ASTMB20901铝和铝合金薄板及中厚板技术规范.docx

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ASTMB20901铝和铝合金薄板及中厚板技术规范

铝和铝合金薄板及板材

ASTM标准号：

B209－01

本标准以固定的标准号B209发布；标准号后面的数字是首次采用时的年份，或在经过修订时最后一版的年份。

括号内的数字是前一次重新批准的年份。

上标（ε）表示自前一次修订或重新批准以来所做的编辑上的变动。

本标准经美国国防部有关部门批准使用。

1.适用范围

1.1本标准2适用于表2和表3中列出的以合金（注1）和回火状态生产的铝和铝合金

平面薄板、成卷薄板和板材，并具有以下产品表面光洁度。

1.1.1所有合金板材及可热处理合金薄板：

精轧表面光洁度

1.1.2不可热处理合金薄板：

轧制光洁度、单面轧制压光、标准单面光亮和标准二面

光亮。

注1－本标准所采用的术语合金，一般是指铝和铝合金。

注2－踏板见标准B632。

1.2合金和回火标志符合ANSIH35.1。

根据实施规范E527，统一编号中等效的合金标志是表1中前面冠有A9字样的那些，例如，对铝1100为A91100。

1.3与标准B209成为一对的全公制标准－B209M已经发表，因此，在这个标准中没有与公制的等效对应表示。

1.4关于新铝和铝合金进入本规范的验收标准，见附件A2。

2.引用文件

2.1在材料定购期内有效的下列文件，除非另有声明，应作为本标准的一部分，列于此处供参考：

2.2ASTM标准：

B548压力容器用铝合金板材超声波检验方法

B557锻造和铸造铝及镁合金产品抗拉检验试验方法

B594航空航天应用的铝合金锻制产吕超声波检验实施规范

B597铝合金热处理实施规范

B660铝和镁产品装箱／包装实施规范

B666／B666M铝和镁产品标识标记实施规范

E3金相检验试样制备方法

E29为确定与标准一致性，在试验数据中使用有效数字的实施规范

E34铝及镁基合金化学分析试验方法

E55为确定化学成分，有色金属和铝锻件取样的实施规范

E227对铝及铝合金用点到面技术进行光发射光谱分析的试验方法

E290金属材料延展性半导向弯曲试验的试验方法

E407金属和合金的微蚀试验方法

E527金属和合金编号实施规范（UNS）

E607用点到面技术，在氮气中进行铝和铝合金光发射光谱分析的试验方法

E716铝和铝合金光谱分析取样实施规范

E1004电磁（涡流）测量电导率的试验方法

E1251用氩气，点到面，无极性自启动电容放电技术进行铝和铝合金光发射光谱分析

的试验方法

G347XXX系列含铜铝合金对剥离腐蚀敏感性的试验方法（EXCO试验）

G47确定高强度铝合金产品对应力腐蚀破坏敏感性的试验方法

G66用视觉评估5XXX系列铝合金对剥离腐蚀敏感性的试验方法（Asset试验）

2.3ANSI标准：

H35.1铝的合金与回火标志系统

H35.2铝轧制产品的尺寸误差

2.4AMS规范

AMS2772铝合金原材料的热处理

3.术语

3.1定义

3.1.1薄板－一种轧制的产品，其截面为矩形，厚度小于0.250英寸，但不小于0.006英寸，带有切开、剪开或锯开的边缘。

3.1.2包铝薄板－一种复合薄板，它的铝合金芯的两面（如果是一面，则为单面包侣

薄板）用冶金学的方法粘接一层铝或铝合金包皮，这就是芯包铝，以此对板芯进行防电解腐

蚀保护。

3.1.3成卷薄板－具有纵切切割边缘的卷成卷的薄板。

3.1.4平薄板－具有切、剪或锯成的边缘，经过压平或校平的薄板。

3.1.5轧制光洁度薄板－表面光洁度不均匀的薄板，板与板不同，甚至同一张板上的

光洁度都可能不同，不能保证整张板上没有污点或油。

3.1.6单面光亮轧制薄板－单面具有中等程度的光泽，而另一面为轧制光洁度的薄板。

3.1.7标准单面光亮轧制薄板－单面具有均匀的光泽，而另一面为轧制光洁度的薄板。

3.1.8标准双面光亮轧制薄板－两面都具有均匀光泽的薄板。

3.1.9厚板－具有矩形截面，厚度不小于0.250英寸，边缘为切、剪或锯成形的轧制产品。

3.1.10包铝板－一种复合厚板，它的铝合金芯两面（如果仅是一面，为单面包铝厚板）用冶金学的方法粘接一层铝或铝合金包皮，这就是芯包铝，以此对板芯进行防电解腐蚀保护。

3.1.11母卷薄板或母板－经过最后回火处理，作为一个整体的成卷薄板或厚板，以后可以切成两个或多个较小的卷、或单张薄板，或切成较小张的厚板，以提供要求的宽度或长度，或宽度与长度。

