1、工作簡(jiǎn)況

1.1、任務(wù)來(lái)源

本項(xiàng)目為中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)2022年所提出的標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂項(xiàng)目，計(jì)劃文件號(hào)TBJH/CCMI

009-2022，該項(xiàng)目起止時(shí)間為2022.11~2023.12。本項(xiàng)目的主要任務(wù)是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，增

補(bǔ)航空航天鍛件用鋁合金擠壓棒的牌號(hào)，并明確的交付狀態(tài)、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)要求及規(guī)則等，

解決現(xiàn)階段國(guó)標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)材料牌號(hào)不全、要求不完善等問(wèn)題，提高鋁合金鍛件毛坯及最終零

件的質(zhì)量，保證航空航天裝備的使用性能和安全可靠性。

1.2項(xiàng)目背景

目前國(guó)內(nèi)航空航天大量采用鋁合金擠壓棒材用于制備鍛件，現(xiàn)階段鋁合金擠壓棒材的采

購(gòu)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，主要采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)國(guó)標(biāo)，如GB/T3190、GB/T3191

等，更注重于標(biāo)準(zhǔn)通用性，在航空航天領(lǐng)域的專用性不強(qiáng)，部分航空航天大量使用的擠壓棒

材不在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，如7050、7A55、7A99、7A85等。國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)，如GJB2920、GJB3539

等，均是上世紀(jì)90年代發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，在粗晶環(huán)、晶粒度和氧化膜等方面沒(méi)有明確要求，2018

年發(fā)布的GJB2054A中增加了粗晶環(huán)、氧化膜的要求，但對(duì)晶粒度以及氧化膜制樣表述不太

明晰，而且上述這些GJB中同樣沒(méi)有包含部分較新的鋁合金牌號(hào)，國(guó)內(nèi)目前執(zhí)行的均為專用

技術(shù)條件或協(xié)議，因此，為了擴(kuò)大鋁合金擠壓棒的應(yīng)用規(guī)模，提高鋁合金擠壓棒的質(zhì)量一致

性，亟需修訂原標(biāo)準(zhǔn)納入新的合金牌號(hào)及要求，以滿足新型鋁合金擠壓棒的訂貨、生產(chǎn)以及

質(zhì)量控制要求。

2022年10月28日，中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)經(jīng)過(guò)專家組評(píng)審（表1）和標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)審議，同意《航

空航天用鋁合金棒材規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，并列入中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃，計(jì)劃文件

號(hào)TBJH/CCMI009-2022。

2、工作簡(jiǎn)要過(guò)程

2.1工作分工

中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)為組織單位，負(fù)責(zé)總體協(xié)調(diào)以及標(biāo)準(zhǔn)歷次稿件的審核，開題會(huì)、中期檢查

會(huì)和審查會(huì)的具體組織等；

中國(guó)航空技術(shù)國(guó)際控股有限公司和中航重機(jī)股份有限公司為主編單位，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編寫、

征求意見、數(shù)據(jù)匯總分析，形成討論稿、征求意見稿；

江西景航航空鍛鑄有限公司；中航特材工業(yè)（西安）有限公司；西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限

公司；陜西宏遠(yuǎn)航空鍛造有限責(zé)任公司；貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司；中國(guó)第二重型機(jī)

械集團(tuán)德陽(yáng)萬(wàn)航模鍛有限公司；無(wú)錫透平葉片有限公司；無(wú)錫派克新材料科技有限公司；貴

州航宇科技發(fā)展有限公司；四川鋼研高納鍛造有限責(zé)任公司；山西中工重型鍛壓有限公司；

浙江索特重工科技有限公司；山西金瑞高壓環(huán)件有限公司；青海中鈦青鍛裝備制造有限公司；

廣西南南鋁加工有限公司；山東南山鋁業(yè)股份有限公司；湖南卓創(chuàng)精材科技股份有限公司；

浙江鋸力煌工業(yè)科技股份有限公司為參與單位，負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)資料、材料生產(chǎn)使用情況，并

