特殊环境条件轨道车辆结构用铝合金挤压型材.pdf

i c s 7 7 1 2 0 1 0 h 6 1 沥日 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 g b t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 特殊环境条件 轨道车辆结构用铝合金挤压型材 wr o u g h t a l u mi n u m a l l o y e x t r u d e d p r o f i l e s f o r r a i l r o a d v e h i c l e s t r u c t u r e s f o r s p e c i a l e n v i r o n me n t 2 0 0 5 0 7 0 4 发布 2 0 0 5 1 2 0 1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 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 前言 本标准的附录a是参考a s t m g 3 4 1 9 9 0 2 x x x和7 x x x系铝合金的剥落腐蚀试毅 e x c o试 验 和 a s 丁 m g 6 6 1 9 8 6 5 x x x系铝合金的剥落腐蚀试验 a s s e t试验 制定的 本标准的附录 b是参考 a s t m g 4 7 1 9 9 0 高强度铝合金应力腐蚀试验方法 制定的 本标准的附录 a 附录b和附录 c为规范性附录 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归口 本标准由中国科学院计量测试高技术联合实验室负责起草 本标准参加起草单位 西南铝业 集团 有限责任公司 北京有色金属研究总院 本标准主要起草人 沈乃激 林乐耘 李瑞山 赵月红 本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责解释 gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 特殊环境条件轨道车辆结构用铝合金挤压型材 范 围 本标准规定了特殊环境条件下轨道车辆结构用铝合金型材的要求 试验方法 检验规则 标志 包 装 运输 贮存及合同内容等 本标准适用于我国高海拔 干热高温 低温 温差悬殊 盐湖周围 沙尘暴等特殊环境条件下行驶的 轨道车辆结构用铝合金挤压型材 以下简称型材 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件 其随后所有 的修改单 不包括勘误的内容 或修订版均不适用于本标准 然而 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件 其最新版本适用于本标准 g b t 3 0 7 5 1 9 8 2 金属轴向 疲劳试验方法 g b t 1 9 3 4 7 轨道车辆结构用铝合金挤压型材 j b t 8 2 8 6 轴向加荷疲劳试验机动态力校准 要 求 3 1 产品分类 型材的合金牌号及供应状态应符合表 1 的规定 表 合金牌号供应状态 5 0 5 2 5 0 8 3 h 1 1 2 6 0 6 1 6 0 6 3 6 0 0 5 at5 t 6 6 0 8 2 6 1 0 6t 6 7 0 0 3 7 0 0 5t5 t 6 3 2 化学成分 尺寸偏差 力学性能 低倍组织 显微组织 表面质f 型材的 化学成分 尺寸偏差 力学性能 低倍组织 显微组织及表面质量均应符合g b t 1 9 3 4 7 的 要求 3 3 抗剥落腐蚀性能 7 0 0 5 t 5 7 0 0 5 t6 及 6 0 0 5 a t 5 6 0 0 5 a t 6 型材和 5 0 8 3 h1 1 2型材 不得出现 e b e d级的剥落 腐蚀 3 4 抗应力腐蚀性能 6 0 0 5 a t 5及6 0 0 5 a t6 型材应力腐蚀试验结果至少达到 b级 3 5 抗腐蚀疲劳性能 6 0 0 5 a t 5及6 0 0 5 a t 6型材腐蚀疲劳试验结果按本标准选用的 强度比拟评定法 至少应达到 b 级 供需双方也可商定使用更为准确可靠的 线性模拟法 按 g b t 3 0 7 5 1 9 8 2 规定 