3.1.12生产者－材料的原始生产者。

3.1.13供应者一只包括批发商和零售商，与生产者有根本区别。

3.2关于本标准专用术语的定义

3.2.1可以－本标准所用的“可以”这一词组的意义是：

材料无需由生产者进行试验，但需方应对材料进行试验，如确定其不符合本标准要求时，可以退货。

4.订购说明

4.1订购本标准的材料时，订单中必须包括下列内容：

4.1.1本标准的标记（包括标准号、年份和版本代号，如果适用的话），

4.1.2数量，张数或磅数，

4.1.3合金牌号（7.1），

4.1.4状态（9.1），

4.1.5非热处理合金薄板的光洁度（第1条），

4.1.6对于薄板，是平板还是卷板，

4.1.7尺寸（厚度、宽度、长度或卷的大小），

4.1.8本标准的表2和表3以及ANSIH35.2规范中未包括的规格尺寸材料的拉伸特性极限和尺寸公差。

4.2另外，订购本标准材料时，若买方要求，还应包括下列信息：

4.2.1是否提供表2所列成对状态中的一个，H14或H24，H34或H24不包括在内（表2脚注D），

4.2.2是否要求按实施规范B597进行热处理（8.2），

4.2.3是否要求进行弯曲试验（12.1），

4.2.4对合金2124－T851是否要求进行抗应力腐蚀裂纹试验（13.1），

4.2.5对航天或压力容器应用的，是否要求做超声波探伤（17条），

4.2.6是否要求在材料发货前由买方代表进行检验，见证检验或试验（18.1），

4.2.7是否需要合格证书（22条），

4.2.8是否要求加印识别标记（20.1），和

4.2.9是否实施B660实施规范，如果实施，提供要求的防护、包装和填料的等级。

5.质量保证责任

5.1检验和试验责任－除非合同或用户定单中另有规定，生产者应负责实施本标准中提出的所有检验和试验。

生产者可以用它自己的或其他适用的设备完成本标准提出的检验和试验，除非买方在合同中或在订单中不同意这么做。

买方有权进行本标准中规定的，被认为是对保证材料符合预定要求所必须的检验和试验。

5.2批的定义－检验批次的定义如下：

5.2.1热处理板材：

“批”是指同种轧制品，同一合金，同样厚度，同一状态，一炉或几炉热处理的，一次交付检验的一批板材。

5.2.2非热处理板材：

“批”是指同种轧制品，同一合金、同样厚度、同一状态、一次交付检验的板材。

表1化学成分极限值A、B、C

A除有数值范围或另有规定者外，本表所列的成分极限值都是最大质量百分比。

B应对表中给出极限值的元素进行分析。

C为了确定它们的数值是否在规定限制内，对分析中所观察到的或计算出的数值，应根据实施规范E29的规定，把这些数字的小数点后的数修约到与本表中的相应元素的位数相同。

D其它元素，包括表中虽然列出但没有给出极限值的元素，以及未列出的金属元素，生产方可以分析试样，以跟踪本规范中未指定的元素。

但这项分析并不要求，也不包括所有其他的金属元素。

