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合金分析类


一、 行业现状

目前消防器材领域没有自己的材料标准规定,暂时只能根据行业习惯来认定,只是对产品机械性能、腐蚀等做认证。这种情况造成了材料不统一,不规范,鱼目混珠的情况常有发生,给行业造成了比较混乱的境况。

目前主要涉及到的材料主要有铜合金,铝合金,碳钢,不锈钢和工程塑料PVC等。由于没有行业标准,偶尔还会遇到使用锌合金,甚至塑料材质充当金属材质的现象。

以铜合金为例,国内实际情况是有两种性质的材料在供应,一种是比较正规的企业直接使用纯原材料冶炼的,这种合金成份基本符合国标要求;另外一种是小的翻铜厂冶炼的,是使用回收废铜二次冶炼的材料,这种材料会含有铝,锡,锰,磷,硅等杂质,通常一些大厂会针对这样的材料规定厂标,例如铝小于0.7%,锡小于0.2%等。

不锈钢材料也存在厂家使用正规的原材料冶炼和二手回收材料冶炼两种,正规的原材料成份都是可以满足的,尤其是氮的含量,正规厂家都有除氮的步骤,保证氮含量不超标;二手回收冶炼的材质目前参差不齐,主要体现在镍、铬的含量严重不足,并且铝,铜,镁,锌等杂质的存在,还有氮含量基本没有监控,对将来产品的质量存在严重的安全隐患。

铝合金和碳钢的情况和上面两种材料差不多,由于里面没有比较贵重的金属材料,状况稍微好一点。使用二手材料冶炼的材料,由于杂质多,杂质特性不稳定,会造成材质机械性能差,硬度不稳定,容易断裂。

    另外行业内还没有规定有害重金属检测的要求,不符合国家日益完善的环保要求。

 

二、目前行业内依托的国家相关标准:

 

序号

标准名称

材料名称

1

GB/T2040-2008《铜及铜合金板材》

铜合金板材(H62)纯铜板材(T3

2

GB/T1220-2007《不锈钢棒》

不锈钢棒ZG0Cr18Ni9,不锈钢棒1Cr18Ni906Cr19Ni10,不锈钢0Cr18Ni9,不锈钢棒20Cr132Cr13

3

GB/T1176-2013(铸造铜及铜合金)

铜合金铸件(ZCuZn38

4

GB/T3280-2007(不锈钢冷轧钢板和钢带)

不锈钢板0Cr18Ni9

5

GB/T8738-1988(铸造锌合金锭)

 

6

GB/T 15115-1994 铝合金标准

 

7

GB/T4423-2007《铜及铜合金拉制棒》

铅黄铜棒(HPb59-1

8

GB/T15116-94《压铸铜合金》

压铸铜合金产品

9

GB/T1173-1995《铸造铝合金》

铸造铝合金锭(YLD104

10

GB/T15115-2009《压铸铝合金》

压铸铝合金(合金牌号:YZAlSi10,合金代号:YL104

11

GB/T3880-1997《铝及铝合金轧制板材》

铝合金2A11

12

GB/T699-2006《优质碳素结构钢》

无缝钢管

13

GB/T699-1999《优质碳素结构钢》

优质碳素结构钢(45#

14

GB/T12230-2005《通用阀门不锈钢铸件技术条件》

不锈钢铸件0Cr18Ni9,不锈钢铸件(ZG08Cr18Ni9

15

GB/T700-2006《碳素结构钢》

钢板材质Q235

16

GB/T11253-2007《碳素结构钢冷轧薄钢板及钢带》

冷轧钢板Q19

 

三、行业使用材料成份及涉及标准

(一)铜合金:   

 

1. 铜合金板材(H62)产品的技术要求:依据GB/T2040-2008《铜及铜合金板材》标准编制。

化学成分,%

力学性能

Cu

Fe

Pb

Ni

杂质总和

Zn

抗拉强度σbMPa

伸长率δS.%

硬度HV

60.563.5

0.15

0.08

0.5

0.5

余量

350470

20

95130

 

2. 铜合金铸件(ZCuZn38)产品的技术指标:验证供方提供的材质报告应符合GB1176-2013《铸造铜合金技术条件》标准的规定。

化学成分%

     

Cu

Zn

抗拉强度σbMPa

伸长率δ5%

布氏硬度HB

60.063.0

其余

295

30

590

 

3. 铅黄铜棒(HPb59-1)产品的技术指标:验证供方提供的材质报告应符合GB/T4423-2007《铜及铜合金拉制棒》标准的规定。

力学性能

化学成份%

抗拉强度σbN/mm2

伸长率%、δ5

Cu

Fe

Pb

Zn

杂质总和

420

14

57.060.0

0.5

0.81.9

余量

1.0

 

