ASME SB241铝及铝合金无缝管材及挤压无缝管材.doc

铝及铝合金无缝管材和无缝挤压管材ASME SB241-2002铝及铝合金无缝管材和无缝挤压管材ASME SB241-2002本标准的编号为B241/241M，后面的数字表示开始采用的年份，如是修订版，则表示最近修订的年份，括号内的数字表示最近复审的年份，符号表示最近一次修订或复审后编辑上的变更。本标准已经被国防部批准执行。1 范围1.1 本标准适用于表1、表2、表3、表4中所提供的各种状态的铝及铝合金挤压无缝管（注1）。无缝管的标准尺寸在 ANSI H35.2和 H35.2M的表16.7中。非标准合金、状态和尺寸管材的生产、工艺和标准应符合无缝挤压管生产标准要求。注1：本标准中所用术语“合金”广义上包括铝及铝合金。注2：无缝拉伸管材参考B210或B483。挤压管材参考B221，标准和非标准结构管材参考B429。1.2 合金及状态代号按ANSI H35.1规定。按照E527标准推荐方法，相应的统一数字编号系统的合金牌号是在表5合金牌号的前面加A9，例如1100合金的统一编号为A91100。 1.3本标准对新的铝合金纳入原则见附录A2。1.4 英寸-磅或国际单位中所标定的数值分别为标准数值，国际单位在括号或单独的表中显示，每一系统中所标定的数值不是完全对等的。因此，每一系统必须不同于其他系统单独采用。两个系统的互相替换使用将导致与本标准的不相符。2 引用文件2.1 材料订购时下列文件有效版本构成本标准的一部分：2.2 ASTM标准:B210 铝及铝合金拉伸无缝管材B221 铝及铝合金挤压异形棒、圆棒和型材B429 铝合金挤压结构管材B483 一般用途用铝及铝合金拉伸管材B557 变形与铸造铝、镁合金制品拉伸试验B557M 变形与铸造铝、镁合金制品拉伸试验（公制）B594 航空、航天用铝合金加工制品的超声波检验方法。B647 韦伯斯特硬度计压痕硬度试验方法B648 巴科尔硬度计压痕硬度试验方法B660 铝、镁制品包装推荐方法B666 铝制品的识别推荐方法B666M 铝制品的识别推荐方法（公制）B807 铝合金挤压方法和热处理推荐方法B918 铝合金加工制品热处理方法E18 金属材料洛氏硬度及洛氏表面硬度试验方法E29 将计算或测量值修订到规定位数的推荐方法E55 变形有色金属及其合金化学成分分析的取样方法E227 铝及铝合金发射光谱分析（摄谱法）E527 金属及合金的数字编号系统（UNS）E607 用点面技术进行铝合金的氮介质发射光谱分析E716 铝及铝合金光谱分析取样方法E1004 电导率的电磁（涡流）测试方法E1251 铝及铝合金氩气保护下单极自激电容放电发射光谱分析方法G47 判断在3.5%氯化钠溶液中交替浸渍抗应力腐蚀开裂能力的试验方法2.3 ANSI标准：H35.1 铝合金的牌号状态编制方法H35.1M 铝合金的牌号状态编制方法（公制）H35.2 铝加工制品的尺寸偏差H35.2M 铝加工制品的尺寸偏差（公制）2.4国防标准：Fed.Std.No.123 民用的发运标识2.5 军用标准：MILSTD129 运输与储存标识2.6 AMS标准：AMS2772 铝合金原材料热处理。表1 管材力学性能（英寸）A、B合金状态尺寸，in抗拉强度不小于，ksi屈服强度不小于，ksi延伸率（2in或4D）不小于，%C3003H18H1121127.014.024.05.04256061T6（挤压）T6（拉伸）111138.038.042.038.035.035.035.035.0810D8E10F6063T6所有30.025.086351T5T6所有所有38.042.035.037.010D10GA 确定力学性能的依据见附录A1。B 为了确定测量值是否符合本标准，对每个抗拉强度和屈服强度修约精确至0.1ksi，对每个伸长率值修约精确至0.5%。其修约方法按E29。C 测定全截面试样和条形试样的伸长率时，试样的计算长度为2英寸，圆试样的为直径的4倍。D 壁厚小于0.250 英寸，最小伸长率为8%。E 壁厚在0.050英寸和0.259英寸范围内，最小伸长率为10%。F 壁厚在0.260英寸和0.500英寸范围内，最小伸长率为 12%。G 壁厚小于0.125英寸，最小伸长率为8%。表2 管材力学性能（国际单位）A、B合金C状态C尺寸抗拉强度不小于，Mpa屈服强度不小于，Mpa延伸率 不小于，%C50mm5D3003H18H112111859516535425226061T6（挤压）T6（拉伸）1111260260290260240240240240810D8E10F996063T6所有205170876351T5T6所有所有26029024025510D10G99A 确定力学性能的依据见附录A1。B 为确定测量值是否符合本标准规定，对每个抗拉强度和屈服强度修约精确至1MPa，每一伸长率修约精确至0.5%。