如果生产者或买方证实某种其他元素超过了极限值，或几种其他元素的总和超过了总计的极限值，这种材料应被认为是不合格。

E其他元素－总量应在未规定金属元素总和的0.010%或以上，确定总和前应先修约到小数点后第二位。

F钒的最大含量为0.05。

其他元素总和中不包括钒。

G铝的成分含量应该用从100％中减去每种含量在0.010%或以上的所有金属元素的总和的办法计算出来。

确定总和前应先修约到小数点后第二位。

H生产中用作包覆层的合金成分。

自成品板材上取的样品成分，可不受本表规定的限制。

I钒0.05~0.15，锆0.10~0.25，其他元素总计中不包括钒和锆。

J镓的最大含量为0.03，钒的最大含量为0.05其他元素总和中不包括镓和钒。

6.一般质量要求

6.1除另有规定外，材料应以轧制光洁度供货，应具有本技术要求中定义的均匀性，具有商业质量可靠性。

任何本标准中未包括的要求，应由生产者和买方协商确定。

6.2对每张薄、厚板都需进行检查，以确定是否符合本标准中规定的一般要求和识别标识要求。

在买方同意的情况下，生产者可以采用统计质量控制系统进行此项检查。

7.化学成分要求

7.1极限值－薄、厚板材均应符合表1中规定的化学成分极限值要求。

是否符合要求，应由生产者在合金铸锭、成品或半成品板上取样分析，加以确定。

如果生产者在材料的制造过程中，已经确定了材料的化学成分，则不再要求对成品进行取样和分析。

注3－按美国铝工业的惯例，测定化学成分的工作，是在合金锭进一步加工之前进行的。

由于从铸锭到生产产品的工作是连续进行的，要确定能代表规定数量的加工材料的专门铝锭分析是不实际的。

7.2试样数量－用来测定化学成分的试样数量如下：

7.2.1当在铸锭过程中取样时，从每一熔次的每组锭中至少取1个样品。

7.2.2当从成品或半成品上取样时，应从每批每4000磅中取一个样品，或在一批材料中按一个百分比取样，每件上只要求一个试样的情况除外。

7.3取样方法－确定化学成分用的试样，应按下列方法之一获取：

7.3.1确定化学成分用的样品，应采用钻、锯、铣、车或剪的方法取下有代表性的一片或数片，以得到不少于75克重量的制备好的试样。

取样时，应符合方法E55的规定。

7.3.2用于光谱化学分析的试样，应按方法（实施规范）E716的规定取得。

用于其他分析方法的试样，应适合于被分析材料的形式和所用的分析类型。

注4－对包铝板材成品的化学成分分析，是一件困难的事，因为产品有包覆层。

如果在分析之前，将绝大部分包覆层去除掉，再对板芯进行化学成分分析，就可以得到适当精确的分析结果。

包覆层的成分更难以确定，因为这一层相当薄，而且板芯的元素扩散进了包层。

但是，在包覆层的几个点上，同时进行金相和光谱化学分析，还是可以相当准确地确定包覆层的化学成分。

7.4分析方法－化学成分的确定可以采用合适的化学方法（试验方法E34），或光谱化学方法（试验方法E227、E607和E1251）。

其它方法只有在无法使用公布的ASTM方法时才可以使用。

