《鈹青銅合金無縫管》國家標準

　　編 制 說 明

　　1 工作簡況（包括任務來源、協作單位、主要工作過程）

　　1.1 沒任務來源

　　根據中國有色金屬工業協會文件“關于下達2007年第二批有色金屬國家標準制（修）訂項目計劃的通知”（中色協綜字[2007]237號），《鈹青銅合金無縫管》被列入國家標準制修訂計劃，計劃編號為20079117-T-610，項目完成年限為2009年。本標準由寧夏東方鉭業股份有限公司負責起草。

　　1.2 起草單位情況

　　寧夏東方鉭業股份有限公司以寧夏有色金屬冶煉廠為主發起人于1999年成立，2000年1月在深交所上市。主要從事鉭、鈮金屬和合金的冶煉、加工、粉末冶金、人工晶體和制品以及化合物等產品的研究、開發和生產，是中國最大的鉭、鈮專業研究、開發和生產廠家；是國際鉭鈮研究中心（TIC）執委單位；是國家級重點高新技術企業；擁有國家經貿委等四部委認定的國家企業技術中心。

　　我公司目前鈹青銅制品有QBe2.0、C17200、C17300、C17500、C17510等多種牌號合金，是國內目前規模最大、設備最先進的鈹銅合金材料生產和供應基地。公司目前擁有1630噸擠壓機一臺、1噸和3噸鍛錘各一臺，高溫高真空退火爐3臺（其中1.2m、2.2m、6.2m長退火爐各一臺），多模連續拉絲機、型軋機多臺，LG60、LG30、LD60、LD30、LDD15、LDD12、LD8等冷軋管機多臺套，各種拉伸機、箱式電阻爐多臺，管棒線材矯直機多臺，無損檢測以及先進的化學和物理性能分析儀器等，形成了鈹青銅管棒絲材200噸/年的生產能力。

　　1.3 主要工作過程

　　鈹青銅合金是一種綜合性能最好的銅合金，它比其他任何銅合金具有更高的強度、硬度和彈性極限，它的彈性滯后小，彈性穩定性高，優異的耐磨損、耐腐蝕、耐低溫、耐疲勞性能，有良好的導電性和導熱性；此外尚有無磁性、撞擊時不產生火花等特性，被廣泛應用于航天、航空、電子、通訊、機械、石油、化工、汽車及家電工業中。用來制作重要的關鍵零部件，如膜盤、膜片、波紋管、彈簧墊圈、微電機電刷及整流子、電插接件、開關、觸點、鐘表零件、音頻元件、高級軸承、齒輪、汽車電器、塑料模具、焊接電極、海底電纜、耐壓殼體、無火花工具等。

　　鈹青銅管材主要應用于石油、煤炭、電子和儀表等領域，產品雖然已經生產多年，但一直沒有相關國家標準可參照執行，給企業生產和用戶選材帶來了極大不便。隨著市場需求的不斷發展和產品技術水平不斷提高，鈹青銅管材的需求量和生產量大幅度提高，急需制定相關標準滿足市場需求，從而進一步促進我國鈹青銅管材產品的發展。

　　為了作好本標準的起草工作，我們成立了標準起草小組，制訂了編制計劃，在翻譯、理解美國材料試驗協會標準ASTM B643《鈹青銅合金無縫管》基礎上，結合當前國內外鈹青銅管材產品生產工藝及產品技術水平和用戶的需求，于2009年2月起草了該標準的征求意見稿。