其修约方法应按E29。C 定标距 50mm试样适用于管材全截面或加工成两平行面且壁厚不大于12.50mm的扁平试样；标距5D（5.65）（其中A为试样横截面积，D为直径），适用于壁厚大于6.30mm材料加工成的圆形试样。D 壁厚小于6.30mm，最小伸长率为8%。E 壁厚在1.25mm6.60mm之间，最小伸长率为10%。F 壁厚在6.60mm12.50mm之间，最小伸长率为12%。G 壁厚小于3.20mm, 最小伸长率为8%。表3 挤压管材力学性能（英寸）A、B状态壁厚，in面积，in2抗拉强度，ksi屈服强度，ksi延伸率（2in或4D）不小于，%C最小最大最小最大1060OH112FD所有所有8.58.514.02.52.525251100OH112FD所有所有11.011.015.53.03.025252014O所有所有30.018.012T4T4510ET4511E所有所有50.035.012T42所有所有50.029.012T6T6510ET6511E0.4990.5000.7490.750所有所有25253260.064.068.068.053.058.060.058.07776T620.7490.750所有25253260.060.060.053.053.053.0776FD所有所有2024O所有所有35.019.012T3T3510ET3511E0.2490.2500.7490.7501.4991.500所有所有所有25253257.060.065.070.068.042.044.046.048.046.0101010108T420.7490.7501.4991.500所有所有25253257.057.057.057.038.038.038.038.01210108T81T8510ET8511E0.0500.2490.2501.4991.500所有所有3264.066.066.056.058.058.0455FD所有所有2219O所有所有32.018.012T31T3510ET3511E0.4990.5002.999252542.045.026.027.01414T620.9991.000252554.054.036.036.066T81T8510ET8511E2.9992558.042.06FD所有所有3003OH112FD所有所有14.014.019.05.05.025.025.0表3（续） 挤压管材力学性能（英寸）A、B状态壁厚，in面积，in2抗拉强度，ksi屈服强度，ksi延伸率（2in或4D）不小于，%C最小最大最小最大包铝3003OH112FD所有所有13.013.018.04.54.525255052OFD所有所有25.035.010.05083OH111H112FD所有323232所有39.040.039.051.016.024.016.01412125086OH111H112FD所有323232所有35.036.035.046.014.021.014.01412125154OH111H112FD所有323232所有31.033.031.041.012.019.012.01412125456OH111H112FD所有323232所有41.042.041.053.019.026.019.01412126061O所有所有22.016.016T10.625所有26.014.016T4T4510ET4511E所有所有26.016.016T42所有所有26.012.016T510.625所有35.030.08T6，T62T6510ET6511E0.2490.250所有38.038.035.035.0810FD所有所有6063O所有所有19.018T1F0.5000.5011.000所有17.016.09.08.01212T4，T420.5000.5011.000所有19.018.010.09.01414T50.5000.5011.000所有22.021.016.015.088T521.000所有22.030.016.025.08T6，T620.1240.1251.000所有30.030.025.025.0810FD所有所有6066O所有所有29.018.016T4T4510ET4511E所有所有40.025.014表3（续） 