发生争议时，分析方法应由生产者和买方协商确定。

8.热处理

8.1在没有8.2条的规定时，为达到表3中所列的状态，生产者或供应方应按AMS2772的要求，对产品进行热处理。

8.2在有规定时，为达到表3中规定的状态，应按实施规范B597的规定，对产品进行热处理。

9.供货材料的抗拉性能

9.1极限－薄、厚板材的抗拉性能，应分别达到表2和表3所规定的，对非热处理和热处理合金的规定要求。

9.1.1表2和表3中未规定的规格尺寸产品的抗拉性能，应由生产者和买方协商，在合同或定单中加以规定。

9.2取样数目－应从每个母卷或线板的每一端各取一个试样，但是每2000磅的薄板或每4000磅的厚板，或其一部分，作为一个批次只要求取一个试样。

如果生产者和买方之间有协议的话，也可以采用其他选取试样的方法。

9.3试样－试样的几何形状和在产品上的取样部位，应符合试验方法B557的规定。

9.4试验方法－应按试验方法B557进行拉伸试验。

10.生产者对热处理效果的确认

10.1除9.1所列的要求外，O状态和F状态的合金2014、包铝的2014、2024、包铝的2024、11/2％包铝的2024、单面包铝的2024、11/2％单面包铝的2024、6061板材、以及包铝的6061板材，经固溶处理和室温自然时效后，应具有表3所列的T42的性能。

在室温自然时效的时间，应不少于4天，但可在不到4天时进行试验。

如果材料不能达到T42状态的标准，应在4天自然时效之后，重新进行试验。

10.2另外，O或F状态的合金2219、包铝的2219、6061、7075、包铝的7075、单面包铝的7075、7008、包铝的7075、7178和包铝的7178板材，经适当的固溶热处理和沉淀热处理之后，应具有表3中所列的T62的材料性能。

10.3轧制的O或F状态的7008、包铝的7075板材，在经固溶热处理和稳定化处理之后，要能够达到表3中所列的T76状态的性能。

10.4试样数目－为确定每批O和F状态材料是否符合10.1~10.3的规定，可根据9.2的规定进行取样。

11.热处理和二次热处理的能力

11.1轧制生产的O或F状态下的2014、包铝2014、2024，包铝2024、11/2％包铝2024、单面包铝2024、11/2％单面包铝2024、6061和包铝6061合金板材（随后没有进行冷加工或成形加工），在经过适当的固溶热处理和室温自然时效后，应达到表3中规定的T42状态的性能。

室温自然时效的时间不得少于4天，但试验可在达到4天时效之前进行。

如果材料的性能不符合T42状态的标准要求，可在完成了4天自然时效处理之后，再进行试验。

11.2轧制生产的O或F状态下的2219、包铝2219、6061、7075、包铝的7075、单面包铝7075、7008、包铝7075、7178和包铝7178合金板材，（随后未进行冷加工或成型），在适当的固溶热处理和沉淀热处理之后，应具有表3中规定的T62状态材料的性能。

