材料图纸、采购文件和检验报告中,经常出现 ASTM A276 Type 316、SAE AMS 5643、ASME SB-167、UNS S31600 等标识。
它们有的代表标准组织,有的代表专业规范系列,还有的用于材料编号。虽然经常同时出现在材料牌号、产品标准和工程图纸中,但实际作用并不相同。
美国材料标准涉及多个组织和专业体系,常见的有:
| 简写 | 名称 | 主要领域与作用 |
|---|---|---|
| ASTM | 美国材料与试验学会 | 金属及非金属材料、试验方法和产品标准 |
| ASME | 美国机械工程师学会 | 机械、锅炉及压力容器规范 |
| SAE | 美国汽车工程师学会 | 汽车、航空航天及工程技术标准 |
| ANSI | 美国国家标准学会 | 标准协调与认可 |
| MIL | 美国军用标准及规范体系 | 国防装备及相关产品的标准和规范 |
| API | 美国石油学会 | 石油天然气设备与材料标准 |
| AWS | 美国焊接学会 | 焊接材料、工艺及检验标准 |
| AISI | 美国钢铁协会 | 钢铁行业技术及相关工作 |
| AA | 美国铝业协会 | 铝及铝合金材料 |
| ABS | 美国船级社 | 船舶与海洋工程规范 |
| AMS | SAE发布的宇航材料规范系列 | 航空航天材料及相关工艺规范 |
| AFS | 美国铸造学会 | 铸造技术及相关材料 |
| CDA | 美国铜业发展协会 | 铜及铜合金材料 |
| UNS | 美国统一编号系统 | 金属及合金材料编号 |
一、美国主要标准组织
ASTM、ASME和SAE是常见的标准组织;AMS是SAE发布的规范系列,MIL是军用标准体系,UNS则是材料编号系统,不能将它们都理解为标准制定组织。
ASTM
ASTM International 成立于1898年,原名 American Society for Testing and Materials,后更名为 ASTM International。其标准覆盖金属、塑料、橡胶、石油产品、建筑材料及试验方法等领域。
—— ASTM标准编号怎么看?
以 ASTM A276/A276M-24 为例:
- A:标准所属类别——黑色金属。
- 276:标准顺序编号。
- M:表示公制单位制(A276/A276M表示该标准同时采用英制与SI公制)。
- 24:表示该标准最近一次修订或发布的年份为2024年。另外,年代号后还会有带后缀a、b、c等标识,例如24a、24b表示当年修正版次;若年代号后带括号,如(2025),则表示该标准在该年份经复审重新确认,内容未变。
ASTM标准常见类别及其主要领域:
| 字母 | 主要领域 |
|---|---|
| A | 黑色金属材料 |
| B | 有色金属材料 |
| C | 水泥、混凝土、陶瓷等 |
| D | 塑料、橡胶、石油产品等 |
| E | 试验、测量及通用技术主题 |
| F | 特定用途材料及产品 |
| G | 腐蚀、磨损及材料劣化 |
* 字母主要用于识别标准所属领域,并不代表材料的具体成分或性能。
—— ASTM标准文件有哪些类型?
ASTM标准不仅包括材料产品标准,还包括试验方法、操作规程、技术指南等不同类型。
| 类型 | 英文名称 | 主要内容 |
|---|---|---|
| 规格标准 | Specification | 规定材料或产品的技术要求 |
| 试验方法 | Test Method | 规定材料性能及相关指标的测试方法 |
| 操作规程 | Practice | 规定具体操作程序 |
| 指南 | Guide | 提供技术指导和方法建议 |
| 分类标准 | Classification | 对材料或产品进行分类 |
| 术语标准 | Terminology | 规定专业术语及定义 |
例如,ASTM A276规定不锈钢棒材和型材的技术要求,ASTM E8/E8M规定金属材料拉伸试验方法。
因此,查阅ASTM标准时,不仅要关注标准编号,还应了解文件类型,明确它规定的是材料要求、试验方法还是具体操作程序。
ASME
ASME(American Society of Mechanical Engineers)成立于1880年,主要涉及机械工程、锅炉、压力容器及相关设备的设计、制造和检验规范。其代表性文件是 ASME Boiler and Pressure Vessel Code(BPVC,锅炉及压力容器规范)。ASME于1911年启动锅炉规范编制工作,首版于1915年出版。
BPVC中与材料有关的主要部分包括:
- Section II, Part A:黑色金属材料规格。
- Section II, Part B:有色金属材料规格。
- Section II, Part C:焊接材料规格。
- Section II, Part D:材料性能数据。
ASME材料规格与ASTM材料标准之间存在密切关系。ASME BPVC Section II的Part A和Part B采用了ASTM及其他标准制定机构发布的部分材料规格,并根据ASME规范要求进行必要的调整。因此,ASME材料标识并不意味着其对应材料一定具有与ASTM标准完全相同的全部要求。
