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钢铁产品 标准 中 化学元素 排列顺序的标准化

ISO 6306:2019

钢产品标准中化学元素排列顺序的标准化


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长期以来,钢铁产品标准中所列化学元素的排列顺序方面,一直没有实现标准化。不同标准化组织(ISO,EN,ASTM,JIS,GB/T等)制定的钢产品标准中,在产品标准中化学元素排列顺序的做法方面,存在很大差异。

这被认为是造成混乱的一个潜在因素。

因为非标准化的化学元素排列顺序,会带来的使用成本的增加和种种不便。虽然很难用确切的数字或金钱来对这种混乱进行衡量,但无序所造成的混乱是确实存在的,而且这些被增加的成本也本可节省。 

与此同时,随着贸易全球化、标准国际化的趋势日益明朗,使用计算机存储、处理和检索信息也是大势所趋,这相应大大地增加了化学元素排序标准化的必要性,尤其是当多个来源的钢产品数据用同一台计算机处理时。

与此同时,人们也越来越认识到各个层级的标准化给日常贸易和生产带来的长期利好。 

对于ISO/TC SC4来说,ISO 6306:2019标准的发布显得尤其重要,因为该分技术委员会涉及到许多“可热处理钢和不锈钢”领域的钢产品技术标准。

令人欣喜的是,目前,ISO/TC sc4分技术委员会已就制定的钢产品国际标准的前五个元素,达成了一定程度的国际共识,并把这种共识纳入到ISO 6306:2019的推荐做法中。


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ISO 6306:2019规定了产品标准应如何排列钢和大多数其他铁基合金中化学元素的顺序,同时,该标准也明确指出,但该规则不适用于铸铁类产品标准。 

按照该标准的规定,钢中的化学元素被分为3组。这些组的编号本身并没有真正的技术含义,但它们提供了一种最简单的方法,让使用者容易记住化学元素的排列顺序。 

第1组元素中,包含了在所有类型钢中,被认为是最重要的5种化学元素,即C(碳), 硅(Si), 锰(Mn),磷(P)和硫(S)。在这一组中,还包含了在合金钢和不锈钢中被认为是次重要的4种化学元素,即铬(Cr),镍(Ni),钼(Mo)和氮(N) 

第2组元素中,保留给除第1组或第3组化学元素外的其他任何化学元素。当规定的钢牌号中含有1个及以上这样的化学元素时,它们应按照化学元素符号的英文字母顺序排列。

第2组化学元素通常是指以下12种化学元素:铝(Al),砷(As),硼(B),钴(Co),铜(Cu),铌(Nb),铅(Pb),锡(Sn),钛(Ti)钒(V),钨(W)和锆(Zr),这些化学元素通常会出现在各种商用钢中。 

第3组元素中只有1个,即氢(H)元素。 

因此,钢标准中推荐的化学元素的排列顺序为:

1. C,Si,Mn,P,S,[Ni],Cr,[Ni],Mo,[Ni],N;

2. 根据化学元素符号的字母顺序排列的其他元素,如Al,As,B,Co,Cu,Nb,Pb,Sn,Ti,V,W,Zr;

3. 氢(H)。


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以上规定,在已发布的ISO 6306:2019中可以查到,并被规定为ISO/TC SC4在制定相关钢产品标准时应采用的规定。

与此同时,考虑到标准的自愿性属性,其他ISO的分技术委员或其他国家和区域性标准制定组织,在制定相关钢产品标准时,也可自愿采用。 

另外,在ISO 6306:2019的前言中还特别提到,钢中单个化学元素百分含量小数点后的有效位数的规定,应符合 ASTM A751的规定。

那么,让我们再看看A751对有效位数的规定是怎样的?

相关规定可见ASTM A751 第4章。


第4.1部分规定,建议参考ASTM E1282作为规定钢的化学成分的指南。

第4.2部分规定了单个化学元素百分含量小数点后的有效位数的规定。

1. 当单个化学元素的百分含量不大于0.010%时,小数点之后的最大有效位数应是4位,或用ppm表示;

2. 当单个化学元素的百分含量大于0.010%,且不大于0.10%时,小数点之后的最大有效位数应是3位;

3. 当单个化学元素的百分含量大于0.10%,且不大于3.0%时,小数点之后的最大有效位数应是2位;

4. 当单个化学元素的百分含量大于3.0%时,小数点之后的最大有效位数应是1位。 

第4.3部分规定,当单个化学元素的规定范围,超过4.2部分规定的数值组合范围时,小数点之后的有效位数,将由上限所表示的数值来决定。

例如,对于单个化学元素,当其最小值小于0.10%,且最大值大于3.0%时,小数点之后的最大有效位数应是1位。 

第4.4部分规定,标准制定机构出于技术方面的考虑,可酌情减少4.2规定的最大有效位数。例如,对不锈钢来说,铬含量可以从18.00%修改为到18.0%。但相反的情形则不适用,除了特殊的技术方面的需要外,不得增加有效数字的位数。


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最后讲讲在阅读标准中经常被提及,但容易引起混淆的几个化学元素的概念。

1. 故意添加的未规定化学元素(intentionally added unspecified element):

这是一类由制造商自主选择并控制添加的化学元素,以获得理想的产品特性。

所有商品化的金属材料,除了规定的化学元素外,还会含有少量其它化学元素。对每个可能出现的未规定化学元素进行规定,无疑是一件徒劳无益的事情。尽管制造商通常会检测并报告这些化学元素。

另外,化学元素的分析及报告,应仅限于产品标准中规定的化学元素,而不是诸如“所有其他元素”、“稀土元素”和“剩余”之类的元素组。

2. 残余化学元素(residual element):这是一类在产品标准中规定的或未规定的化学元素,不是生产商故意添加的,它可能源自原材料、耐火材料或空气中。

3. 规定化学元素(specified element):根据产品标准的规定,需控制在规定范围内的元素,有规定的最大值和/或最小值。

4. 痕量化学元素( trace element):一类可能以极低的浓度出现的残余元素,通常小于0.01%。


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2020年7月31日,在中国钢铁工业协会六届二次理事(扩大)会议上,中国钢铁工业协会党委书记、执行会长何文波作了题为《坚持创新引领 全面推进钢铁工业高质量发展》的报告,引起行业广泛关注。

报告特别提到了标准赋能,引导钢铁工业高质量发展方向”,“高标准是高质量的保证。习近平总书记曾指出:标准助推创新发展,标准引领时代进步。推动钢铁行业高质量发展,高标准引领是关键。”。 

“十三五”期间,中国钢铁行业以创新为牵引,推进标准化工作,坚持标准与产业发展、用户需求相结合,基本形成了以国标、行标、团标为主,层次分明、结构合理、专业配套、可操作性强、技术水平较高的标准体系,用先进标准支撑和引领钢铁行业高质量发展。

从2000年至今,提出并成功立项钢铁冶金相关国际标准提案66项,发布国际标准32项,推动了中国钢铁产品和技术走出去 

正如2012年第43届标准日主题所言,“减损耗,增收益――标准提高效率”,高质量发展的路上,需要开发更多引领行业发展方向的全球公认标准。 

一个标准,一次检验,全球接受。


2020年8月4日
写于上海东鼎国际大厦B座5层


参考资料

[1] ISO 6306:2019 Chemical analysis of steel -- Order of listing elements in steel standards

[2] ASTM A751, Standard Test Methods, Practices, and Terminology for Chemical Ana is of Steel Products

https://mp.weixin.qq.com/s/l6SJI_DA3j3VpXKRZpM_ng

文章来源:知钢

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