11.3轧制生产的O或F状态的7008和包铝7075板材，（随后未进行冷加工或成型），经过适当的固溶热处理和稳定化处理，应具有表3中规定的T76状态的性能。

11.4下列各种合金和状态的轧制合金板材，在经过适当的固溶热处理和4天室温自然时效处理之后，应当具有表3中规定的T42状态的性能：

合金

状态

2014和包铝2014

2024和包铝2024

11/2％包铝2024，单面包铝2024和11/2％单面包铝2024

T3,T4,T451,T6,T651

T3,T4,T351,T81,T851

T3,T351,T81,T851

注5－自1974年修订版后，6061和包铝的6061合金的T4、T451、T6和T651状态，已从这一条里删去了。

因为实践表明，它们在重新热处理后，出现了粗大的再结晶，从而使它们不能具有表3中所列举的抗拉性能。

11.5下列各种合金和状态的轧制合金板材，在经过适当的固溶热处理和沉淀热处理之后，应能够达到表3中所列的T62状态的性能：

合金

状态

2219和包铝的2219

7075

包铝7075，7008包铝的7075,7178和包铝的7178

单面包铝的7075

T31,T351,T81,T851

T6,T651,T73,T7351,T76,T7651

T6,T651,T76,T7651

T6,T651

11.6下列各种合金和状态的轧制合金板材以及T42状态板材，经过适当的沉淀热处理之后，应能够达到表3所列的下述时效状态的性能。

合金及状态

时效后的状态

2014和包铝的2014－T3，T4，T42，T451

2024，包铝2024，11/2％包铝的2024，单面包铝2024和11/2％单面包铝2024－T3，T351，T361，T42

2219和包铝的2219－T31，T351，T37

6061和包铝的6061－T4，T451,T42

相应为T6,T6,7

相应为T81,T851,T861,T62或T72

相应为T81，T851，T87

相应为T6，T651，T62

12.弯曲性能

12.1极限－薄、厚板材，应能围绕一个直径为板材厚度N倍的心杆，冷弯达180°而不出现裂纹。

不同状态和厚度的各种合金的N值如表2的规定。

只有买方在订货时有特别要求，才进行这种试验。

12.2试样－做弯曲试验时，薄板的试样必须具有板材的原厚度，宽度大约为3/4英寸，长度应尽可能达到6英寸。

这样的试样可以在任何方向上截取，如果需要的话，最好把试样的边棱倒圆，倒圆半径为1/16英寸。

对于宽度小于3/4英寸的薄板，试样的宽度应为板材的原宽度。

12.3试验方法－按试验方法E290进行弯曲试验。

但12.2提到的情况除外。

13.耐应力腐蚀

13.1当在购买定单或合同中有规定时，对2124－T851、2219－T851和2219－T87合金厚板进行13.3条规定的试验，并且板上不得出现应力腐蚀裂纹。

从每批厚板的每块母板上取1个样品，在该样品的紧相邻的区域制取3个试验进行试验。

生产者应保留所有批次验收试验结果记录，并能在生产者的设施中对其进行检验。

13.27075－T73和T76，包铝7075，7008包铝7075，7178和包铝7178－T6状态的合金板材，在按13.3规定进行试验时，不应出现应力腐蚀裂纹。

13.2.1为便于按批收货，每批板材在应力腐蚀试验后应达到表4规定的抗拉性能。

13.2.2为了严格保证产品质量，板材的生产者应根据13.3的规定，对表3中所列的各种合金和状态的厚度≥0.750英寸的当月生产的板材，每月至少进行一次应力腐蚀试验。

应从那些已确定达到表4所列的成批收货标准的板材中取样。

从每块样品上至少取三个相邻的同样试样进行试验。

生产者应保留所有批次的试验记录，以备检查。

13.3应力腐蚀试验，应在厚度≥0.750英寸的板上进行，其方法如下：

13.3.1进行试验时，应在试样晶体流向的短横向上施加压力，所加应力应为恒值。

对于合金2124－T851，所加应力应为试样的最低长横向屈服强度的50％。

对于合金2219－T851和T87，所加应力应为试样的最低长横向屈服强度的75％。

对于T73状态的合金，所加应力应为规定最低屈服强度的75％，对T76状态的合金，所加应力为25ksi。

13.3.2应力腐蚀试验，应按试验方法G47规定进行。

13.3.3除非按19.2的规定重新进行试验外，任何试样上，都不应出现可见的应力腐蚀裂纹痕迹。

14.耐剥落腐蚀

14.1如果按照试验方法G66进行试验，属于H116状态的5083、5086和5456合金板上，不应出现剥落腐蚀现象。

注6－5083、5086和5456合金板材，不得在超过150℉的条件下连续使用，原因是其会产生应力腐蚀裂纹。

另外，冷成型可以提高应力腐蚀敏感性。

14.1.1关于成批验收，应对14.1中所列各种状态的各种合金材料，由生产者在每批板材中随意选出一张样品，并从其一端的中间截面上任意截取1个试样，进行金相检查，以确定是否能成批验收材料。