參與標(biāo)準(zhǔn)歷次稿件的研討、意見反饋、專家評(píng)審等。本文件主要起草人有王龍祥、王洋、韓

志飛、鄒彥博、田研、侯偉、韓何巖、劉珂妮、楊孝榮、曲敬龍、楊亞平、李曉婷、黃玉亭、

劉其源、劉美鈴、楊家典、胡寶、任乾光、高蕾、杜紅強(qiáng)、朱林、韓賓、段忠園、汪敏、蘭

鵬偉、陳鵬、葉揚(yáng)、何克準(zhǔn)、羅超慶、朱鑫、王雪強(qiáng)、崔云迪、鄭棟杰、王飛。

2.2標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)

2023年3月17日在重慶召開了標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)，會(huì)議對(duì)標(biāo)準(zhǔn)名稱及內(nèi)容進(jìn)行討論，根據(jù)與

會(huì)專家及全體參編企業(yè)意見，一直認(rèn)為將標(biāo)準(zhǔn)名稱改為《航空航天用鋁合金擠壓棒材規(guī)范》，

并對(duì)征求意見稿及標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明內(nèi)容進(jìn)行修改。

2.1標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況

2.1.1產(chǎn)品介紹

鋁合金是一種較為成熟的輕質(zhì)高強(qiáng)合金材料，具有比強(qiáng)度高和加工性能優(yōu)異的突出優(yōu)

點(diǎn)，在航空航天裝備中獲得廣泛應(yīng)用，是航空航天領(lǐng)域的主干材料之一。由于載荷情況復(fù)雜、

服役環(huán)境多變等特點(diǎn)，需要鋁合金材料具有高強(qiáng)、高韌性、優(yōu)良的耐腐蝕性能和耐損傷性能

等特點(diǎn)以滿足航空航天嚴(yán)苛的使用條件，現(xiàn)階段航空航天領(lǐng)域應(yīng)用較多主要為2000系和

7000系的鋁合金。

2000系鋁合金屬于Al-Cu系合金，具有較好的耐損傷性能以及良好的耐高溫性能，可

在較高溫條件下能夠保持良好的強(qiáng)度穩(wěn)定性和工藝性能，一般可在不超過(guò)200℃下長(zhǎng)時(shí)間使

用，主要用于航空航天具有耐損傷性能要求以及高溫穩(wěn)定性使用需求的部件，主要牌號(hào)有：

2A12、2A14、2A50、2A70、2618A2219、2024、2124、2214、2324、2524、2624等。7000

系鋁合金的加工性能優(yōu)異，同時(shí)通過(guò)熱處理狀態(tài)調(diào)整可具有高強(qiáng)、高韌、高耐蝕等優(yōu)良綜合

性能，是航空航天的主承力結(jié)構(gòu)的重要主選材料，主要牌號(hào)有：7A04、7B04、7A99、7075、

7475、7050、7150、7055、7085等。除最為常用的7xxx，2xxx系鋁合金外，5A06，6061

等鋁合金也在航空航天領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

2.1.2標(biāo)準(zhǔn)采用現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)航空航天大量采用鋁合金擠壓棒材用于制備鍛件或直接制備零部件，現(xiàn)階段鋁

合金擠壓棒材的采購(gòu)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，主要采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)國(guó)標(biāo)，如GB/T

3190、GB/T3191等，更注重于標(biāo)準(zhǔn)通用性，在航空航天領(lǐng)域的專用性不強(qiáng)，部分航空航天

大量使用的擠壓棒材不在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，如7050、7A99等。國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)，如GJB2920、GJB3539

等，均是上世紀(jì)90年代發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，在粗晶環(huán)、晶粒度和氧化膜等方面沒(méi)有明確要求，2018

年發(fā)布的GJB2054A中增加了粗晶環(huán)、氧化膜的要求，但對(duì)晶粒度以及氧化膜制樣表述不太

明晰，而且上述這些GJB中同樣沒(méi)有包含部分較新的鋁合金，尤其是7000系鋁合金，如7050、

7A99、7055等，因此，在使用新型鋁合金中各航空航天型號(hào)為滿足使用要求，編制了專用

型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，但適用性和通用性不強(qiáng)。另外，隨著國(guó)內(nèi)裝備的發(fā)展以及合金冶煉、熱加工技術(shù)

的進(jìn)步，鋁合金棒材的品質(zhì)較之前獲得較大的提升，鋁合金擠壓棒的牌號(hào)和規(guī)格也獲得大幅

拓展。

綜上所述，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)已滿足不了航空航天用鋁合金棒材的生產(chǎn)驗(yàn)收要求，因此急需編制