挤压管材力学性能（英寸）A、B状态壁厚，in面积，in2抗拉强度，ksi屈服强度，ksi延伸率（2in或4D）不小于，%C最小最大最小最大6066T42所有所有40.024.014T6T6510ET6511E所有所有50.045.08T62所有所有50.042.086162T5T5510ET5511E1.000所有37.034.07T6T6510ET6511E0.1490.2500.499所有38.038.035.035.08106351T4T60.4790.1240.1250.749所有32.042.042.019.037.037.0168107075O所有40.024.010T6，T62T6510ET6511E0.2490.2500.4990.5001.4991.5002.999所有78.081.081.081.070.073.072.072.07777T73T73510T73511FD0.0620.2490.2501.4991.5002.999所有所有2525所有68.070.069.058.061.059.07887178O所有3240.024.010T6T6510ET6511E0.0610.0620.2490.2501.4991.5002.4992.5002.999所有20252525323282.084.087.086.084.082.076.076.078.077.075.071.055555T620.0610.0620.2490.2501.4991.5002.4992.5002.999所有20252525323279.082.086.086.084.082.073.074.077.077.075.071.0555555FD所有所有A 确定力学性能的依据见附录A1。B 为确定测量值是否符合本标准规定，每个抗拉强度和屈服强度修约精确至0.1ksi，伸长率修约精确至0.5%。其修约方法按E29。C 取2英寸全断面、扁平试样或4倍直径圆试样进行伸长率的测量。9.1.1中规定条件下不需要测量。D 对F状态管材不提供力学性能。E 对于消除应力状态（T3510、T3511、T4510、T4511、T5511、T6510、T6511、T73510、T73511、T8510、T8511）材料，除规定性能外，其特性和性能可能与基本状态材料的特性和性能稍有不同。F 以前命名为T42状态的6063-T1挤压制品经过适当的时效（沉淀热处理）后，命名为T5。表4 挤压管材力学性能（国际单位）A、B状态壁厚，mm面积，mm2抗拉强度，Mpa屈服强度，Mpa延伸率 不小于，%C最小最大最小最大50mm5D1060OH112FD所有所有6060951515252522221100OH112FD所有所有75751052020252522222014O所有所有2051251210T4T4510ET4511E所有所有3452401210T42F所有所有3452001210T6T6510ET6511E12.5012.5018.0018.0018.00所有16000200001600041544047047036540041540076665T6218.0018.0018.00所有1600016000200004154154153653653657665FD所有所有2024O所有所有2401301210T3T3510ET3511E6.306.3018.0018.0035.0035.0035.00所有所有所有160001600020000395415450485470290305315360I330J10H10H9H997T42F18.0018.0035.0035.0035.00所有所有2525323953953953952602602602601210997T81T8510ET8511E0.0500.2490.2501.4991.500所有所有324404554553854004004544FD所有所有2219O所有所有2201251210T31T3510ET3511E12.5012.5080.001600016000290310180185141212T6225.0025.002525370370250250655T81T8510ET8511E80.002540029065FD所有所有3003OH112FD所有1.601.60所有所有95959513035353525252222表4（续） 挤压管材力学性能（国际单位）A、B状态壁厚，mm面积，mm2抗拉强度，Mpa屈服强度，Mpa延伸率 不小于，%C最小最大最小最大50mm5D包铝3003OH112FD所有所有90901253030252522225052OFD所有所有170240705083OH111H112FD所有200002000020000所有2702752703501101651101412121210105086OH111H112FD所有200002000020000所有24025024031595145951412121210105154OH111H112FD所有200002000020000所有21523021528585130851412121210105456OH111H112FD所有200002000020000所有2852902853651301801301412121