GB/T 33911-2017 4XXX系铝合金圆铸锭

　　ICS 77 . 150 . 10 H 6 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 3391 1—2017

　　4 × × × 系铝合金圆铸锭

　　4 × × × aluminum alloycolumniform ingots

　　2017-07-12 发布 2018-06-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 339 1 1—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国有色金属工业协会提出。

　　本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本标准负责起草单位：东北轻合金有限责任公司。

　　本标准参加起草单位：西南铝业(集团)有限责任公司、西北铝加工厂、广东和胜工业铝材股份有限公司、辽宁忠旺集团有限公司、杭州坤利焊接材料有限公司、山东兖矿轻合金有限公司、北京有色金属与稀土应用研究所、福建省南平铝业有限公司。

　　本标准主要起草人：马月、吕新宇、王强、田野、夏友龙、周霞、邓直洪、李洪林、陈继强、杨枭、林森、陈雷、姚映君、周策、姜德俊、王英军。

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　　4 × × × 系铝合金圆铸锭

　　1 范围

　　本标准规定了半连续铸造的 4 × × ×系铝合金圆铸锭的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存、质量证明书与订货单(或合同)内容。

　　本标准适用于挤压、锻造及其他加工方法用 4 × × ×系铝合金圆铸锭( 以下简称圆铸锭)，生产与控制工艺过程参见附录 A。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 1196 重熔用铝锭

　　GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分

　　GB/T 3199 铝及铝合金加工产品包装、标志、运输、贮存

　　GB/T 3246 . 1 铝及铝合金加工制品组织检验方法 第 1 部分：显微组织检验方法

　　GB/T 3246 . 2 铝及铝合金加工制品组织检验方法 第 2 部分：低倍组织检验方法

　　GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法

　　GB/T 8005 . 1 铝及铝合金术语 第 1 部分：产品及加工处理工艺

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　GB/T 17432 变形铝及铝合金化学成分分析取样方法

　　GB/T 20975(所有部分) 铝及铝合金化学分析方法

　　GB/T 26492 . 1 变形铝及铝合金铸锭及加工产品缺陷 第 1 部分：铸锭缺陷

　　GB/T 27677 铝中间合金

　　YS/T 67 变形铝及铝合金圆铸锭

　　YS/T 491 变形铝及铝合金用熔剂

　　YS/T 492 铝及铝合金成分添加剂

　　YS/T 600 铝及铝合金液态测氢试验方法 闭路循环法

　　YS/T 601 铝熔体在线除气净化工艺规范

　　YS/T 851 铝熔体在线连续除气装置

　　YS/T 1004 熔融态铝及铝合金

　　3 术语和定义

　　GB/T 8005 . 1、GB/T 26492 . 1 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 要求

　　4 . 1 产品分类

　　4 . 1 . 1 类别、牌号、状态及尺寸规格

　　圆铸锭类别、牌号、状态及尺寸规格应符合表 1 的规定。 需方需要其他牌号、尺寸规格时，由供需双

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　　方协商确定后在订货单(或合同)中具体注明。

　　表 1 类别、牌号、状态及尺寸规格

　　4 . 1 . 2 标记及示例

　　圆铸锭标记按产品名称、标准编号、牌号、状态、尺寸规格的顺序表示。 标记示例如下：

　　示例 1 :

　　4032 牌号、均匀化状态、直径为 482 mm、长度为 5 000 mm 的实心圆铸锭，标记为：

　　圆铸锭 GB/T 33911-4032 均匀化-φ482 × 5 000

　　示例 2 :

　　4A32 牌号、铸态、外径为 270 mm、内径为 106 . 0 mm、长度为 4 400 mm 的空心圆铸锭，标记为 ：

　　圆铸锭 GB/T 33911-4A32 铸态-φ270/106.0 × 4 400

　　4 . 2 质量保证

　　4 . 2 . 1 原材料应参照附录 A 中的 A. 1 。

　　4.2.2 工艺保证参见附录 A 的 A.2~A.6。

　　4 . 3 化学成分

　　4145、4A12、4A32、4A47、4A54、4B01 、4B91 的化学成分应符合表 2 的规定，其他牌号的化学成分应符合 GB/T 3190 的要求。 需方需要其他化学成分的产品时，由供需双方协商确定后在订货单(或合同)中具体注明。

