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    鋼鐵產品 標準 中 化學元素 排列順序的標準化

    ISO 6306:2019

    鋼產品標準中化學元素排列順序的標準化


    - 01 -

    長期以來,鋼鐵產品標準中所列化學元素的排列順序方面,一直沒有實現標準化。不同標準化組織(ISO,EN,ASTM,JIS,GB/T等)制定的鋼產品標準中,在產品標準中化學元素排列順序的做法方面,存在很大差異。

    這被認為是造成混亂的一個潛在因素。

    因為非標準化的化學元素排列順序,會帶來的使用成本的增加和種種不便。雖然很難用確切的數字或金錢來對這種混亂進行衡量,但無序所造成的混亂是確實存在的,而且這些被增加的成本也本可節省。 

    與此同時,隨著貿易全球化、標準國際化的趨勢日益明朗,使用計算機存儲、處理和檢索信息也是大勢所趨,這相應大大地增加了化學元素排序標準化的必要性,尤其是當多個來源的鋼產品數據用同一臺計算機處理時。

    與此同時,人們也越來越認識到各個層級的標準化給日常貿易和生產帶來的長期利好。 

    對于ISO/TC SC4來說,ISO 6306:2019標準的發布顯得尤其重要,因為該分技術委員會涉及到許多“可熱處理鋼和不銹鋼”領域的鋼產品技術標準。

    令人欣喜的是,目前,ISO/TC sc4分技術委員會已就制定的鋼產品國際標準的前五個元素,達成了一定程度的國際共識,并把這種共識納入到ISO 6306:2019的推薦做法中。


    - 02 -

    ISO 6306:2019規定了產品標準應如何排列鋼和大多數其他鐵基合金中化學元素的順序,同時,該標準也明確指出,但該規則不適用于鑄鐵類產品標準。 

    按照該標準的規定,鋼中的化學元素被分為3組。這些組的編號本身并沒有真正的技術含義,但它們提供了一種最簡單的方法,讓使用者容易記住化學元素的排列順序。 

    第1組元素中,包含了在所有類型鋼中,被認為是最重要的5種化學元素,即C(碳), 硅(Si), 錳(Mn),磷(P)和硫(S)。在這一組中,還包含了在合金鋼和不銹鋼中被認為是次重要的4種化學元素,即鉻(Cr),鎳(Ni),鉬(Mo)和氮(N)。 

    第2組元素中,保留給除第1組或第3組化學元素外的其他任何化學元素。當規定的鋼牌號中含有1個及以上這樣的化學元素時,它們應按照化學元素符號的英文字母順序排列。

    第2組化學元素通常是指以下12種化學元素:鋁(Al),砷(As),硼(B),鈷(Co),銅(Cu),鈮(Nb),鉛(Pb),錫(Sn),鈦(Ti)釩(V),鎢(W)和鋯(Zr),這些化學元素通常會出現在各種商用鋼中。 

    第3組元素中只有1個,即氫(H)元素。 

    因此,鋼標準中推薦的化學元素的排列順序為:

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

    2. 根據化學元素符號的字母順序排列的其他元素,如Al,As,B,Co,Cu,Nb,Pb,Sn,Ti,V,W,Zr;

    3. 氫(H)。


    - 03 -

    以上規定,在已發布的ISO 6306:2019中可以查到,并被規定為ISO/TC SC4在制定相關鋼產品標準時應采用的規定。

    與此同時,考慮到標準的自愿性屬性,其他ISO的分技術委員或其他國家和區域性標準制定組織,在制定相關鋼產品標準時,也可自愿采用。 

    另外,在ISO 6306:2019的前言中還特別提到,鋼中單個化學元素百分含量小數點后的有效位數的規定,應符合 ASTM A751的規定。

    那么,讓我們再看看A751對有效位數的規定是怎樣的?

    相關規定可見ASTM A751 第4章。


    第4.1部分規定,建議參考ASTM E1282作為規定鋼的化學成分的指南。

    第4.2部分規定了單個化學元素百分含量小數點后的有效位數的規定。

    1. 當單個化學元素的百分含量不大于0.010%時,小數點之后的最大有效位數應是4位,或用ppm表示;

    2. 當單個化學元素的百分含量大于0.010%,且不大于0.10%時,小數點之后的最大有效位數應是3位;

    3. 當單個化學元素的百分含量大于0.10%,且不大于3.0%時,小數點之后的最大有效位數應是2位;

    4. 當單個化學元素的百分含量大于3.0%時,小數點之后的最大有效位數應是1位。 

    第4.3部分規定,當單個化學元素的規定范圍,超過4.2部分規定的數值組合范圍時,小數點之后的有效位數,將由上限所表示的數值來決定。

    例如,對于單個化學元素,當其最小值小于0.10%,且最大值大于3.0%時,小數點之后的最大有效位數應是1位。 

    第4.4部分規定,標準制定機構出于技術方面的考慮,可酌情減少4.2規定的最大有效位數。例如,對不銹鋼來說,鉻含量可以從18.00%修改為到18.0%。但相反的情形則不適用,除了特殊的技術方面的需要外,不得增加有效數字的位數。


    - 04 -

    最后講講在閱讀標準中經常被提及,但容易引起混淆的幾個化學元素的概念。

    1. 故意添加的未規定化學元素(intentionally added unspecified element):

    這是一類由制造商自主選擇并控制添加的化學元素,以獲得理想的產品特性。

    所有商品化的金屬材料,除了規定的化學元素外,還會含有少量其它化學元素。對每個可能出現的未規定化學元素進行規定,無疑是一件徒勞無益的事情。盡管制造商通常會檢測并報告這些化學元素。

    另外,化學元素的分析及報告,應僅限于產品標準中規定的化學元素,而不是諸如“所有其他元素”、“稀土元素”和“剩余”之類的元素組。

    2. 殘余化學元素(residual element):這是一類在產品標準中規定的或未規定的化學元素,不是生產商故意添加的,它可能源自原材料、耐火材料或空氣中。

    3. 規定化學元素(specified element):根據產品標準的規定,需控制在規定范圍內的元素,有規定的最大值和/或最小值。

    4. 痕量化學元素( trace element):一類可能以極低的濃度出現的殘余元素,通常小于0.01%。


    - 05 -

    2020年7月31日,在中國鋼鐵工業協會六屆二次理事(擴大)會議上,中國鋼鐵工業協會黨委書記、執行會長何文波作了題為《堅持創新引領 全面推進鋼鐵工業高質量發展》的報告,引起行業廣泛關注。

    報告特別提到了標準賦能,引導鋼鐵工業高質量發展方向”,“高標準是高質量的保證。習近平總書記曾指出:標準助推創新發展,標準引領時代進步。推動鋼鐵行業高質量發展,高標準引領是關鍵?!?。 

    “十三五”期間,中國鋼鐵行業以創新為牽引,推進標準化工作,堅持標準與產業發展、用戶需求相結合,基本形成了以國標、行標、團標為主,層次分明、結構合理、專業配套、可操作性強、技術水平較高的標準體系,用先進標準支撐和引領鋼鐵行業高質量發展。

    從2000年至今,提出并成功立項鋼鐵冶金相關國際標準提案66項,發布國際標準32項,推動了中國鋼鐵產品和技術走出去。 

    正如2012年第43屆標準日主題所言,“減損耗,增收益――標準提高效率”,高質量發展的路上,需要開發更多引領行業發展方向的全球公認標準。 

    一個標準,一次檢驗,全球接受。


    2020年8月4日
    寫于上海東鼎國際大廈B座5層


    參考資料

    [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

    文章來源:知鋼

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