进行试验和 评 定 试验方法 4 1 型材的化学成分 尺寸偏差 力学性能 低倍组织 显微组织 表面质量的试验或检测方法应符合 1 gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 g b t 1 9 3 4 7的规定 4 2 型材的剥落腐蚀试验方法应符合附录a的规定 4 3 型材的应力腐蚀试验方法应符合附录b的规定 4 4 型材的腐蚀疲劳试验方法应符合附录 c的规定 5检验规则 5 1 检验和验收 型材应由供方技术监督部门进行检验 保证产品质量符合本标准的规定 并填写质量证明书 需方 应对收到的产品按本标准的规定进行复验 复验结果与本标准及订货合同的规定不符时 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三个月内提出 如需仲裁 仲裁取样应由供需双方共 同进行 5 2组批 型材应成批提交验收 每批应由同一合金牌号 状态和规格组成 5 3 检验项 目 5 3 1 每批产品出厂前应进行化学成分 尺寸偏差 力学性能 表面质量 低倍组织的检验 淬火制品 应进行显微组织检验 5 3 2 要求进行剥落腐蚀试验 应力腐蚀试验及腐蚀疲劳试验的型材 在首次供货或工艺发生重大变 化时 均应进行剥落腐蚀试验 应力腐蚀试验及腐蚀疲劳试验 经检验合格后 在以后的批次供货时 不 再进行剥落腐蚀试验 应力腐蚀试验及腐蚀疲劳试验 5 4取样 5 4 1 型材化学成分 尺寸偏差 力学性能 低倍组织 显微组织及表面质量 的取样应符合 g b t 1 9 3 4 7 规定 5 4 2 要求进行剥落腐蚀试验 应力腐蚀试验及腐蚀疲劳试验的型材 在首次供货或工艺发生重大变 化时 应分别切取6个试样进行剥落腐蚀试验 应力腐蚀试验及腐蚀疲劳试验 5 5 检验结果的判定 5 5 1 型材化学成分 尺寸偏差 力学性能 低倍组织 显微组织及表面质量检验结果的判定应符合 g b t 1 9 3 4 7的规定 5 5 2 型材在进行剥落腐蚀试验 应力腐蚀试验及腐蚀疲劳试验时 若有一个试样的试验结果不合格 时 则应重取双倍数量的试样进行该项 目的重复试验 若重复试验后仍有一个试样不合格时 则判该产 品不合格 供方可对产品进行工艺调整 调整工艺后 仍重新取样进行剥落腐蚀试验 应力腐蚀试验及 腐蚀疲劳试验 6 标志 包装 运输 贮存 型材的标志 包装 运输和贮存应符合 g b t 1 9 3 4 7的规定 gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 附录a 规范性附录 剥落腐蚀试 验方法 a 1 范 围 本附录规定了铝合金型材的剥落腐蚀试验方法 本附录适用于特殊环境条件下轨道车辆结构用铝合金型材 a 2方法原理 本方法通过在腐蚀性溶液中对试验材料进行一定时间的浸蚀试验 来评价材料对剥落腐蚀的敏 感 性 a 3试荆 a 3 1 非铝镁系合金型材试验用试荆 a 3 1 1 氯化钠 n a c l p 2 1 6 g c m a 3 1 2 硝酸钾 k no 3 p 2 1 0 g c m a 3 1 3 硝酸 hn o 7 3 a a 3 2 铝镁系合金型材试验用试剂 a 3 2 1 氯化按 n h4 c l p 1 5 3 g c m a 3 2 2 硝酸按 n h4 n o p 1 7 3 g c m a 3 2 3 酒石酸铁 c h 3 n o e p 1 6 0 g c m 3 a 3 2 4 过氧化氢 h z o i p 1 4 6 g ml a 4 试验溶液 a 4 1 非铝镁系合金型材试验用溶液 将2 3 4 g n a c i a 3 1 和5 0 g k n o b a 3 2 溶于蒸馏水中 然后添加6 3 m l h n o a 3 1 3 再用蒸馏水稀释至1 0 0 0 m l 即配成了p h值约为 4 的试验溶液 1 l试验溶液中含4 m o l n a c l 0 5 m o l k n 0 3 和 0 1 m o l 的 hn 0 3 a a 4 2 铝镁系合金型材试验用溶液 将 5 3 5 g nh4 c i a 3 2 1 5 0 g nh 4 no 3 a 3 2 2 和 1 8 4 g c h i n 2 os a 3 2 3 溶于少量 蒸馏水中 然后添加3 g h 2 0 2 a 3 2 4 再用蒸馏水稀释至1 0 0 0 m l 即配成了p h值约为5 2 5 