(高清版)GBT 40321-2021 高强高韧型Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T40321—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国有色金属工业协会提出。本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。本文件起草单位：东北轻合金有限责任公司、中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院、有色金属技术经济研究院有限责任公司、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、西南铝业(集团)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、中旺铝业有限公司、广东省科学院工业分析检测中心。1GB/T40321—2021高强高韧型Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材1范围本文件规定了7055等Al-Zn-Mg-Cu系高强高韧铝合金板材的分类、技术要求、试验方法、产品合本文件适用于7055等Al-Zn-Mg-Cu系(以下简称7×××系)高强高韧铝合金板材(以下简称板材)。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T467阴极铜GB/T470锌锭GB/T3190变形铝及铝合金化学成分GB/T3246.2变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分：低倍组织检验方法GB/T3499原生镁锭GB/T6519变形铝、镁合金产品超声波检验方法GB/T8005.1铝及铝合金术语第1部分：产品及加工处理工艺GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T16865变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法GB/T17432变形铝及铝合金化学成分分析取样方法GB/T22639铝合金加工产品的剥落腐蚀试验方法GB/T27677铝中间合金YS/T447.1铝及铝合金晶粒细化用合金线材第1部分：铝-钛-硼合金线材YS/T665重熔用精铝锭T/CNIA0074(所有部分)航空用铝合金板材3术语和定义GB/T8005.1界定的术语和定义适用于本文件。4分类板材的牌号、状态及尺寸规格应符合表1的规定。其他牌号、状态及尺寸规格应符合T/CNIA0074.12牌号状态尺寸规格厚度宽度长度T77状态即经固溶处理后再进行三级时效处理工艺达到的一种热处理状态，该状态下的材料强度接近T6状态，腐蚀性能接近T76状态。本文件规定的T7751状态是7055铝合金固溶处理后，在目标值2.3%的永久预拉伸变形量(最低不小于1.5%,最大不大于3%)变形处理后进行三级时效处理的状态。4.2标记及示例7055牌号、T7751状态、厚度为15.5mm、宽度1500mm、定尺长度4000mm的板材标记为：板材GB/T40321—7055T7751-15.5×1500×40005技术要求5.1化学成分板材的化学成分应符合GB/T3190的规定。5.2氢含量7055铝合金板材中每100g铝液中的氢含量应不大于0.10mL,其他7×××系铝合金板材的氢含量应符合T/CNIA0074(所有部分)的规定。5.3尺寸偏差板材的尺寸偏差应符合T/CNIA0074.1的规定。5.4拉伸性能7055铝合金板材的室温拉伸力学性能应符合表2的规定，其他7×××系铝合金板材的拉伸性能应符合T/CNIA0074(所有部分)的规定。