　　表 2 化学成分

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　　表 2(续)

　　4 . 4 氢含量

　　圆铸锭的液态测氢含量每 100 g Al应不大于 0 . 25 mL, 固体测氢含量每 100 g Al应不大于 22 . 5 μg。

　　4 . 5 尺寸偏差

　　圆铸锭的尺寸偏差符合 YS/T 67 的规定。

　　4 . 6 低倍组织

　　4 . 6 . 1 夹杂

　　Si 含量小于 6 . 0%的圆铸锭夹杂应符合 YS/T 67 的规定，Si含量不小于 6 . 0%的圆铸锭夹杂等级如表 3 所示。 夹杂等级应在订货单(或合同)中具体注明，未注明时，按Ⅱ级。

　　表 3 圆铸锭夹杂要求

　　4 . 6 . 2 气孔

　　Si 含量小于 6 . 0%的圆铸锭气孔应符合 YS/T 67 的规定，Si含量不小于 6 . 0%的圆铸锭气孔等级如表 4 所示。 气孔等级应在订货单(或合同)中具体注明，未注明时，按Ⅱ级。

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　　表 4 圆铸锭气孔要求

　　4 . 6 . 3 其他

　　圆铸锭的裂纹、羽毛晶、光亮晶粒、白斑和化合物要求应符合 YS/T 67 的规定。

　　4 . 7 显微组织

　　经过均匀化处理的圆铸锭，显微组织不准许有过烧。

　　4 . 8 初晶硅

　　圆铸锭显微组织允许有少量初晶硅存在，但应分布均匀，不得成簇分布，初晶硅最大线尺寸不大于0 . 08 mm。 4032 铝合金初晶硅合格的显微组织如图 1 所示，4032 铝合金初晶硅不合格的显微组织如图 2所示。

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　　说明：

　　1 — 初晶硅;

　　2 —α 固溶液。

　　图 1 4032 铝合金初晶硅尺寸( 0.052 mm)合格的显微组织

　　说明：

　　1 — 初晶硅;

　　2 —α 固溶液。

　　图 2 4032 铝合金初晶硅尺寸( 0.095 mm)不合格的显微组织

　　4 . 9 外观质量

　　圆铸锭外观质量要求应符合 YS/T 67 的规定。

　　5 试验方法

　　5 . 1 化学成分

　　5 . 1 . 1 仅对表 2、GB/T 3190 中相应牌号的“铝”及“其他”之外有数值规定的元素进行常规化学分析。当怀疑非常规分析元素的质量分数超出了本标准的限定值时，生产者应对这些元素进行分析。

　　5 . 1 . 2 化学成分分析方法应符合 GB/T 20975 或 GB/T 7999 的规定，仲裁分析应采用 GB/T 20975 规

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　　定的方法。 “Al”含量按 GB/T 3190 规定的方法计算，计算“Al”含量时，取常规分析元素与怀疑超量的非常规分析元素分析数值的和值作为“元素含量总和”。

　　5 . 1 . 3 分析数值的判定采用修约比较法，数值修约规则按 GB/T 8170 的有关规定进行，修约数位应与表 2 或 GB/T 3190 规定的极限数位一致。