　　2 國內外相關技術發展概況

　　目前，我國生產的直徑在10mm以下的小規格鈹青銅管材主要應用在電子、儀表和通訊等民用領域，生產技術基本成熟和穩定，而直徑在30mm以上的鈹青銅管材主要用于石油行業，近幾年的用量開始迅速增加，該類型鈹青銅管的生產技術還不成熟，大部分仍依賴于進口，主要生產技術難點在于控制鈹青銅管時效后的平直度和硬度均勻性方面，進口鈹青銅管平直度可以達到0.2mm/m，而國內生產的鈹青銅管平直度在1.0mm/m左右，遠不能滿足客戶使用要求。2008年，全國對直徑30mm以上鈹青銅管材的需求量預計在50噸左右，而國內生產量僅占10噸左右。近兩年，由于鈹青銅優良的耐磨性、耐腐蝕和沖擊不產生火花等優異性能，煤炭行業也開始嘗試使用鈹青銅管，這給提升鈹青銅管的生產技術帶來了非常大的誘惑。相信隨著國內生產技術的不斷發展，在今后幾年里，我國自主生產的鈹青銅管材一定會替代進口產品。

　　3 標準的編制原則

　　本標準的起草是填補國內空白的一項工作。在美國材料試驗協會標準ASTM B 643-00《鈹青銅合金無縫管》基礎上，充分考慮了國內目前的生產情況、技術水平，總結了多年來用戶對產品使用的意見和企業生產經驗，使新起草的標準更符合目前的產品狀況，產品技術水平更先進，更能滿足行業的需求。

　　4 主要技術內容的說明

　　本標準制定時，參照了ASTM B 643標準并結合我國目前鈹青銅管的生產現狀和技術水平。本標準規定的關鍵技術指標如抗拉強度、硬度、延伸率等，基本接近美國標準；尺寸公差、表面質量要求等內容與美國標準一致。參照ASTM B 643標準，考慮石油行業對管材平直度的特殊要求，增加了對時效態鈹青銅管的平直度要求和尺寸公差要求，使本標準的實用性和規范性進一步增強。