表2室温拉伸力学性能牌号状态厚度取样方向室温拉伸试验结果抗拉强度RmMPa规定非比例延伸强度MPa断后伸长率%A₄DA不小于T7751L78 3GB/T40321—2021表2室温拉伸力学性能(续)牌号状态厚度取样方向室温拉伸试验结果MPa规定非比例延伸强度Rp₀.2MPa断后伸长率%A₄pA不小于T7751>38.10～50.00L—7—72L为试样纵轴平行于板材轧制方向；LT为试样纵轴平行于板材宽度方向；ST为试样纵轴平行于板材厚度方向。5.5压缩性能7055铝合金板材的纵向压缩屈服强度应符合表3的规定，其他7×××系铝合金板材的纵向压缩屈服强度应符合T/CNIA0074(所有部分)的规定。表3纵向压缩屈服强度牌号状态厚度取样方向压缩屈服强度MPaT7751LL为试样纵轴平行于板材轧制方向。5.6断裂韧度7055铝合金板材的断裂韧度应符合表4的规定，其他7×××系铝合金板材的断裂韧度应符合T/CNIA0074(所有部分)的规定。牌号状态断裂韧度MPa·m¹/2“L-T为试样纵轴平行于板材宽度方向。4GB/T40321—20217055铝合金板材的电导率应符合表5的规定，其他7×××系铝合金板材的电导率应符合T/CNIA0074(所有部分)的规定。牌号状态厚度电导率MS/mT7751电导率指标20.6MS/m对应于35.5%IACS,22.0MS/m对应于38.0%IACS,23.2MS/m对应于40.0%IACS每张板材电导率最大值和最小值的差值应不大于1.0MS/m(对应于1.724%IACS),每批次板材电导率最大值和最小值的差值应不大于1.5MS/m(对应于2.586%IACS)。7055铝合金板材的抗应力腐蚀性能应符合表6的规定。其他7×××系铝合金板材的抗应力腐蚀牌号状态厚度取样方向C环应力腐蚀性能试验应力MPa试验时间d结果要求目视无裂纹板材的抗剥落腐蚀等级应符合或优于GB/T22639中的EB级。板材的超声波探伤检验结果应符合GB/T6519中的A级。5.11.1板材的断口组织不应有氧化膜和非金属夹杂等缺陷。5.12.1板材的显微组织不应过烧，7055T7751铝合金板材的典型过烧组织见附录A中图A.1。5GB/T40321—20215.12.27055T7751铝合金板材的晶界析出相应断续均匀析出，典型组织见附录A中图A.2。5.12.37055T7751铝合金板材的基体沉淀相应弥散均匀析出，典型组织见附录A中图A.3。5.13外观质量板材外观质量应符合T/CNIA0074.1的规定。6试验方法性能、超声波探伤检验、低倍组织、显微组织和外观质量检验方法应遵守T/CNIA0074.1的规定进行。7产品合格鉴定板材生产应通过相关认证并通过系统评价，产品合格鉴定应符合附录B的规定。8过程控制7055T7751铝合金板材的过程控制应符合附录C的规定，其他7×××系铝合金板材的过程控制应符合T/CNIA0074(所有部分)的规定。9检验规则9.1检查与验收9.1.1产品应由供方进行检验，保证产品质量符合本文件及订货单(或合同)的规定，并填写质量证明书。9.1.2需方应对收到的产品按本文件的规定进行检验。检验结果与本文件及订货单(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三个月内提出。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。材批重不限。产品应检斤计重(除非供需双方另有约定)。9.4检验项目产品检验分为产品合格鉴定检验和出厂检验，检验项目应符合表7的规定。6表7检验项目检验项目产品合格鉴定检验出厂检验化学成分√√氢含量√尺寸偏差√√拉伸性能√√压缩性能√√断裂韧度√√电导率√抗应力腐蚀性能√抗剥落腐蚀性能√√超声波探伤检验√√低倍组织断口试样√其他低倍试样√显微组织过烧组织√晶界析出相√基体沉淀相√外观质量√√“需方要求时进行检验。