　　5 . 2 氢含量

　　氢含量的检测可采用在线液态测氢或固态测氢。 液态测氢应符合 YS/T 600 的规定，固态测氢应符合附录 B 的规定。 仲裁分析时采用固态测氢。

　　5 . 3 尺寸偏差

　　尺寸偏差的测量方法应按 YS/T 67 的规定进行。

　　5 . 4 低倍组织

　　5 . 4 . 1 圆铸锭的裂纹采用低倍试片进行检验，其他缺陷采用低倍试片和断口组织进行检验。

　　5 . 4 . 2 Si含量小于 6 . 0%的圆铸锭气孔缺陷的检验方法按 GB/T 3246 . 2 的规定进行。 Si 含量不小于

　　6 . 0%的圆铸锭气孔检查的试样制取要求应符合 GB/T 3246 . 2 的规定。 测量采用 10 mm×10 mm 的方孔样框，在自然光下测定样框内铸锭表面可见气孔的数量和尺寸，用 目视或用放大倍数不超过 10 倍的放大镜(仅在测量气孔直径时采用)进行检验。

　　5 . 4 . 3 其他缺陷的检验方法按 GB/T 3246 . 2 的规定进行。

　　5 . 5 显微组织

　　显微组织检验方法按 GB/T 3246 . 1 的规定进行。

　　5 . 6 初晶硅

　　初晶硅检验方法按 GB/T 3246 . 1 的规定进行。

　　5 . 7 外观质量

　　在自然散射光下，目视检查外观质量。 必要时，可借用尺寸测量工具界定缺陷大小，通过修磨测定缺陷深度。

　　6 检验规则

　　6 . 1 检查和验收

　　6 . 1 . 1 圆铸锭应由供方进行检验，保证产品质量符合本标准及订货单(或合同)的规定，并填写质量证明书。

　　6 . 1 . 2 需方应对收到的产品按本标准的规定进行检验。 检验结果与本标准及订货单(或合同)的规定不符时，应以书面形式向供方提出，由供需双方协商解决。 属于表面质量及尺寸偏差的异议，应在收到产品之日起一个月内提出，属于其他性能的异议，应在收到产品之 日起 3 个月内提出。 如需仲裁，可委托供需双方认可的单位进行，并在需方共同取样。

　　6 . 2 组批

　　圆铸锭应成批提交验收，每批应由同一熔次、热处理炉次、尺寸规格组成。

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　　6 . 3 计重

　　圆铸锭应检斤计重。

　　6 . 4 检验项目及取样

　　每批圆铸锭出厂前均应进行化学成分、尺寸偏差、低倍组织、均匀化铸锭的显微组织、初晶硅和外观质量检验。 需方对氢含量有要求时，供方应抽测熔体氢含量。 圆铸锭的取样应符合表 5 的规定。

　　表 5 取样规定

　　6 . 5 检验结果的判定

　　6 . 5 . 1 任一试样的化学成分不合格时，则判该试样代表的熔次不合格，其他熔次依次检验，合格者交货。

　　6 . 5 . 2 任一试样的氢含量不合格时，则判该试样代表的熔次不合格，其他熔次依次检验，合格者交货。

　　6 . 5 . 3 任一圆铸锭的尺寸偏差不合格时，判该根圆铸锭不合格。

　　6 . 5 . 4 任一试样的低倍组织不合格时，从该试样代表的圆铸锭头、尾两端各切掉 400 mm 后，再重新取样进行重复试验。 重复试验结果合格时，判该根圆铸锭合格，重复试验结果不合格时，判该根圆铸锭不合格。

　　6 . 5 . 5 任一试样的显微组织不合格时，圆铸锭能区分热处理炉次的判该试样代表的炉次不合格，其他炉次依次检验，合格者交货。 不能区分炉次的判该批圆铸锭不合格。

　　6 . 5 . 6 任一试样的初晶硅不合格时，从该试样代表的铸锭端切掉 400 mm 后，再重新取样进行重复试验 。重复试验合格时，判该根圆铸锭合格，重复试验不合格，判该根圆铸锭不合格。

　　6 . 5 . 7 任一圆铸锭的外观质量不合格时，判该根圆铸锭不合格。

　　7 标志、包装、运输、贮存及质量证明书

　　7 . 1 标志

　　7 . 1 . 1 每根圆铸锭的端面打上合金牌号、状态、熔次号及检印。

　　7 . 1 . 2 每根圆铸锭应附上一个标签，其上注明：

　　a) 供方质检部门的检印或质检员签名(或盖章);