統(tǒng)一的《航空航天用鋁合金棒材規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，明確鋁及鋁合金擠壓棒材的氫含量、交付

狀態(tài)、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、粗晶環(huán)、晶粒度和氧化膜等，解決現(xiàn)有的國(guó)標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)技術(shù)

要求不完善、不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，將有利于有效控制航空航天用鋁合金棒材質(zhì)量，規(guī)范棒材的生

產(chǎn)及驗(yàn)收，從而提高鋁合金鍛件毛坯以及最終零件的質(zhì)量，保證航空航天裝備的使用性能和

安全可靠性。

2.2制訂原則

2.2.1制訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)或理由

根據(jù)立項(xiàng)評(píng)審會(huì)的精神，編制組查閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、資料，并根據(jù)我國(guó)鋁合金加工

企業(yè)的生產(chǎn)和用戶使用情況，在原GJB3539-1999《鍛件用鋁合金棒材規(guī)范》的基礎(chǔ)上，增

加了2024，2014，2618A，2A70，2219，6061，7075，7050，7055、7085、7A99、7A55，7A85

共13個(gè)合金；增加了氫含量以及低倍組織中的粗晶環(huán)、氧化膜的要求；修改了超聲檢驗(yàn)的

要求，需要達(dá)到A級(jí)；增加了擠壓棒材力學(xué)性能檢驗(yàn)隨爐試樣的尺寸以及試樣的取樣位置，

形成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿。

2.2.2制訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

本規(guī)范按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

進(jìn)行編寫。根據(jù)國(guó)內(nèi)鋁合金加工企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際和用戶的使用需求，追求技術(shù)的先進(jìn)性、指

標(biāo)的合理性和前瞻性。

3、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

本規(guī)范規(guī)定的全部牌號(hào)均為我國(guó)現(xiàn)階段航空航天最為常用的鋁合金牌號(hào)。本規(guī)范完全按

照國(guó)內(nèi)鋁合金加工企業(yè)的生產(chǎn)和用戶的使用需求進(jìn)行編制，在原來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加了一些

新的鋁合金牌號(hào)，由于GJB1694A中尚未包含新一些牌號(hào)的熱處理工藝，因此，引用了美標(biāo)

AMS2772標(biāo)準(zhǔn)。另外，國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有針對(duì)變形鋁合金產(chǎn)品取樣位置、取樣數(shù)量等進(jìn)行專門規(guī)

定的標(biāo)準(zhǔn)，為了明確擠壓棒材質(zhì)量檢驗(yàn)的取樣位置，引用了美標(biāo)AMS2355標(biāo)準(zhǔn)。

4、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

4.1引用文件

增加了GB/T6519《變形鋁、鎂合金產(chǎn)品超聲波檢驗(yàn)方法》、GJB5909《固態(tài)鋁合金中

氫的分析方法》、YS/T600鋁及鋁合金液態(tài)測(cè)氫方法閉路循環(huán)法。本規(guī)范增加了鋁合金棒

材的超聲檢測(cè)、固態(tài)氫含量和液態(tài)氫含量的要求，因此相應(yīng)增加試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。

4.2牌號(hào)和供應(yīng)狀態(tài)

本規(guī)范共包含2A02、2A11、2A12、2A14、2A16、2A50、2A70、2A80、2618A、2014、2024、

2219、3A21、3003、5A02、5A03、5A05、5A06、5083、5086、6A02、6061、7A04、7A09、7A85、

7075、7050、7085、7A99、7A55、7055共31個(gè)合金，7A85、7A55合金等同于美國(guó)牌號(hào)7085、

7055合金，但是7A85合金以及7A55合金成分范圍有所變化。上述合金均采取擠壓棒材的

形式供貨，供應(yīng)狀態(tài)有H112、O共2種狀態(tài)。隨著國(guó)內(nèi)裝備的發(fā)展進(jìn)步，這些合金擠壓棒的

規(guī)格、冶金質(zhì)量均有所提高，并且在航空航天領(lǐng)域?qū)@些材料的要求也逐漸提高，因此，本

規(guī)范上述合金的規(guī)范進(jìn)行了重新編制。

4.3化學(xué)成分

由于上述30種合金的成分均已經(jīng)納入GB/T3190-2020，本規(guī)范直接引用該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，