4 的试验溶液 1 l试验溶液中含 1 m o l n h 4 c i 0 2 5 m o l n h 4 n 0 3 1 0 0 1 m o l 的c 4 h 2 n 2 o 以及 0 0 8 8 mo l 的 h o a 5 试验装 it 采用抗腐蚀的非金属材料制作的环境箱及其辅助装置 不允许环境箱及其辅助装置有介质渗漏 a 6试样 在型材具有代表性的部位锯切纵向试样 试样厚度为型材的原始尺寸 试样最小长度为1 0 0 mm 最小宽度为 3 0 mm 5 0 mm 试样边缘无需进行机加工 gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 a 7 试验程序 a 7 1 试验前应对试样进行外观和尺寸检验 但不得造成试样损伤口 a 7 2 彻底清除试样表面的油污 尘垢和油脂 随后应立即进行试验 或放在干燥器中短期保存 a 7 3 采用涂料或防护层将试样的非主试验面进行保护 与主试验面垂直的面不加以保护 涂料或 防护层必须有很好的附着力 以免涂料或防护层下边产生缝隙腐蚀 涂料或防护层还不应含有可渗出的 离子和防护油 a 7 4 使用足够量的新鲜试验溶液 a 4 将试样全浸在试验溶液中 并放置于容器底部的惰性材料 制成的棒或支架上 其顶端在溶液表面之下至少 2 5 mm 试样的主试验面应朝上并呈水平位置 以防 止试样表面腐蚀物损失 溶液体积与试样被浸面的面积和 之比 率为1 0 m l c m 2 3 0 m l c m 2 试验溶 液保持静止 在试验期内不更换溶液 非铝镁系合金型材试验溶液温度应控制在 2 5 士3 0c 铝镁系合 金型材试验溶液温度应保持在 士i c口 a 7 5 安装试样应戴清洁的手套 不应用手直接接触试样 操作应仔细 使试样与试验机上下夹头保 持同轴 尽量减少试样轴向应力以外的其他应力 a 7 6 安装试验装置时 应确保不损伤试样表面 环境箱与试样应密封良好 无溶液渗漏 a 7 7 在浸渍6 h 2 4 h内观察试样 不清洗 a 7 8 非铝镁系合金型材在试样继续浸渍至4 8 h后取出检验并评定等级 铝镁系合金型材在试样连 续浸渍2 4 h 后取出检验并评定等级 检验与评级之后用水冲洗试样 再在浓硝酸中浸泡3 0 min后 取 出用水冲洗并吹干或晾干 a 8 试验 结果及评 定 a 8 直接目测或通过金相观察试样 根据表 a 1 评定等级 表 a 1 等级代号 试样状况 n 无明显腐蚀 表面只有褪色 污染 或浸蚀 p 点腐蚀 表面出现不连续的小坑或小的点状起泡 ea 剥落腐蚀 表面出现微小的疙疤 微小的裂纹 薄片或粉末 仅带有轻微的分离 e b 剥落腐蚀 表面明显分层 并穿人进金属 ec 剥落腐蚀 表面严重分层 并穿人到金属相当深处 ed 剥落腐蚀 表面分层很严重 并穿透金属且有金属损失 gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 附录b 规范性 附录 拉伸应力腐蚀试验方法 b 1 范 围 本附录规定了铝合金型材的拉伸应力腐蚀试验方法 本附录适用于特殊环境条件下轨道车辆结构用铝合金型材 b 2方法原理 本方法是将试样置于腐蚀溶液中 将该材料的规定非比例延伸强度乘以一定的百分数所得的数值 作为材料的应力水平 并以该应力通过拉伸应力腐蚀试验机对试样施加恒应力载荷拉伸 通过检测材料 是否在 2 0 0 h内断裂来评定材料的拉伸应力腐蚀性能 b 3 试 验溶液 氯化钠水溶液 p 3 5 g l b 4 试验设备 推荐采用 y f 5 0 0 拉伸应力腐蚀试验机 也可以采用符合国家规定的其他类型的拉伸应力腐蚀试 验机 b 5试样 b 5 在型材具有代表性的部位锯切纵向矩形试样 采用铣床铣边 试样加工过程中 应确保试样表 面不发生过热 b 5 2 试样形状和尺寸可参见 g b t 3 0 7 5附录a b 5 3 试样厚度为型材的原始尺寸 b 5 4 试样尺寸应符合应力腐蚀试验机的要求 应以确保试样承受载荷的最大绝对值不小于试验机 所用载荷挡满量程的2 5 也不大于所用载荷挡满量程的9 0 为前提 选择试样试验段宽度 试样夹持 端横截面积与试验段横截面积的比值取决于试样的夹持方式 一般不小于 1 5 b 5 5 试样表面不允许有任何划伤 精加工后 光滑和缺口试样试验段的表面粗糙度应不大于 0 4 ta m b 5 6 试样尺寸的测量精度为士0 0 1 mm b 6 试验程序 b6 1 