210106061O所有所有1501614T116.00所有180951614T4T4510ET4511E所有所有1801101614T42所有所有180851614T5116.00所有24020587T6，T62T6510ET6511E6.306.30所有2602602402408169FD所有所有6063O所有所有1301816T112.5012.5025.00所有1151106055121010T4，T42F12.5012.5025.00所有1301257060141212T512.5012.5025.00所有150145110105877T5225.00所有15011087T6，T623.203.2025.00所有2052051701708109FD所有所有6066O所有所有2001251614T4T4510ET4511E所有所有2751701412表4（续） 挤压管材力学性能（国际单位）A、B状态壁厚，mm面积，mm2抗拉强度，Mpa屈服强度，Mpa延伸率 不小于，%C最小最大最小最大50mm5D6066T42所有所有2751651412T6T6510ET6511E所有所有34531087T62所有所有345290876162T5T5510ET5511E25.00所有25523576T6T6510ET6511E6.306.3012.50所有26026024024081096351T4T619.003.203.2025.00所有220290290130255255168101497075O所有275165109T6，T62T6510ET6511E6.306.3012.5012.5070.00所有5405605604855054957766T73T73510T73511FD1.606.306.3035.0035.0070.00所有130001600018000所有47048547540042040578777178O所有20000275165109T6T6510ET6511E1.601.606.306.3035.0035.0060.0035.0060.0060.0080.00所有130001600016000160002000020000565580600595580565525525540530515490554444T62F1.601.606.306.3035.0035.0060.0035.0060.0060.0080.00所有130001600016000160002000020000545565595595580565505510530530515490554444FD所有所有A 确定力学性能的依据见附录A1。B 为确定测量值是否符合本标准规定，对极限强度和屈服强度修约精确至1兆帕，伸长率修约精确至0.5%。其修约方法按E29。C 定标距 50mm试样适用于管材全截面或加工成两平行面且壁厚不大于12.50mm的扁平 试样；标距5D（5.65）（其中A为试样横截面积，D为直径），适用于壁厚大于6.30mm材料加工成的圆形试样。9.1.1中规定条件下不需要再测量。D 对于F状态，不提供力学性能。E 对于消除应力状态（T3510、T3511、T4510、T4511、T5511、T6510、T6511、T73510、T73511、T8510、T8511）材料，除规定性能外，其特性和性能可能与基本状态材料的特性和性能稍有不同。F 生产厂家不提供T42和T62状态性能指标。3 术语3.1 定义3.1.1 包铝无缝管材-内表面有一层用冶金法包的铝及铝合金包覆层的铝材。该包覆层相对于被包覆的基体来说呈阳极，这种电化学保护作用，使基体免受腐蚀。3.1.2 挤压无缝管材-一种圆形断面和壁厚均匀的空心锭挤压到成品尺寸的制品。3.1.3 生产者材料的最初制造者。3.1.4 无缝管材- 挤压或拉伸无缝管材，具有一定的外径标准尺寸，壁厚通常由“名义管材尺寸”和美国国家标准协会（ANSI）管壁厚度编号命名。3.1.5 供应者只包括批发商与零售商，与生产者有根本区别。3.2本标准的术语说明3.2.1 应能术语“应能”一词在本标准中的意思是：材料无须由生产者进行试验，不过，需方以后试验时，若确定材料不符合标准要求，可以退货。4 合同内容4.1按本标准订货时，订单应包括如下内容：4.1.1本标准编号（包括号码、年份和修订号）。注3 对于英寸-磅订单指定标准B241，对于公制订单指定标准B241M，单位不能混淆。4.1.2 数量：根数或公斤。4.1.3 合金（第7条）。4.1.4 状态(第9条)。4.1.5 管材尺寸和管材规格（ANSI H 35.2 和H35.2M的16.7表）或外径和壁厚（挤压管）。4.1.6 长度4.2 另外，如果用户要求时，应用本标准订货的订单应包括下列内容：4.2.1 挤压机上的固溶处理是不允许的（第8.2条）。