9.5取样9.5.1产品合格鉴定取样应符合表8的规定。表8产品合格鉴定的取样规定检验项目取样规定要求的章条号试验或检验方法的章条号化学成分按GB/T17432的规定进行6氢含量铸造时任意位置尺寸偏差逐张检验拉伸性能每母板中如图1中A、B、C标识的所有位置的1/2厚度处，每个位置的每个方向取3个试样，其他要求应符合GB/T16865的规定压缩性能每母板中如图1中A、B、C标识的所有位置的1/2厚度处，每个位置取3个试样7GB/T40321—2021表8产品合格鉴定的取样规定(续)检验项目取样规定要求的章条号试验或检验方法的章条号断裂韧度每母板中如图1中A、B、C标识的所有位置的1/2厚度处，每个位置取3个试样6电导率每批板材取一张，于板材上下表面均匀选取测试点，测试点沿轧制方向的间距应不大于610mm,沿垂直轧制方向的间距应不大于102mm抗应力腐蚀性能每批板材中如图1中A1、B2、C3位置的1/2厚度处，每个位置取5个C环试样抗剥落腐蚀性能每母板中如图1中A1、B2、C3位置的1/10厚度处，每个位置取3个试样超声波探伤检验逐张检验低倍组织断口组织厚度不小于25mm的板材，于每母板中如图1中A3、置，按GB/T3246.2的规定进行取样，每个位置取1个试样，试样受检面积不小于100cm²其他低倍组织每母板中如图1中A3、C3位置的横向截面，每个位置取1个试样，试样受检面积不小于100cm²显微组织过烧组织每母板中如图1中A3、C3位置的纵向截面，每个位置取1个试样晶界析出相每母板中如图1中A1、B2、C3位置的纵向截面，每个位置取1个试样基体沉淀相每母板中如图1中A1、B2、C3位置的纵向截面，每个位置取1个试样外观质量逐张检验a厚度小于25mm的板材，不进行断口组织检验。9.5.2产品出厂检验取样应符合表9的规定。表9出厂检验的取样规定检验项目取样规定要求的章条号试验或检验方法的章条号化学成分6尺寸偏差逐张检验拉伸性能每母板中如图1中A或C位置的1/2厚度，每个位置的每个方向取2个试样，其他要求应符合GB/T16865的规定8GB/T40321—2021表9出厂检验的取样规定(续)检验项目取样规定要求的章条号试验或检验方法的章条号压缩性能每母板中如图1中A或C位置的1/2厚度，每个位置取2个试样6断裂韧度每母板中如图1中A或C位置的1/2厚度，每个位置取2个试样抗剥落腐蚀性能每母板中如图1中A或C位置的1/10厚度，每个位置取3个试样超声波探伤检验逐张检验外观质量逐张检验板材轧制方向C1A1B1A1B2A2B2B3A3B3A41B35A51B35——板材垂直轧制方向的1/2位置；板材轧制方向的1/4位置。检验结果的判定按T/CNIA0074.1规定进行。板材的产品标志应符合附录D的规定。9GB/T40321—2021板材的包装箱标志应符合T/CNIA0074.1的规定。包装、运输、贮存及质量证明书应符合T/CNIA0074.1的规定。11订货单(或合同)内容订货单(或合同)内容应符合T/CNIA0074.1的规定。(资料性)7055T7751铝合金板材的显微组织A.1板材的典型过烧组织见图A.1。a)示例1b)示例2图A.1板材的典型过烧组织A.2板材的典型晶界析出相组织见图A.2。a)示例1b)示例2图A.2板材的典型晶界析出相A.3板材的典型基体沉淀相组织见图A.3。GB/T40321—2021(规范性)产品合格鉴定B.1鉴定程序需方有要求时，供方应进行产品合格鉴定(分为三个阶段：工艺研究阶段、工艺稳定性正式验证阶段、批产供货阶段),产品合格鉴定流程见图B.1。