即30種合金的化學(xué)成分符合GB/T3190的規(guī)定。

4.4氫含量

氫在鋁合金中的溶解度隨著溫度的升高而增加，當(dāng)液態(tài)鋁合金凝固析出的氫來(lái)不及擴(kuò)散、

逸出時(shí)，在鑄錠中形成大量的針孔、氣孔等缺陷，導(dǎo)致在后續(xù)的加工中，產(chǎn)品的組織疏松，

降低了材料的氣密性，并使強(qiáng)度和韌性降低，造成嚴(yán)重后果或隱患。因此航空航天用鋁合金

板材控制氫含量的是非常有必要的。根據(jù)生產(chǎn)單位統(tǒng)計(jì)的氫含量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，

并征求各家單位意見，本文件中對(duì)氫含量進(jìn)行了規(guī)定，如表2所示，其中根據(jù)冶金廠檢驗(yàn)以

及采購(gòu)方復(fù)驗(yàn)方法不同，分別規(guī)定了液態(tài)氫含量和固態(tài)氫含量。

表2合金中氫含量

固態(tài)氫含量，不大

液態(tài)氫含量，不大于固態(tài)氫含量，不大于液態(tài)氫含量，不大于

牌號(hào)牌號(hào)于

mL/100gAlg/gAlmL/100gAl

g/gAl

2A020.190.175A050.250.22

2A110.190.175A060.250.22

2A120.190.1750830.250.22

2A140.190.1750860.250.22

2A160.190.176A020.190.17

2A500.190.1760610.190.17

2A700.190.177A040.180.15

2A800.190.177A090.180.15

2618A0.190.177A550.150.12

20140.190.177A850.150.12

20240.190.177A990.150.12

22190.190.1770750.180.15

3A210.190.1770550.150.12

30030.190.1770500.150.12

5A020.250.2270850.150.12

5A030.250.22

4.5拉伸性能

除保留原有牌號(hào)鋁合金棒材的拉伸性能外，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況及客戶的需求，增

加了7050，7055、7085、7A99、7A55，7A85鋁合金棒材的拉伸性能，該性能結(jié)果是在統(tǒng)計(jì)

多種規(guī)格、多批次擠壓棒材的T6狀態(tài)拉伸性能之后所提出的數(shù)據(jù)，具體要求見表3。

表3室溫縱向拉伸力學(xué)性能

斷后伸長(zhǎng)率

抗拉強(qiáng)度R規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度R

牌號(hào)供應(yīng)狀態(tài)樣件狀態(tài)直徑/mmmp0.2%

MPaMPa

A50mmA4D

7A85H112、OT65.00~22.0053047010

708522.00~150.005504808

150.00~250.005204306

7050H112、OT65.00~12.505304657

12.50~150.005404707

、

7A55H112OT65.00~12.506205806

705512.50~100.006005705

、

7A99H112OT65.00~22.006005607

22.00~150.005705206

考慮到合金的淬透性以及國(guó)內(nèi)目前擠壓機(jī)最大擠壓筒直徑，僅規(guī)定了部分直徑規(guī)格所需

要達(dá)到的性能，對(duì)于超出規(guī)格要求的棒材的拉伸力學(xué)性能由供需雙方協(xié)商確定。

4.6低倍組織

4.6.1由于本規(guī)范所涉及的鋁合金棒材主要用于后續(xù)航空航天用鍛件的制備，棒材中的粗晶、

縮尾等缺陷會(huì)“遺傳”至鍛件中，導(dǎo)致鍛件性能惡化，因此，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況以及用戶使

用要求，對(duì)低倍組織進(jìn)行了要求，經(jīng)過(guò)固溶處理后的棒材低倍試片上，不允許有裂紋、成層、

縮尾、氣孔以及光亮晶粒（晶粒度超過(guò)GB/T3246.2中二級(jí)的粗晶）存在，全截面晶粒度不

超過(guò)4級(jí)，且單個(gè)低倍試片上級(jí)差不大于2級(jí)。

4.6.2固溶處理后棒材低倍試片上的點(diǎn)狀或針狀非金屬夾雜、化合物偏析或金屬間化合物應(yīng)