4.2.2 是否按B918进行热处理（第8.3条）。4.2.3 是否挤压尺寸小于1英寸的管材（第5.1条和表1或表2，脚注F）。4.2.4 是否要求管头带螺纹（第15.2条）。4.2.5 材料发运前是否由需方代表对材料进行检验或试验检查(第16条)。4.2.6是否进行识别标记（第19条），是否需要2014合金和2024合金T3、T4状态，6061合金T6状态（第19.2条）批号标识。4.2.7 是否按B660进行包装；若如此则要求防护和包装的级别和包装要求（第19.3条）。4.2.8是否需要材料质量证明书（第20条）。4.2.9对超出此标准尺寸的制品，是否要求拉伸性能和尺寸偏差。（第9.1.2条和第14.2条）。4.2.10 是否需要进行超声波探伤（第16条,表67）。5 材料及加工工艺5.1 标准和非标准管材由空心挤压铸锭（铸成空心锭、镗孔或实心穿孔），经模子和芯杆挤压而成的。是否进行冷拉，由生产者决定。6 质量保证6.1 检查责任除非合同或订单中另有规定，生产者要负责完成本标准规定的所有检查和试验；除需方有异议，并在合同注明外，生产者可以使用自己或其他合适的设备，进行本标准所规定的检查与试验。需方如认为有必要，有权进行本标准所规定的检查与试验，以确定材料是否符合本标准要求。6.2 批次定义一个检查批次按如下方式定义：6.2.1对于经热处理的制品来说，一个检查批次是相同加工方法生产的，同种合金、同一状态、同一公称尺寸，一个或几个热处理炉次的一次交检的一定数量的制品。6.2.2 对于非经热处理的制品来说，一个检查批次是相同加工方法生产的，同种合金、同一状态、同一公称尺寸，一次交检的一定数量的制品。7 化学成分7.1 范围材料的化学成分范围应符合表5的规定。生产者应在浇铸时或从成品、半成品上取样分析，确定化学成分是否符合本标准的要求，若生产者在生产过程中已确定了材料的化学成分，就不必再从成品上取样分析了。注4按美国铝工业惯例，在铸锭加工之前测定化学成分。由于生产的连续性，要保持特定的铸锭分析结果与最终某些特定产品的成分完全一致是不现实的。7.2 试样数量确定化学成分的取样数量应符合如下规定：7.2.1当铸造时取样，同一熔次的金属铸造时，每组铸锭至少取一个试样。7.2.2当从成品或半成品上取样时，每4000lb（2000公斤）取一个试样，不足4000lb（2000公斤）的也取一个试样，但每件上只能取一个试样的除外。7.3 取样方法分析化学成分的试样，可按下述方法之一：7.3.1化学分析用试样，应从有代表性的一根或几根上，用钻、锯、铣、车或剪等方法取得，试样重量不少于75克，取样应按E55方法进行。7.3.2光谱化学分析试样，可按E716方法进行，其它分析方法的取样应与分析材料的种类所得的分析方法相适应。注5 用包铝成品材料来准确地分析其化学成分是困难的。但是，如果在分析之前去掉包覆层，就能相对准确地分析基体的化学成分。测定包覆层的化学成分更加困难，因为包覆层薄，而且由于基体和包覆层之间有元素扩散。但是，对材料表面数个分散开的点，用金相分析和光谱化学分析相结合的办法，可以准确地分析包覆层合金的化学成分。7.4 分析方法化学成份的测定应按相应化学分析方法（E34）、光谱化学分析方法（E101 、E227 、E607及E1251）来分析材料的化学成分。没有ASTM方法可用时，可以用其他方法。如双方有争议，则由双方商定分析方法。表5 化学成分A，B，C合金SiFeCuMnMgCrZnTi其他元素DAl单个合计10600.250.350.050.030.03-0.050.030.03F-99.60G1100Si+Fe：0.950.050.200.05-0.10-0.050.1599.00G20140.501.20.73.95.00.401.20.200.80.100.250.15H0.050.15余量20240.500.503.84.90.300.91.21.80.100.250.15H0.050.15余量22190.200.305.86.80.200.400.02-0.100.020.100.05I0.15I余量30030.60.70.050.201.01.5-0.10-0.050.15余量包铝3003J-50520.250.400.100.102.22.80.150.350.10-0.050.15余量50830.400.400.100.401.04.04.90.050.250.250.150.050.15余量50860.400.500.100.200.73.54.50.050.250.250.150.050.15余量54540.250.400.100.501.02.43.00.050.200.250.200.050.15余量54560.250.400.100.501.04.75.50.050.200.250