供方提出供货申请供方开展工艺验证(三炉十批)并提供全面性能评价报告需方对工艺验证结果确认否是供方开展材料合格鉴定(三炉三批)否工艺稳定性正式验证阶段否评价结果是否合格是否为生产工艺原因不合格是是需方批复供方供货资质供方小批量供应(五十批)需方进行小批量产品性能稳定性和过程控制能力评价批产供货阶段图B.1产品合格鉴定流程图B.2产品合格鉴定要求B.2.1工艺研究阶段供方根据需方要求，制定一整套工艺文件，需方进行工艺文件审核和确认。B.2.2工艺稳定性正式验证阶段B.2.2.1工艺稳定性评价阶段B.2.2.1.1供方按照需方提出的评价方案要求，按照已定的材料生产工艺文件和规程生产不少于3个熔炼炉10个生产批次(以下简称三炉十批)的板材。B.2.2.1.2供方应对按B.2.2.1.1要求生产的板材进行性能检测，检测内容和要求符合9.5.2的规定，取样要求应符合表9的规定。检验结果中任一批次的任一性能不合格，则本验证结果为不通过，供方应分析查找不合格原因，重新确定生产试制工艺，并组织重新开展三炉十批板材的生产验证与评价。B.2.2.1.3供方生产的三炉十批板材委托需方认可实验室开展性能评价，评价要求应符合9.5.1的规定，取样要求应符合表8的规定，由需方进行稳定性评估，评价合格后可以开展合格鉴定，评价结果不合格时，供方应按B.2.2.1.1的规定重新开展工艺验证。B.2.2.1.4供方应对三炉十批板材的室温拉伸力学性能和压缩性能进行变异系数(Cv)的计算，变异系数值应不大于3%,按公式(B.1)进行计算：式中：Cv——变异系数；x平均值。计算结果表示到小数点后一位，按照GB/T8170的规定进行修约。B.2.2.1.5供方应根据最终通过验证的生产工艺制定最终的产品工艺文件(包括规程、PCD文件、生产记录等),供方工艺验证阶段的所有工艺文件、生产原始记录及原始检测报告(包括验证失败的文件记录)应进行存档。B.2.2.2材料合格鉴定阶段B.2.2.2.1供方通过工艺验证后，应按最终确定的工艺要求组织开展合格鉴定板材生产，合格鉴定生产不少于3个熔炼炉3个生产批次(以下简称三炉三批)的铝合金板材。B.2.2.2.2供方应对按B.2.2.1.1要求生产的板材进行性能检测，检测内容和要求应符合9.5.2的规定，取样要求应符合表9的规定。检验结果中任一批次的任一性能不合格，则本验证与评价阶段的所有批次不通过，供方应分析查找不合格原因，并向需方进行书面汇报，如因生产工艺问题，则供方应重新开展工艺验证工作，如因非工艺原因问题，则供方应重新组织合格鉴定。B.2.2.2.3供方自检合格的三炉三批板材委托需方认可的第三方评价机构进行合格鉴定评价，评价要求应符合9.5.1的规定，取样要求应符合表8的规定。评价合格后可以开展合格鉴定，评价结果不合格时，供方应按B.2.2.1.1的规定重新开展合格鉴定。B.2.2.2.4供方应对三炉三批板材的室温拉伸力学性能和压缩性能进行变异系数(Cv)的计算，变异系数值应不大于3%,按公式(B.1)进行计算。B.2.2.2.5供方所有工艺文件、生产原始记录及原始检测报告(包括验证失败的文件记录)应按需方要求进行存档。GB/T40321—2021(规范性)7055T7751铝合金板材的过程控制C.1过程控制文件制定程序应按照本文件规定产品的生产过程控制要求编制过程控制文件。为保证材料质量的稳定性，与本产品生产或生产相关的要求均应在过程控制文件中规定。过程控制文件制定程序如下：a)供方按用户需求生产规定批次的符合本文件要求的产品；b)供方具有完善的第三方质量认证体系；c)供方按本文件规定内容制定过程控制文件；C.2过程控制范围及要求a)原材料要求；b)装备要求；d)性能要求。C.2.2原材料C.2.2.1原材料过程控制包括供应商资格确认和原材料质量控制。C.2.2.4用于生产板材的铸锭在铸造过程中在线测得每100g铝液中氢含量应不大于0.10mL。