　　4.1 化學成分

　　4.1.1 引用了國家標準GB/T 5231-2001《加工銅及銅合金化學成分和產品形狀》，增加了C17200牌號及其化學成分。

　　4.1.2 本標準明確了鈹銅合金產品化學成分的仲裁分析方法按YS/T 470.1《銅鈹合金化學分析方法》進行。

　　4.2 力學性能

　　4.2.1 本標準中要求的管材室溫力學性能見表1。

　　表1

　　牌 號 狀 態 拉伸試驗 硬度試驗

　　抗拉強度

　　Rm/（N/mm2） 屈服強度

　　Rp0.2/（N/mm2） 斷后伸長率

　　A/%

　　HRC HRB

　　QBe2.0

　　C17200 R ≥450 -- ≥15 -- ≥60

　　M 410～570 -- ≥30 -- 45～90

　　Y ≥590 -- ≥12 -- ≥90

　　TF00 ≥1100 ≥870 ≥3 ≥35 --

　　TH04 ≥1180 ≥1030 ≥2 ≥36 --

　　4.2.2 本標準對時效后的力學性能增加了注解，抗拉強度上限值僅作為參考，不作為材料最終檢驗結果判定指標。

　　4.2.3 本標準規定經時效處理后的材料僅提供硬度值，拉伸性能僅當合同要求時提供。

　　4.3 規格及尺寸公差

　　4.3.1 本標準根據供貨狀態不同對管材外徑和尺寸公差加以區別，供貨狀態與管材外徑及尺寸公差對應見表2。

　　表2

　　外 徑，mm 允許偏差/mm

　　硬態、軟態 時效態 熱加工態

　　＞3～5 0.05 0.10 —

　　＞5～15 0.08 0.15 —

　　＞15～30 0.15 0.20 —

　　＞30～50 0.20 0.25 0.75

　　＞50～75 0.25 0.35 1.0

　　＞75 0.30 0.50 1.25

　　注： 如果希望允許偏差全部為正或全部為負，應將表中數值乘以2。

　　4.3.2 本標準中規定的管材壁厚公差見表3。

　　表3

　　公 稱 壁 厚/mm 公 稱 外 徑/mm

　　＞3～15 ＞15～50 ＞50

　　＞0.3～1.0 0.07 -- --

　　＞1.0～2.0 0.12 0.12 --

　　＞2.0～3.0 -- 0.15 0.20

　　＞3.0～4.0 -- 0.20 0.25

　　＞4.0～6.0 -- 0.25 0.30

　　＞6.0～8.0 -- -- 0.40

　　＞8.0 -- -- 6%

　　注 1：當以外徑和內徑訂購管材時，管材任意點的壁厚正偏差或負偏差的最大值不得超出該表規定數值的50%。

　　注2：任意一點的最大偏差，允許偏差值為正和負。如果希望允許偏差全部為正或全部為負，應將表中數值乘以2。

　　4.3.3 本標準中規定的管材長度允許偏差見表4。

　　表4

　　長 度/mm 長度允許偏差/mm

　　外徑≤30mm 外徑＞30mm

　　≤2000 ＋3.0/－0 ＋5.0/－0

　　＞2000 ＋5.0/－0 ＋8.0/－0

　　注： 對定尺長度偏差另有要求的，由供需雙方協商確定。

　　4.3.4 本標準中規定的管材彎曲度要求見表5。

　　表5

　　長 度/mm 彎曲度/mm

　　≤1000 ≤1.0

　　＞1000～2000 ≤3.0

　　＞2000 --

　　4.3.5 本標準中規定的管材斷頭切斜要求見表6。

　　表6

　　外徑/mm 切斜不大于/mm

　　3～30 2.0

　　＞30 0.07外徑

　　4.4 非破壞性試驗

　　本標準引用了銅及銅合金無縫管渦流探傷方法GB/T 5248；并為使超聲波探傷方法也可作為管材非破壞性試驗的一類試驗手段，特增加了參考性附錄A。

　　4.5 表面質量

　　本標準規定管材表面允許有修復痕跡（包括機械修復和人工修復），允許有輕微的酸洗痕跡，切口處允許有修理毛刺遺留痕跡，但修理痕跡不允許超出其允許偏差的要求。

　　4.6 與國外同類標準的對比

　　國外鈹青銅管材的標準主要是美國材料試驗協會標準ASTM B 643《鈹青銅合金無縫管》標準。

　　本標準與ASTM B 643對比，主要有以下不同：

　　1）本標準除了包含ASTM B 643標準中的C17200牌號以外，還增加了QBe2.0牌號。

　　2）本標準規定的形狀僅為圓形無縫管材，ASTM B 643標準規定的無縫管為在生產的各個階段始終保持連續周邊的圓形或其它形狀橫截面的空心產品。

　　3）本標準規定的材料狀態有軟態或固溶退火態、熱加工態、硬態、固溶時效或軟時效態和硬時效態，ASTM B 643標準中沒有熱加工態。

　　4）本標準規定的管材最小外徑和壁厚為3.0mm和0.3mm，ASTM B643標準規定的最小外徑和壁厚為15.9mm和0.864mm。

　　5）本標準增加了對時效態鈹青銅管材的平直度要求和尺寸公差要求。

　　6）本標準增加了產品渦流探傷試驗或超聲波探傷試驗要求。

　　7）本標準增加了時效熱處理前材料的拉伸性能--斷后伸長率指標。

　　8）本標準對時效處理后材料的部分延伸率規定比ASTM B 643標準中稍低一些，且規定抗拉強度的上限值僅作為設計參考，不作為材料最終驗收標準。主要原因是由于材料的冶金質量水平和熱處理的精確性控制方面的差距所造成的這種差別，其他力學性能要求相當。

　　9）其他均與ASTM B 643標準相當或相同。

　　5 與相關法律法規的關系

　　符合國家相關法律法規。

　　6 與其它標準的關系

　　尚無國家及行業標準，與美國材料試驗協會ASTM B643標準水平相當。

　　7 預期效果

　　新起草的《鈹青銅合金無縫管》國家標準達到了國內領先水平。

　　寧夏東方鉭業股份有限公司

　　2009年2月