《铍青铜合金无缝管》国家标准
编 制 说 明
1 工作简况（包括任务来源、协作单位、主要工作过程）
1.1 没任务来源
根据中国有色金属工业协会文件“关于下达2007年第二批有色金属国家标准制（修）订项目计划的通知”（中色协综字[2007]237号），《铍青铜合金无缝管》被列入国家标准制修订计划，计划编号为20079117-T-610，项目完成年限为2009年。本标准由宁夏东方钽业股份有限公司负责起草。
1.2 起草单位情况
宁夏东方钽业股份有限公司以宁夏有色金属冶炼厂为主发起人于1999年成立，2000年1月在深交所上市。主要从事钽、铌金属和合金的冶炼、加工、粉末冶金、人工晶体和制品以及化合物等产品的研究、开发和生产，是中国最大的钽、铌专业研究、开发和生产厂家；是国际钽铌研究中心（TIC）执委单位；是国家级重点高新技术企业；拥有国家经贸委等四部委认定的国家企业技术中心。
我公司目前铍青铜制品有QBe2.0、C17200、C17300、C17500、C17510等多种牌号合金，是国内目前规模最大、设备最先进的铍铜合金材料生产和供应基地。公司目前拥有1630吨挤压机一台、1吨和3吨锻锤各一台，高温高真空退火炉3台（其中1.2m、2.2m、6.2m长退火炉各一台），多模连续拉丝机、型轧机多台，LG60、LG30、LD60、LD30、LDD15、LDD12、LD8等冷轧管机多台套，各种拉伸机、箱式电阻炉多台，管棒线材矫直机多台，无损检测以及先进的化学和物理性能分析仪器等，形成了铍青铜管棒丝材200吨/年的生产能力。
1.3 主要工作过程
铍青铜合金是一种综合性能最好的铜合金，它比其他任何铜合金具有更高的强度、硬度和弹性极限，它的弹性滞后小，弹性稳定性高，优异的耐磨损、耐腐蚀、耐低温、耐疲劳性能，有良好的导电性和导热性；此外尚有无磁性、撞击时不产生火花等特性，被广泛应用于航天、航空、电子、通讯、机械、石油、化工、汽车及家电工业中。用来制作重要的关键零部件，如膜盘、膜片、波纹管、弹簧垫圈、微电机电刷及整流子、电插接件、开关、触点、钟表零件、音频元件、高级轴承、齿轮、汽车电器、塑料模具、焊接电极、海底电缆、耐压壳体、无火花工具等。
铍青铜管材主要应用于石油、煤炭、电子和仪表等领域，产品虽然已经生产多年，但一直没有相关国家标准可参照执行，给企业生产和用户选材带来了极大不便。随着市场需求的不断发展和产品技术水平不断提高，铍青铜管材的需求量和生产量大幅度提高，急需制定相关标准满足市场需求，从而进一步促进我国铍青铜管材产品的发展。
为了作好本标准的起草工作，我们成立了标准起草小组，制订了编制计划，在翻译、理解美国材料试验协会标准ASTM B643《铍青铜合金无缝管》基础上，结合当前国内外铍青铜管材产品生产工艺及产品技术水平和用户的需求，于2009年2月起草了该标准的征求意见稿。
2 国内外相关技术发展概况
目前，我国生产的直径在10mm以下的小规格铍青铜管材主要应用在电子、仪表和通讯等民用领域，生产技术基本成熟和稳定，而直径在30mm以上的铍青铜管材主要用于石油行业，近几年的用量开始迅速增加，该类型铍青铜管的生产技术还不成熟，大部分仍依赖于进口，主要生产技术难点在于控制铍青铜管时效后的平直度和硬度均匀性方面，进口铍青铜管平直度可以达到0.2mm/m，而国内生产的铍青铜管平直度在1.0mm/m左右，远不能满足客户使用要求。2008年，全国对直径30mm以上铍青铜管材的需求量预计在50吨左右，而国内生产量仅占10吨左右。近两年，由于铍青铜优良的耐磨性、耐腐蚀和冲击不产生火花等优异性能，煤炭行业也开始尝试使用铍青铜管，这给提升铍青铜管的生产技术带来了非常大的诱惑。相信随着国内生产技术的不断发展，在今后几年里，我国自主生产的铍青铜管材一定会替代进口产品。
3 标准的编制原则
本标准的起草是填补国内空白的一项工作。在美国材料试验协会标准ASTM B 643-00《铍青铜合金无缝管》基础上，充分考虑了国内目前的生产情况、技术水平，总结了多年来用户对产品使用的意见和企业生产经验，使新起草的标准更符合目前的产品状况，产品技术水平更先进，更能满足行业的需求。
4 主要技术内容的说明
本标准制定时，参照了ASTM B 643标准并结合我国目前铍青铜管的生产现状和技术水平。本标准规定的关键技术指标如抗拉强度、硬度、延伸率等，基本接近美国标准；尺寸公差、表面质量要求等内容与美国标准一致。参照ASTM B 643标准，考虑石油行业对管材平直度的特殊要求，增加了对时效态铍青铜管的平直度要求和尺寸公差要求，使本标准的实用性和规范性进一步增强。
4.1 化学成分