例如:
- ASTM A240 对应 ASME SA-240。
- ASTM B167 对应 ASME SB-167。
ASME规范属于行业技术规范。当被相关法规或监管机构引用、采纳时,其适用范围内的要求可能具有强制性。
SAE
SAE International 成立于1905年,最初主要服务于汽车工程领域,后来扩展至航空航天及其他工程领域。其标准涉及汽车、航空航天、材料、紧固件及测试等。其中,AMS(Aerospace Material Specifications,宇航材料规范)是SAE发布的重要专业标准系列。
例如,SAE AMS 5643规定17-4PH沉淀硬化型耐腐蚀钢的技术要求。AMS还涉及其他金属及非金属材料,以及热处理、表面处理等工艺规范。
AISI
AISI(American Iron and Steel Institute,美国钢铁协会)成立于1855年,是美国钢铁行业组织,主要开展公共政策倡导、行业推广及技术发展工作,并非通用金属材料产品规格的主要制定机构。
不锈钢领域常见的200、300、400系列牌号体系,通常被称为AISI系列牌号。这些牌号在行业中沿用已久,但不能因此认为AISI是所有相关材料产品标准的发布机构。
| 系列 | 常见材料类型 | 代表牌号 |
|---|---|---|
| 200系列 | 以铬锰系奥氏体不锈钢为主 | 201、202 |
| 300系列 | 铬镍奥氏体不锈钢 | 304、316 |
| 400系列 | 铬系铁素体及马氏体不锈钢 | 410、430、420 |
304、316通常被称为AISI牌号,但牌号不等于完整产品标准。例如,ASTM A276 Type 316规定了相应不锈钢棒材和型材的技术要求。
ANSI
ANSI(American National Standards Institute,美国国家标准学会)成立于1918年,是美国非营利性标准协调与认可机构。
与ASTM、ASME、SAE不同,ANSI不直接编写技术标准,主要负责协调美国自愿性标准体系,并认可符合程序要求的标准及标准制定组织。
经ANSI认可的标准可获得美国国家标准(ANS)身份。因此,ASTM发布的标准并不都是ANS,只有经过相应认可程序的标准才具有这一身份。
二、 AMS、UNS、MIL
这三种体系在材料技术文件中经常出现,但用途不同。
AMS:宇航材料规范
AMS(Aerospace Material Specifications)是SAE发布的宇航材料规范系列,主要用于航空航天材料及相关制造工艺。
常见标准包括:
| 标准 | 材料或内容 |
|---|---|
| SAE AMS 5643 | 17-4PH沉淀硬化不锈钢 |
| SAE AMS 4911 | Ti-6Al-4V钛合金板材、薄板和带材 |
| SAE AMS 5510 | 耐腐蚀和耐热钢板、薄板和带材 |
UNS:统一编号系统
UNS(Unified Numbering System,统一编号系统)由ASTM International和SAE International共同建立,用于对金属及合金进行统一编号,便于不同材料牌号体系之间的识别、索引和交叉对照。
常见编号如下:
| UNS编号 | 材料 |
|---|---|
| S30400 | 304不锈钢 |
| S31600 | 316不锈钢 |
| S17400 | 17-4PH不锈钢 |
| N06600 | 镍基合金600 |
| N06625 | 镍基合金625 |
* UNS编号用于识别材料,不能代替完整产品标准,也不能仅凭编号确定产品形式、交货状态和力学性能。
MIL:美国军用标准体系
MIL是美国军用标准及规范体系,主要用于国防装备及相关产品,涉及材料、零部件、制造工艺和检验要求。常见文件标识包括:
| 标识 | 英文名称 | 含义 |
|---|---|---|
| MIL-STD | Military Standard | 军用标准 |
| MIL-PRF | Military Performance Specification | 军用性能规范 |
| MIL-DTL | Military Detail Specification | 军用详细规范 |
| MIL-SPEC | Military Specification | 军用规范的统称 |
结语
美国材料标准涉及多个组织和专业体系,ASTM、ASME、SAE、AMS、MIL、UNS等标识各有不同用途。
在材料采购、图纸审核和质量检验中,不能只看材料牌号,还应核对其执行标准、标准版本、产品形式及交货状态。
即使材料牌号相同,不同标准或不同交货状态下的技术要求也可能存在差异。例如,17-4PH不锈钢的H900、H1025和H1150状态,其力学性能就有所不同。
正确识别标准标识只是第一步,准确理解标准要求,才能为材料选用、采购和检验提供可靠依据。