试验前应对试样进行外观和尺寸检验 但不得造成试样损伤 b 6 2 用汽油和酒精清除试样表面的油污 尘垢和油脂 随后应立即进行试验 或放在干燥器中短期 保存 b 6 3 添加试验溶液 b 3 后即进行加载 试验载荷应力水平根据实际需要来施加 最大应力水平应 低于被试验材料规定非比 例延伸强度r o z 的9 0 b 6 4 试验过程中 施加载荷应平稳 准确 不得超载 试验期间 每 1 5 h更换一次试验溶液 试验溶 液温度应保持 3 5 士1 0c b 6 5 加载后便开始计时 直至试样断裂所经时间即为试样的应力腐蚀寿命 试样失效必须发生 5 gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 在试验段 b 6 6 安装试样应戴清洁的手套 不应用手直接接触试样 安装试样应仔细操作 使试样与试验机上 下夹头保持同轴 尽量减少试样轴向应力以外的其他应力 b 6 7 安装腐蚀装置时 应确保不损伤试样表面 环境箱与试样应密封良好 无腐蚀介质渗漏 b 7 试验结果及评定 b 7 1 加载时间为 2 0 0 h时 试样仍未发生断裂 判试验结果合格 在加载时间 2 0 0 h的期间 试样发 生断裂 判试验结果不合格 b 7 2 应力腐蚀试验按试验载荷应力水平的大小分为a b c三个等级 a 试验载荷应力水平大于或等于 规定非比例延伸强度r w 的7 5 b一 一试验载荷应力水平大于或等于 规定非比例延伸强度r 的5 0 c 试验载荷应力水平大于或等于规定非比例延伸强度r o z 的2 5 gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 附录c 规范性附录 腐蚀疲 劳试验 方法 c 1 范 围 本附录规定了铝合金型材的腐蚀疲劳试验方法 本附录适 用于特殊环境条件下轨道车辆结构用铝合金型材 c 2方法原理 本方法是将试样置于腐蚀溶液中 将该材料的规定非比例延伸强度乘以一定的百分数 所得的数值 确定为材料的应力水平 并将该应力值作为腐蚀疲劳测试的最大载荷 通过确定的应力比得到测试的最 小载荷 再通过腐蚀疲劳试验机对试样加载直至材料断裂 测定材料的断裂周次 从而评定材料的腐蚀 疲劳性能 c 3 试 荆 c 3 1 氯化钠 n a c l p 2 1 6 g c m c 3 2 铬酸钠 n a 2 c r 0 p 2 7 2 g c m c 3 3 试验溶液 称取 2 0 g 士1g的氯化钠 c 3 1 和 5g 士0 5 g的铬酸钠 c 3 2 分别用少量蒸馏 水或去离子水溶解 移人 1 0 0 0 ml容量瓶 以水稀释至刻度 混匀 c 4 试验设备 c 4 1 试验可以选择不同类型的具有轴向加载功能的疲劳试验机 轴向应力类型及符号应符合 gb t 3 0 7 5 的规定 c 4 2 试验机静载荷示值相对误差不大于示值的士1 示值相对变动性不大于示值的 1 0 a c 4 3 试验机动载荷示值相对误差不大于每一循环中最大载荷的士3 在整个试验过程中动载荷示 值的相对变动性不大于示值的 3 试验机动态力校准方法按j b t 8 2 8 6的规定 c 4 4在使用空间范围内 试验机的上下夹具受力同轴度不大于 1 0 同轴度检测方法见 gb t 3 0 7 5 附录 b c 4 5 试验机运行 1 0 0 0 h或一年检定一次 以检定周期短者为准 凡影响试验机准确度的移动位 置 维修 调整之后 应立即检定试验机 c 5试样 c 5 1 在型材具有代表性的部位锯切纵向矩形试样 采用铣床铣边 试样加工过程中 应确保试样表 面不发生过热 c 5 2 试样形状和尺寸可参见 g b t 3 0 7 5 附录 a c 5 3 试样厚度为型材的原始尺寸 c 5 4 试样尺寸应符合试验机的要求 应以确保试样承受载荷的最大绝对值不小于试验机所用载荷 挡满量程的 2 5 也不大于所用载荷挡满量程的 9 0 为前提 选择试样试验段宽度 试样夹持端横截面 积与试验段横截面积的比值取决于试样的夹持方式 一般不小于 1 5 c 5 5 选择试样尺寸时 应避免试样因其固有频率和试验频率相近而产生共振 c 5 6 试样表面不允许有任何划伤 精加工后 光滑和缺口试样试验段的表面粗糙度应不大于 4 gy m gb t 1 9 3 4 7 2 2 0 0 5 c 5 7试样尺寸的测量精度 为士0 0 1 mm c 6试验程序 c 6 1 试验前应对试样进行外观和