4.1.1 引用了国家标准GB/T 5231-2001《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》，增加了C17200牌号及其化学成分。
4.1.2 本标准明确了铍铜合金产品化学成分的仲裁分析方法按YS/T 470.1《铜铍合金化学分析方法》进行。
4.2 力学性能
4.2.1 本标准中要求的管材室温力学性能见表1。
表1
牌 号 状 态 拉伸试验 硬度试验
抗拉强度
Rm/（N/mm2） 屈服强度
Rp0.2/（N/mm2） 断后伸长率
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 本标准对时效后的力学性能增加了注解，抗拉强度上限值仅作为参考，不作为材料最终检验结果判定指标。
4.2.3 本标准规定经时效处理后的材料仅提供硬度值，拉伸性能仅当合同要求时提供。
4.3 规格及尺寸公差
4.3.1 本标准根据供货状态不同对管材外径和尺寸公差加以区别，供货状态与管材外径及尺寸公差对应见表2。
表2
外 径，mm 允许偏差/mm
硬态、软态 时效态 热加工态
＞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： 如果希望允许偏差全部为正或全部为负，应将表中数值乘以2。
4.3.2 本标准中规定的管材壁厚公差见表3。
表3
公 称 壁 厚/mm 公 称 外 径/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：当以外径和内径订购管材时，管材任意点的壁厚正偏差或负偏差的最大值不得超出该表规定数值的50%。
注2：任意一点的最大偏差，允许偏差值为正和负。如果希望允许偏差全部为正或全部为负，应将表中数值乘以2。
4.3.3 本标准中规定的管材长度允许偏差见表4。
表4
长 度/mm 长度允许偏差/mm
外径≤30mm 外径＞30mm
≤2000 ＋3.0/－0 ＋5.0/－0
＞2000 ＋5.0/－0 ＋8.0/－0
注： 对定尺长度偏差另有要求的，由供需双方协商确定。
4.3.4 本标准中规定的管材弯曲度要求见表5。
表5
长 度/mm 弯曲度/mm
≤1000 ≤1.0
＞1000～2000 ≤3.0
＞2000 --
4.3.5 本标准中规定的管材断头切斜要求见表6。
表6
外径/mm 切斜不大于/mm
3～30 2.0
＞30 0.07×外径
4.4 非破坏性试验
本标准引用了铜及铜合金无缝管涡流探伤方法GB/T 5248；并为使超声波探伤方法也可作为管材非破坏性试验的一类试验手段，特增加了参考性附录A。
4.5 表面质量
本标准规定管材表面允许有修复痕迹（包括机械修复和人工修复），允许有轻微的酸洗痕迹，切口处允许有修理毛刺遗留痕迹，但修理痕迹不允许超出其允许偏差的要求。
4.6 与国外同类标准的对比
国外铍青铜管材的标准主要是美国材料试验协会标准ASTM B 643《铍青铜合金无缝管》标准。
本标准与ASTM B 643对比，主要有以下不同：
1）本标准除了包含ASTM B 643标准中的C17200牌号以外，还增加了QBe2.0牌号。
2）本标准规定的形状仅为圆形无缝管材，ASTM B 643标准规定的无缝管为在生产的各个阶段始终保持连续周边的圆形或其它形状横截面的空心产品。
3）本标准规定的材料状态有软态或固溶退火态、热加工态、硬态、固溶时效或软时效态和硬时效态，ASTM B 643标准中没有热加工态。
4）本标准规定的管材最小外径和壁厚为3.0mm和0.3mm，ASTM B643标准规定的最小外径和壁厚为15.9mm和0.864mm。
5）本标准增加了对时效态铍青铜管材的平直度要求和尺寸公差要求。
6）本标准增加了产品涡流探伤试验或超声波探伤试验要求。
7）本标准增加了时效热处理前材料的拉伸性能--断后伸长率指标。
8）本标准对时效处理后材料的部分延伸率规定比ASTM B 643标准中稍低一些，且规定抗拉强度的上限值仅作为设计参考，不作为材料最终验收标准。主要原因是由于材料的冶金质量水平和热处理的精确性控制方面的差距所造成的这种差别，其他力学性能要求相当。
9）其他均与ASTM B 643标准相当或相同。
5 与相关法律法规的关系
符合国家相关法律法规。
6 与其它标准的关系
尚无国家及行业标准，与美国材料试验协会ASTM B643标准水平相当。
7 预期效果
新起草的《铍青铜合金无缝管》国家标准达到了国内领先水平。
宁夏东方钽业股份有限公司
2009年2月
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