.200.050.15余量6061K0.400.80.70.150.400.150.81.20.040.350.250.150.050.15余量60630.200.60.350.100.100.450.90.100.100.100.050.15余量60660.91.80.500.71.20.61.10.81.40.400.250.200.050.15余量61620.400.80.500.200.100.71.10.100.250.100.050.15余量63510.71.30.500.100.400.80.400.8-0.200.200.050.15余量7072LSi+Fe：0.70.100.100.10-0.81.3-0.050.1570750.400.501.22.00.302.12.90.180.285.16.10.20M0.050.15余量71780.400.501.62.40.302.43.10.180.286.37.30.200.050.15余量A 除有规定范围或其他说明外，其余均为最大百分数含量。（指重量百分含量）B 表中所列元素均应进行化学分析。C 为了与表中所列范围一致，分析得到的观察值或计算值应按照E29取整方法取整到表中所列的最后一位。D 其它元素包括表中所列但是未指定范围的元素和表中未列元素。生产者可以分析表中未列的其他微量元素，然而，此类分析不是必须的，也不可能含盖所有的其他合金元素。当怀疑某一元素或某几个元素含量超出规定范围时，需做进一步分析，以确定这些元素含量是否超出规定范围。E 其他元素总和是指将其他不确定的含量达到或超过0.010%的元素，取整到小数点后两位，然后加和。F 钒最大含量为0.05%。G 铝含量是指由100.00%减去所有含量或超过0.010%的元素之和得到的，这些元素求和之前应取整到小数点后两位。H 由需方和生产者或供方者商定，Zr和Ti之和不超过0.20%。I 钒：0.050.15%、锆：0.100.25%，其他元素总量不包括钒和锆。J 7072合金包覆3003合金。K 从1965年起，6062合金与6061合金合并，将铬的最低含量从0.15%改到0.04%，从而取消了6062合金。L 在3003合金上包覆7072。M 由需方和生产者或供方者商定Zr和Ti之和不超过0.25%。表6 无缝挤压管材超声检测缺陷极限（英寸）A合金壁厚，in每片最大重量，lb最大宽度：厚度，比率缺陷等级B2024707571780.5000.5001.4991.50060060060010：110：110：1BBAA 如果确认产品缺陷经机械加工后可除掉，或者缺陷在非关键部位，则允许有超过本表所示的缺陷。B 缺陷等级的规定参照B594中第11条。表7 无缝挤压管材超声检测缺陷极限（国际单位）A合金壁厚，mm每片最大重量，kg最大宽度：厚度，比率缺陷等级B20247075717812.5012.5035.0035.0030030030010：110：110：1BBAA 如果确认产品缺陷经机械加工后可除掉，或者缺陷在非关键部位，则允许有超过本表所示的缺陷。B 缺陷等级规定参照B594中第11条。8 热处理8.1 对于以T1和T5状态供货的制品，生产者或供应商应符合B805 方法进行热处理。对于以T3、T4、T6、T7、T78状态供货的制品，除按8.2或8.3另有规定外，生产者或供应商应按照AMS2772规定方法进行热处理。8.2 对于6061、6063和6351合金材料， 可按B807方法在挤压机上进行固溶处理和淬火，以达到相应T4 和T6类状态8.3 当另有规定时，对T3、T4、T6、T7、T78状态制品，应符合B918的规定进行热处理。9 拉伸性能9.1 范围材料应符合表1、2和表3、4中规定的拉伸性能要求。9.1.1 伸长率要求将不适用于下列情况：9.1.1.1 根据测试方法B557B557M要求，因尺寸问题而不能截取标准试样。9.1.1.2 壁厚小于0.062英寸(1.60mm)的管材。9.1.2 表3和表4未包括尺寸的拉伸性能范围由供需双方协商，并在合同或订单中注明。9.2取样数量9.2.1 对于单位重量小于或等于1lb/linear ft（1.7公斤/米）的材料来说，每批每1000lb（500公斤）或不足1000lb（500公斤）的那部分材料，均应取一个拉伸试样。9.2.2 对于单位重量大于1lb/linear ft （1.7公斤/米）的材料来说，每批每1000ft（300米）或不足1000ft（300米）的那部分材料，均应取一个拉伸试样。9.2.3如果生产者或供方同需方协商，可采用其他取样方法。9.3试验方法拉伸试验可按B557（B557M）方法执行。10 生产者对热处理效果的责任10.1 对于以O或F状态下供货的可热处理强化合金（在表3和表4中规定的尺寸范围内），试样按照