4. 压铸铜合金产品的技术要求:验证供方提供的材质报告应符合GB/T15116-94《压铸铜合金》标准的规定。

牌号

主要元素    %

力学性能

Cu

Pb

Al

Zn

杂质含量总和

屈服强度

σbN/mm2

伸长率

δS.%

硬度

HBw

YZCuZn40Pb

58.063.0

0.51.5

0.20.5

其余

1.5

300

6

85

 

5. 纯铜板材(T3)产品的技术要求:依据GB/T2040-2008《铜及铜合金板材》标准编制。

化学成分,%

力学性能

Cu+Ag

Pb

杂质总和

抗拉强度σbMPa

伸长率δS.%

硬度HV

99.70

0.01

0.02

245345

8

95130

 

(二)铝合金:

1. GB/T1173-1995《铸造铝合金》标准的规定。

主要元素, %

力学性能

Si

Mg

Zn

Mn

Al

抗拉强度σb MPa

伸长率δ.%

布氏硬度HBS

8.010.5

0.170.35

1.21.8

0.20.5

余量

195

1.5

65

 

2.铸造铝合金锭(YLD104)产品的技术指标:验证供方提供的材质报告应符合GB/T8733-2000《铸造铝合锭》标准的规定。

化学成分%

Si

Mg

Mn

杂质含量总和

Al

8.010.5

0.20.35

0.20.5

0.15

其余

 

3.压铸铝合金(合金牌号:YZAlSi10,合金代号:YL104)产品的技术指标:验证供方提供的材质报告应符合GB/T15115-2009《压铸铝合金》标准的要求。

主要元素, %

力学性能

Si

Cu

Sn

Mg

Zn

Pb

Mn

Fe

Ni

Al

抗拉强度σb N/mm2

伸长率δ.%

布氏硬度HB

8.0~10.5

0.3

0.01

0.300.50

0.3

0.05

0.2~0.5

0.50.8

0.1

余量

220

2

70

 

 

4. 铝合金2A11产品的技术要求:GB/T3880-1997《铝及铝合金轧制板材》。

力学性能

化学成分

抗拉强度σbMPa

伸长应力σp0.2MPa

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Ni

Zn

Ti

370

195

0.7

0.7

3.8~4.8

0.40~0.8

0.40~0.8

0.10

0.30

0.15

 

 

(三)碳钢:

1. 无缝钢管产品的技术要求:验证供方提供的材质报告应符合GB/T699-2006《优质碳素结构钢》标准的规定。

牌号

主要元素,%

力学性能

C

Mn

Si

S

P

抗拉强度

σbN/mm2

屈服点

σsN/mm2

伸长率

δS.%

10

0.070.13

0.350.65

0.170.37

0.03

0.045

335~475

205

24

 

力学性能

化学成分,%

抗位强度σbMPa

屈用强度σs  MPa

伸长率σs%

断面收缩率ψ,%

硬度HBS

C

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

600

355

16

40

197

0.42~0.50

0.17~0.37

0.50~0.80

0.25

0.30

0.25

2. 优质碳素结构钢(45#)产品的技术指标:验证供方提供的材质报告应符合GB/T699-1999《优质碳素结构钢》标准的规定。

 

(四)不锈钢:

1. 提供的不锈钢棒ZG0Cr18Ni9产品应符合GB/T1220-2007《不锈钢棒》标准的规定。

主要元素,%

力学性能

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

抗拉强度

RmN/mm2

延伸强度

Rp0.2bN/mm2

断后伸长率A/%

断面收缩率Zc/%

硬度HBW

0.08

1.00

2.00

0.045

0.030

8.00-

11.00

18.00-

20.00

520

205

40

60

187

 

2. 不锈钢板的技术要求:提供的不锈钢板0Cr18Ni9产品应符合GB/T3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》标准的规定。

主要元素,%

力学性能

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

抗拉强度

RmN/mm2

延伸强度

Rp0.2bN/mm2

断后伸长率A/%

硬度HBW

0.08

0.75

2.00

0.045

0.030

8.00-

10.50

18.00-

20.00

515

205

40

201

 

3. 不锈钢铸件0Cr18Ni9产品应符合GB/T12230-2005《通用阀门不锈钢铸件技术条件》标准的规定。

主要元素,%

力学性能

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

抗拉强度

σbMPa

屈服强度σsMPa

伸长率δS.%

断面收缩率Ψ/%

0.08

1.50

0.802.00

0.040

0.030

8.00-

11.00

17.00-

20.00

441

196

25

32

 