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　　b ) 产品名称;

　　c) 牌号 ;

　　d) 熔次号。

　　7 . 2 包装、运输、贮存

　　圆铸锭为裸件包装，运输、贮存按 GB/T 3199 的规定执行。 其他包装、运输、贮存方式可由供需双方协商确定后在订货单(或合同)中具体注明。

　　7 . 3 质量证明书

　　每批圆铸锭应附有质量证明书，其上注明：

　　a) 供方名称;

　　b ) 产品名称和尺寸规格;

　　c) 牌号和状态;

　　d) 熔次号;

　　e) 重量和件数;

　　f) 本标准编号;

　　g) 各项分析检验结果和供方质检部门的检印;

　　h) 出厂日期(或包装 日期)。

　　8 订货单(或合同)内容

　　订购本标准所列材料的订货单(或合同)内应包括下列内容：

　　a) 产品名称;

　　b ) 牌号 ;

　　c) 状态 ;

　　d) 尺寸规格;

　　e) 重量 ;

　　f) 是否不要求锯切头、尾;

　　g) 对氢含量是否有要求;

　　h) 低倍组织等级;

　　i ) 其他特殊要求;

　　j) 本标准编号。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　生产与制造工艺控制要求

　　A.1 原材料

　　选用的熔融态铝及铝合金应符合 YS/T 1004 的规定。 选用的重熔用铝锭应符合 GB/T 1196 的规定 。选用的成分添加剂应符合 YS/T 492 的规定，选用的铝中间合金应符合 GB/T 27677 的规定。

　　A.2 熔炼

　　A.2 . 1 熔炼温度宜控制不大于 780 ℃ 。

　　A.2 . 2 保温炉内宜采用熔剂覆盖或精炼，熔剂的质量应符合 YS/T 491 的规定，熔保炉内还可以采用气体精炼，精炼气体宜选用纯氩、纯氮、氩氯或氮氯气。

　　A.3 炉内精炼

　　为获得优良的熔体质量，宜在保温炉内进行气体精炼、喷粉精炼等精炼方法。

　　A.4 在线净化处理

　　为获得优良的铸锭内部组织，宜在铸造生产线上采用在线净化设备对铝熔体进行净化处理。 选用的在线净化设备应符合 YS/T 851 的规定，采用的在线除气净化工艺应符合 YS/T 601 的规定。

　　A.5 变质处理

　　A.5 . 1 变质剂种类

　　为改善铸锭组织提高铸锭性能，宜对 Si含量 6 . 0%以上的铝液进行变质处理。 变质剂宜选用钠盐、 Al-Sr 中间合金、磷复合细化剂、稀土等。

　　A.5 . 2 变质剂用量

　　采用钠盐变质，变质剂用量不宜低于炉料的 0 . 3%;采用 Al-Sr 中间合金变质，锶用量不宜低于炉料

　　的 0.04%。

　　A.5 . 3 变质剂的预热

　　盐类变质剂使用前宜进行预热处理。 如钠盐变质剂使用前宜在 450 ℃预热 2 h。

　　A.5 . 4 变质处理温度

　　变质处理温度宜控制在 730 ℃ ~770 ℃范围内。

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　　A.5 . 5 变质处理过程

　　熔体导入保温炉后加入变质剂，并充分搅拌均匀，变质后不宜清渣，变质后宜静置 10 min 再开始铸造。

　　A.5 . 6 变质处理后铸锭的要求

　　采用钠盐变质后，铸锭中钠含量不宜大于 0 . 03%;采用 Al-Sr 中间合金变质后，铸锭中锶含量不宜

　　大于 0.05%。

　　A.6 其他

　　A.6 . 1 本标准对工艺的要求可能无法满足需方对加工产品用铸锭的内部组织要求，需要需方为供方提供足够的需求信息(包括最终用途)，便于供方生产出满足需方使用要求的铸锭。