当有表C.17055铝合金铸锭生产的主要原材料原材料种类原材料典型牌号符合标准重熔用精铝锭Al99.99阴极铜1号标准铜原生镁锭Mg99.90锌锭铝中间合金AlZr5AlCu40AlTi6AlB3原材料种类原材料典型牌号符合标准铝-钛-硼合金线材AlTi5B0.2YS/T447.1铝-钛合金线材Al-Ti6“典型牌号仅供参考使用，非限定要求。C.2.3.2主要设备的检验周期应不低于表C.2中的要求。主要设备工艺用途精度检验周期是否需要相关认证熔炼炉熔炼铝合金6个月保温炉成分调整和熔体净化6个月铸造机铸造铝合金铸造长度精度士0.5%6个月均火炉铸锭均匀化退火士5℃6个月铸锭加热炉铸锭加热6个月轧机板材轧制6个月淬火炉板材淬火6个月是拉伸机板材拉伸液压缸同步精度6个月时效炉板材时效6个月是水浸超声波探伤机板材探伤6个月是GB/T40321—2021表C.37055铝合金板材主要工艺参数控制主要工序主要工艺监控频次监控记录铸造铸造金属温度实时电脑数据或记录纸铸造水温度每炉电脑数据或记录纸铸造速度每炉电脑数据或记录纸均匀化退火均火温度每炉电脑数据或记录纸均火时间每炉电脑数据或记录纸轧制轧制温度逐块记录纸板材热轧厚度逐批记录纸固溶淬火固溶淬火温度实时电脑数据或记录纸固溶淬火保温时间每炉电脑数据或记录纸预拉伸拉伸变形量逐张记录纸时效时效温度实时电脑数据或记录纸时效保温时间每炉电脑数据或记录纸C.2.4.5推荐热处理制度推荐的淬火制度见表C.4,推荐的时效制度见表C.5。表C.4推荐的淬火制度牌号固溶温度℃固溶保温时间板材厚度保温时间min460～482>25.40～38.10>38.10～50.00表C.5推荐的时效制度牌号时效制度一级二级三级时效温度℃保温时间h时效温度℃保温时间h时效温度℃保温时间h90～13020～3090～13020～30C.2.5.1供方应对生产过程的关键指标进行过程控制，过程控制应保留相应的检测报告或证明文件。C.2.5.2产品认证与评价阶段的性能要求按9.5.1的要求进行检测。a)氢含量：供方应每批进行氢含量检测，检测采用液体氢含量数据作为监控指标，指标应符合b)拉伸性能变异系数：供方应每10批进行室温拉伸力学性能变异系数计算，变异系数值应不大于3%,按公式(B.1)计算。c)压缩性能变异系数：供方应每10批进行压缩力学性能变异系数计算，变异系数值应不大于3%,按公式(B.1)计算。C.3过程控制评审与偏离处理C.3.1评审委员C.3.1.2评审委员会中至少应包含2名材料类的专业人员和1名体系类的专业人员。材料类人员中至少应有1人为正高级工程师，体系类人员至少为工程师。材料类的专业人员应为该产品的直接技术负C.3.2.3供方每季度应对存在偏差的影响进行一C.4过程控制文件保存与更改要求C.4.1.2过程控制文件累计超过3处更改时，应进行换版处理。GB/T40321—2021(规范性)协商确定信息化标志的方法。D.1.5板材标志的保留期限应与所用产品的状态、产品保管和使用期限以及可追溯性要求相适应。D.2标志内容检验合格的板材应在规定位置标记如下信息：c)尺寸规格；d)产品标准；e)产品批号；f)供方技术监督部门的检印。D.2.2喷码标志内容检验合格的板材应在规定位置标记如下信息：c)尺寸规格；d)产品标准；e)产品批号；f)生产单位名称(或代号);g)板材的轧制方向。检验合格的板材应在规定位置标记如下信息：d)产品标准；e)产品批号；f)生产单位名称(或代号)。D.3物理标志方法示意图见图D.1。A——横端面标记区；B——板材表面标记区。图D.1永久性标志示意图D.3.2.1一般要求D.3.2.2四周喷码D.3.2.2.2板材的喷码方向应保证用户便于查验信息，字体方向为由板材中心向边缘查看为正向字体。D.3.2.2.3喷码信息应保持等距且易分辨信息内容，喷码信息内容距板材边缘的距离应为200mm~D.3.2.2.4应在中心位置标志板材的轧制方向。7055775125.4GB/T103211.T2600