用性、科学性和先进性。
本标准发布后,将规范我国铜及铜合金板材的性能和技术要求,提高产品在国内、外市场上的竞争力,给生产企业带来巨大的经济效益。
《铜及铜合金带材》国家标准编制组
二0一六年四月五日
附表1
C19210(TQFe0.1)M态板材拉伸试验数据统计
(中铝洛铜)
序号
牌号
状态
规格/mm
抗拉强度Rm
N/mm2
断后伸长率
A11.3/%
HV
1
C19210
M
1.52
269
40.0
73
2
C19210
M
1.52
274
42.0
74.9
3
C19210
M
1.52
273
40.5
69
4
C19210
M
1.4
285
37.5
73.6
5
C19210
M
1.4
295
35.5
76.2
6
C19210
M
1.52
275
38.5
70.7
7
C19210
M
1.52
279
40.0
76.0
8
C19210
M
1.52
270
40.0
73.5
9
C19210
M
1.52
275
42.0
71.2
10
C19210
M
1.56
277
40.5
75.1
11
C19210
M
1.56
279
39.0
72.1
12
C19210
M
1.52
276
38.0
74.9
13
C19210
M
1.52
278
39.5
73.6
14
C19210
M
1.52
282
37.5
77.1
15
C19210
M
1.52
280
38.0
73.7
16
C19210
M
1.52
277
39.0
73.2
17
C19210
M
1.52
283
38.0
72.0
18
C19210
M
1.52
282
40.0
71.1
19
C19210
M
1.52
280
39.0
73.6
20
C19210
M
1.52
277
38.0
71.9
21
C19210
M
1.52
276
38.0
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22
C19210
M
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72.9
23
C19210
M
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24
C19210
M
1.52
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25
C19210
M
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26
C19210
M
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27
C19210
M
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28
C19210
M
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29
C19210
M
1.52
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30
C19210
M
1.52
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31
C19210
M
1.52
274
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