　　A.6 . 2 首次供料时，建议供方与需方进行试验，以便确定能够满足最终使用要求的工艺控制手段。

　　A.6 . 3 需方应要求供方在重大工艺变更以致可能影响到产品质量时，及时通知需方。

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　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　铝及铝合金固态测氢方法

　　B.1 方法原理

　　试样经加热后，试样中的氢被释放出来，利用载气将释放出来的氢载入检测系统，由于不同气体热导率不同，根据热导池输出电信号的变化量，系统自动计算出试样中的氢含量。

　　B.2 仪器及材料

　　B.2 . 1 仪器

　　高频加热或脉冲加热-热导测氢仪。 仪器应满足下列要求：

　　a) 测量范围：0.01 μg/g~2.0 μg/g;

　　b) 灵敏度：不低于 0.001 μg/g。

　　B.2 . 2 材料

　　B.2 . 2 . 1 铝中氢标准样品

　　应选用相应的标准样品。 原则上标准样品与分析样品的化学组成类似。

　　B.2 . 2 . 2 纯氢气

　　纯度应不低于 99 . 99% 。

　　B.2 . 2 . 3 氮气(或氩气)

　　纯度应不低于 99 . 995% 。

　　B.3 试样

　　B.3 . 1 尺寸规格

　　试样尺寸规格应根据仪器的要求和试验条件确定。 高频加热法试样质量一般为 2 g~6 g;脉冲加热法试样质量一般为 0 . 5 g~1 g。

　　B.3 . 2 取样

　　样品可从铸锭或加工产品上切取，每个样品应加工出不少于 5 个分析试样。 试样应无气孔、无夹渣、无疏松和裂纹。

　　B.3 . 3 制备

　　试样应用精密车床加工成圆柱形，并除去试样的所有表皮，加工后试样的具体尺寸应符合测氢仪器的要求。 加工车床的刀具、夹具应用分析纯以上的四氯化碳或乙醚认真清洗，以避免样品污染，加工过程应避免样品过热，不准许使用任何冷却剂。 试样的最后车削应保持进刀量少、转速快。 加工好的试样不准许用手接触，防止污染，表面粗糙度 Ra值应不大于 1 . 6 μm。

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　　B.3 . 4 保存

　　加工好的试样应立即进行分析，若需保存，应保存在密闭、干燥的容器中，保存时间应不超过 4 h,否则，试样应重新加工。

　　B.4 试验程序

　　B.4 . 1 仪器预热

　　分析前仪器应按说明书的要求充分预热，使其各项指标达到设定值。

　　B.4 . 2 仪器检漏

　　利用仪器检漏程序或其他辅助设备确定仪器无漏气现象。

　　B.4 . 3 仪器校准

　　B.4 . 3 . 1 纯氢气校准

　　用纯氢气(B. 2 . 2 . 2)对仪器进行校准，使校准值在仪器规定范围内。

　　B.4 . 3 . 2 标准样品校准

　　用相应的铝中氢标准样品(B. 2 . 2 . 1)进行校准，使分析值在允许误差范围内。

　　B.4 . 4 空白分析

　　仪器的空白值应稳定，且不应大于 0 . 05 μg/g。

　　B.4 . 5 试样测定

　　B.4.5. 1 按 B.3.1 要求称取试样，精确至 0.001 g。

　　B.4 . 5 . 2 根据仪器优化分析条件，测定试样中的氢含量。 仪器自动显示测定结果。

　　B.4 . 5 . 3 每个试样进行两次平行测定，若两次测定结果的差值在表 B. 1 中允许误差规定的范围内，取其平均值作为试样的最终测定值;若两次测定结果的差值大于表 B. 1 中允许误差规定的范围，应重新进行测定分析。

　　B.5 允许误差

　　相对允许误差见表 B. 1 。

　　表 B.1 相对允许误差

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　　B.6 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　a) 本标准编号;

　　b ) 产品的合金牌号、批号;

　　c) 试样的检验结果;

　　d) 试验人员;

　　e) 审核人;

　　f) 试验日期。