符合表4規(guī)定。

表4鋁合金棒材低倍試片上的缺陷要求

對(duì)單點(diǎn)直徑在下列范圍的非金屬夾雜物、化合物偏析或金屬間化合物的要求

牌號(hào)

0.1mm0.1mm～0.5mm0.5mm

單點(diǎn)直徑0.1mm～0.4mm時(shí)，允

許

5A05允許不允許

單點(diǎn)直徑0.4mm～0.5mm時(shí)，5

點(diǎn)

5A06允許不允許不允許

其他合金不允許不允許不允許

4.6.3大量的分析表明鋁合金棒材中的氧化膜會(huì)對(duì)鍛件的組織性能產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，

特別是影響鍛件的高向延伸率和疲勞性能，因此，在本規(guī)范中嚴(yán)格規(guī)定了鋁合金棒材的氧化

膜，如表5所示

表5鋁合金棒材低倍組織上氧化膜要求

每點(diǎn)缺陷長(zhǎng)度在下列范圍時(shí)

缺陷名稱受檢面積mm

0.30.3～2.02.0

氧化膜全斷面允許2點(diǎn)不允許

4.6.4對(duì)于不含有Zr元素的鋁合金棒材來(lái)說(shuō)，固溶處理后很容易形成粗晶環(huán)，過(guò)深的粗晶

環(huán)中粗晶組織很容易遺傳至鍛件中，從而影響后續(xù)的性能。為了控制粗晶的影響，結(jié)合不同

成分合金的特點(diǎn)以及各單位實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)際統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)鋁合金棒材的粗晶深度進(jìn)行了明確

規(guī)定，當(dāng)棒材直徑不超過(guò)120mm時(shí)，其粗晶環(huán)深度應(yīng)符合表6中高精級(jí)的規(guī)定，直徑大于

120mm時(shí)，其粗晶環(huán)深度應(yīng)符合表5中普通級(jí)的規(guī)定。如有特殊要求的，應(yīng)在訂貨單（或合

同）中注明。

表6鋁合金棒材的粗晶要求

牌號(hào)粗晶環(huán)深度，mm

普通級(jí)高精級(jí)

2A0253

2A11、2A12、2024、2219、7A04、7A09、707583

6A02、6061、2A50、2A14、2A16、201485

2A70、2A80、2618A105

7050、7055、7085、7A55、7A85、7A9942

4.7斷口組織

為了嚴(yán)格要求鋁合金棒材的冶金質(zhì)量，結(jié)合變形鋁合金板材、鍛件中的斷口組織觀察，

提出對(duì)鋁合金棒材進(jìn)行斷口觀察，由于氧化膜的出現(xiàn)和固溶處理密切相關(guān)，因此，需要直徑

不小于50mm的擠壓棒材應(yīng)進(jìn)行取樣固溶時(shí)效處理后檢查斷口組織，斷口平行于擠壓方向，

斷口上不允許有非金屬夾雜物，斷口試片中氧化膜缺陷應(yīng)符合表7規(guī)定。

表7鋁合金棒材的斷口要求

斷口組織（平行擠壓方向）

受檢面積，cm2單點(diǎn)氧化膜面積，cm2允許數(shù)量

10022

4.8顯微組織

由于部分合金棒材會(huì)在O態(tài)下鍛造使用，因此，為了保障O態(tài)棒料的質(zhì)量，要求O態(tài)棒

材以及檢驗(yàn)用狀態(tài)的試件，其顯微組織不允許有過(guò)燒。

4.9超聲檢測(cè)

為了保障鍛件的質(zhì)量，根據(jù)用戶的實(shí)際使用要求，直徑大于25mm的棒材應(yīng)進(jìn)行超聲檢

測(cè)，且應(yīng)符合GB/T6519中A級(jí)規(guī)定。若不要求超聲檢測(cè)或需要其他級(jí)別的超聲檢測(cè)應(yīng)在合

同中注明。

4.10尺寸及外形

在GJB2054A中對(duì)于航空航天用棒材的尺寸和外形進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，因此，本規(guī)范的鋁合

金棒材尺寸外形應(yīng)符合GJB2054A的規(guī)定，超出標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定直徑范圍的擠壓棒材的尺寸及外

形由供需雙方協(xié)商，并在合同中注明。

4.11外觀質(zhì)量

在G