将这种金相组织与同样厚度板材的合格显微照片比较，确定一下该批板材的晶界上是否有网状的铝镁化合物（Mg2AI3）沉淀相。

对表2中所列各种厚度的板材都要拍一张500倍的参考显微照片。

要从垂直于轧制表面的截面上截取一纵向截面试样，供金相检查用（参看方法E3,图1中的E）。

为此目的需要对该样进行浸蚀。

浸蚀可使用95℉的40％的磷酸溶液，浸蚀3分钟，或按照方法E407（表2）在95℉的NO.6浸蚀剂中浸蚀2分钟。

金相观察要在放大500倍的显微镜下进行，如果板材的晶体结构中出现生产者认为是不可接受的铝镁沉淀相时，则该批板材或者报废、或者按照14.1的规定进行剥落腐蚀试验。

进行这种试验的取样方法，与为进行金相检查的取样方法相同，并且应在用作金相检验的同一块薄板或厚板上取得。

从这些样品上取得的试样，除厚度在0.101英寸及以上的厚板外，都应与板材的厚度相同。

自0.101英寸及以上的厚板上取的样品，需从轧制光面的那一面切削10％。

机加工后的和没有机加工的表面，都经浸蚀后，观察鉴定。

除14.1.3所规定的情况外，参考显微照片一经确定，生产工艺不得变更。

14.1.2生产者应在生产厂内建立和保存有关参考显微照片和有关生产工艺的记录。

14.1.3任何可能在很大程度上改变材料晶体结构的生产工艺的改变，应按14.1.1的规定加以检查，确定符合要求后，方可采用。

14.2T76状态的7075、包铝的7075、7008包铝的7075、7178和包铝的7178合金板，在对它们进行14.3所述的试验时，其试样上不应呈现如7XXX系列铜铝合金剥落腐蚀敏感性试验（Exco试验）（方法G34－72）中图2B那么多或更多的剥落腐蚀现象。

14.2.1为便于成批验收，对14.2所列状态的各种合金，应用达到表4的标准的拉伸试样进行试验，以确定其剥落腐蚀程度。

14.2.2为确保板材质量，生产者应对当月生产的表3所列的各种厚度各种合金板材，至少每月进行一次剥落腐蚀试验。

样品应根据表4批量验收标准，从被认为是合格的板材中随机选取。

生产者应保留所有这些试验结果，以备检查。

14.3按照7XXX系列含铜铝合金剥落腐蚀敏感性试验方法（Exco试验）（G34－72）及下述规定，进行剥落腐蚀试验：

14.3.1所有试样的尺寸至少应为2×4英寸，并且4英寸的尺寸平面与最终轧制方向平行。

除厚度≥0.101英寸的厚板外，试样的厚度应为样品的厚度。

取自厚度≥0.101英寸厚板的试样，要从一面切削去其厚度的10％。

包铝板材不论多厚，其包铝层都要从待试的那一面除去或者加以遮蔽。

对于经过机加工的试样，机加工的那一面，即为要浸入试验溶液和加以鉴定的面。

15.包铝层

15.1作为轧制出规定厚度的包铝薄板和厚板的准备工作，包覆合金锭或扁坯的铝或铝合金板的成分，应与表1所列的相符，并且各种厚度应不低于表5的规定。

15.2测定成品板的包铝层厚度时，应从材料的每条边和中心宽度位置，各取长度约为3/4英寸，不少于1个的横向试样。

安装试样时应露出横截面，便于用金相显微镜观察。

在放大100倍的镜下，对每个样品的表面，在相隔大约0.1英寸的5个区域内，测定包层的最大厚度和最小厚度。

得出的每个样品的10个值（5个最大值加5个最小值）的平均值，即为包层厚度的平均值，并应符合表5规定的最小平均值要求，当有要求时，还应符合最大平均值要求。

16.尺寸偏差

16.1厚度－平薄板，薄板卷和厚板的厚度偏差，不得超过ANSIH35.2中表3.1和表3.13的规定值。

厚度超过6英寸的厚板的允许厚度偏差,应在定货时由买方和生产者或供货方协商确定。

16.2长度、宽度、侧弓度、直角度和平直度－薄板卷的宽度和侧弓度偏差，不得超过ANSIH35.2的表3.5和表3.6中的值。

平薄板、厚板的宽、长、侧弓度、直角度和平直度的偏差，不得超过ANSIH35.2的下列各表中的值，如所定板材的尺寸及相应的偏差，不包括在该标准的范围内时，其偏差将由生产者（或供货方）与买方协商确定。

表号

表名

3.2

3.3

3.4

3.7

3.8

3.11

3.12

剪切平薄板和厚板的宽度

锯切平薄板和厚板的宽度与长度

剪切平薄板和厚板的长度

平薄板和厚板的侧弓角

平薄板和厚板的直角度

平薄