4. 不锈钢棒1Cr18Ni9产品的技术要求:依据GB/T1220-2007《不锈钢棒》标准编制。

主要元素,%

力学性能

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

抗拉强度

RmN/mm2

延伸强度

Rp0.2bN/mm2

断后伸长率A/%

硬度HBW

0.15

1.00

2.00

0.045

0.030

8.00-

10.00

17.00-

19.00

515

205

40

201

 

 

5. 不锈钢0Cr18Ni9产品的技术要求:依据GB/T1220-2007《不锈钢》标准编制。

主要元素,%

力学性能

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

抗拉强度

RmN/mm2

延伸强度

Rp0.2bN/mm2

断后伸长率A/%

断面收缩率Zc/%

硬度HBW

0.07

1.00

2.00

0.035

0.030

8.00-

11.00

17.00-

19.00

520

205

40

60

187

 

6. 不锈钢铸件(ZG08Cr18Ni9)产品的技术要求:验证供方提供的材质报告应符合GB/T12230-2005《通用阀门  不锈钢铸件技术条件》标准的规定。

主要化学成分:%

力学性能

C

Mn

Si

S

P

Ni

Cr

抗拉强度

σb MPa

伸长率

δ.%

屈服强度σsMPa

断面收缩率ψ,%

0.08

0.82.0

0.15

0.030

0.045

8.011.0

17.020.0

441

25

196

32

 

7. 不锈钢棒20Cr13(2Cr13)产品的技术要求:依据GB/T1220-2007《不锈钢棒》标准编制。

主要元素,%

力学性能

C

Si

Mn

P

S

Cr

抗拉强度

RmN/mm2

延伸强度

Rp0.2bN/mm2

断后伸长率A/%

断面收缩

Zc/%

硬度HBW

0.16-0.25

1.00

1.00

0.040

0.030

12.00-

14.00

640

440

20

50

192

 

8. 钢板的技术要求:提供的材质Q235 应符合GB/T700-2006《碳素结构钢》标准的规定。

主要元素,%

力学性能

C

Mn

Si

S

P

抗拉强度

σbN/mm2

屈服点

σsN/mm2

伸长率δS.%

0.22

1.40

0.35

0.045

0.050

370~500

235

26

 

9. 冷轧钢板的技术要求:提供的冷轧钢板Q195应符合GB/T11253-2007《碳素结构钢冷轧薄钢板及钢带》标准的规定:

牌号

机械性能

化学成分,%

抗拉强度σb

屈服强度σs

断后伸长率

C

Si

Mn

S

P

Q195

315430N/mm2

195 N/mm2

26%

0.12

0.30

0.50

0.035

0.035

 

四、材料成份分析说明及使用仪器

     根据如上描述,材料分析涉及到的元素有:铜(Cu)、铅(Pb)、铁(Fe)、锌(Zn)、铝(Al)、镍(Ni)、锰(Mn)、硅(Si)、碳(C)、硫(S)、磷(P)、铬(Cr)、钛(Ti)、镁(Mg)、锡(Sn)等;精度最高要求为0.01%,属于较低要求。

      在材料成份分析领域中,目前能满足要求的手段主要分化学分析法和快检仪器分析。

      化学分析方法需要专业的实验室,并且需要专业人员,最重要的要使用化学试剂,有一些还是管控化学药品,对环境污染比较大,随着国家对环境污染的重视必然收到国家相关部门的严格管理,不适合中小型公司使用。

      目前市场主流的是直读光谱仪,这种设备使用环境苛刻一点,但是能完全满足上述分析要求,分析速度比较快,也很准确。缺点是在不同材质之间切换的时候需要校准,而且比较麻烦,维护费用高,而且分析是有损分析,不能满足对成品元器件的检验和验收。目前国内品牌的直读光谱仪器技术不成熟,稳定性和精确性比较差,主要还是要使用德国、美国和意大利等国的品牌。

       第三种分析方法是荧光光谱仪,分为波谱和能谱两种,这种原理的设备是无损检测,同时使用和维护方便,对多种基体材料分析切换比较快。波谱功能强大,分析精度很高,可以完全满足行业分析要求,缺点是很贵,动辄大几十万到一两百万,不适合中小型企业使用;能谱仪分为台式和手持式的,使用和维护很方便,价格低,缺点是不能满足全部元素的分析要求,手持式的最为方便,可以分析任何样式的产品,但是精准度稍差,同时不能分析镁(Mg)、铝(Al)、磷(P)、硫(S)、硅(Si)等轻量元素。目前台式的能谱仪除了不能分析碳(C)元素之外,其它元素都可以满足分析要求,在配合碳硫仪使用的情况,感觉是比较经济的方案。

根据如上的分析,如果在行业内能有类似手持式的能谱仪,同时又能满足要求分析碳(C)、镁(Mg)、铝(Al)、磷(P)、硫(S)、硅(Si)等元素,又价格便宜,这将是行业的福音。

 

 

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