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一文了解美國材料標準體系

2023-01-17 11:46:12 作者：材易通來源：材易通分享至：

標準常按照使用范圍分為：國際標準、區(qū)域標準、國家標準、專/行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準。按照內(nèi)容可分為：基礎標準、產(chǎn)品標準、輔助產(chǎn)品標準、原材料標準、方法標準。按照成熟程度分為：法定標準、推薦標準、試行標準、標準草案。

標準體系

標準體系是一定范圍內(nèi)的標準按其內(nèi)在聯(lián)系形成的科學有機整體。與實現(xiàn)一個國家的標準化目的有關的所有標準，可以形成一個國家的標準體系;與實現(xiàn)某種產(chǎn)品的標準化目的有關的標準，可以形成該種產(chǎn)品的標準體系。

標準

標準體系的組成單元是標準。標準指的是為確保產(chǎn)品、服務和工藝，經(jīng)協(xié)商一致制定的規(guī)范性文件。

在材料行業(yè)，在生產(chǎn)、制造和銷售之間，標準扮演的是最為重要的溝通角色。無論是生產(chǎn)工廠、分銷商，還是最終產(chǎn)品的使用者、用戶，對于某一類或者某一個材料的理解都是根據(jù)標準進行，每個國家對于這些產(chǎn)品都有相應的執(zhí)行標準。

今天我們總結(jié)歸納美國材料的常見標準體系。

美國材料標準體系

美國大約有幾百個機構(gòu)制定各自的標準，其中既包括政府機構(gòu)、也包括非政府機構(gòu)，如標準化機構(gòu)、科學和專業(yè)協(xié)會、工貿(mào)協(xié)會、其他社團組織，以及非正式標準制定機構(gòu)等。

其中涉及材料的標準化機構(gòu)就有20多家，常見的有ANSI（美國國家標準）、ASTM（美國材料與實驗學會標準）、ASME（美國機械工程師協(xié)會標準）、AISI（美國鋼鐵學會標準）等。

簡寫	標準名
AA	美國鋁業(yè)協(xié)會標準
ABS	美國船級社標準
ACI	美國合金鑄造學會標準
AFS	美國鑄造協(xié)會標準
ANSI	美國國家標準
ASTM	美國材料與實驗學會標準
AISI	美國鋼鐵學會標準
ASME	美國機械工程師協(xié)會標準
AMS	美國宇宙航空材料規(guī)范
AWS	美國焊接協(xié)會標準
API	美國石油學會標準
CDA	美國銅業(yè)發(fā)展協(xié)會標準
MIL	美國軍用標準
SAE	國際自動機工程師學會
UNS	美國統(tǒng)一編號系統(tǒng)

注：標紅色的標準在材易通中均可查詢，材易通后臺收錄了80多個國家地區(qū)/組織的標準數(shù)據(jù)。

下面對常見的標準進行介紹：

ANSI美國國家標準

簡介

美國國家標準學會成立于1918年，為非盈利性得民間標準化團體，實際上已成為國家標準化中心，各界標準化活動都圍繞其進行。ANSI的標準廣泛應用于整個工業(yè)，該協(xié)會本身不制定標準，只是從其他標準化機構(gòu)中選取一部分標準發(fā)布為國家標準，其標準號采用雙編號如ANSI/ASTM，牌號則是采用另一編號標準中的牌號。目前，美國已有約近三百個標準化組織獲得了ANSI的認可。

編制方法規(guī)則

投票調(diào)查法：邀請專家或者專業(yè)團體投票，將結(jié)果報ANSI設計的標準評審會批準；
委員會法：ANSI技術委員會和其他機構(gòu)組織委員會代表擬定標準草案，全體委員投票表決，最后由標準評審會審核批準。
從各專業(yè)學會、協(xié)會團體指定的標準中，將較為成熟的，對全國有普遍意義的標準，經(jīng)ANSI各技術委員會審核后，提升為國家標準。

AMS美國宇航材料規(guī)范

簡介

AMS是宇航材料規(guī)范，主要面向航空和航天工業(yè)的，該標準應用于全球范圍內(nèi)航空飛行器零件、系統(tǒng)的設計和生產(chǎn)以及政府采購。從1939年至2002年，美國SAE的航空材料分會已發(fā)布了2450份AMS標準，這源自于供需雙方對工業(yè)生產(chǎn)通用材料規(guī)范的需求。

標準特點

AMS標準的類型大致分為3類：

金屬材料產(chǎn)品規(guī)范；

非金屬材料產(chǎn)品規(guī)范；

工藝規(guī)范。

標準類型	主要技術內(nèi)容
金屬材料產(chǎn)品規(guī)范	規(guī)定材料的成分極限、熔煉和合金化的基本方法、加工和成型工藝、產(chǎn)品的熱處理；規(guī)定產(chǎn)品某一性能的要求，如拉伸強度、延伸率、硬度、顯微組織、表面特性或產(chǎn)品其他有關性能；規(guī)定能夠被控制并且能有統(tǒng)計積累極限數(shù)據(jù)的重要使用性能；規(guī)定相關的檢驗方法和檢驗規(guī)則。
非金屬材料產(chǎn)品規(guī)范	大多數(shù)非金屬材料規(guī)范是依據(jù)各項性能的極限規(guī)定和試驗而制定的，而不是像金屬材料那樣通過控制產(chǎn)品的成分和制造工藝。
工藝規(guī)范	一般規(guī)定一種工藝的主要材料、設備、制備方法、關鍵步驟、控制要求及各項性能要求。這種規(guī)范并不提供工藝一步一步如何進行的細節(jié)，因為通常有許多種方法來完成同一工藝步驟。工藝規(guī)范的格式與AMS材料規(guī)范格式不同，它主要根據(jù)工藝的需求而定。

專業(yè)委員會代號	專業(yè)委員會的業(yè)務范圍	備注
AMS-B	機械加工、工藝和流體
AMS-D	非鐵合金
AMS-E	碳鋼、低合金鋼和特殊鋼及合金	含焊接、鋼的純潔度
AMS-F	耐蝕和耐熱合金	含鐵合金鑄件
AMS-G	鈦合金、鈹和難熔材料
AMEC	宇航工程材料
AMS-CE	彈性體（橡膠）
AMS-P	聚合物和復合材料
AMS-CARC	飛機復合材料修補	含空氣管路系統(tǒng)檢驗和修補狀態(tài)、修補材料、修補技術TG、檢驗、設計、培訓、分析修補技術
AMS G-8	有機涂料	含腐蝕和一般試驗方法、表面準備和清理、外觀和耐久性
AMS G-9	宇航密封	含新密封劑規(guī)范、有害廢物、密封劑去除技術、密封和加工表面制備、燃油箱
AMS-J	宇航用化學品和材料
AMS-M	宇航潤滑脂
AMS-K	無損檢測方法和工藝	含磁粉和滲透檢驗方法，電子NDT

ASTM美國材料與試驗協(xié)會

簡介

ASTM是全世界最大的資源性標準制定組織，系美國材料與試驗學會（AMERCAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS）的簡稱，該學會是從事產(chǎn)業(yè)原材料標準化的一個非官方組織，成立于1896年，總部設在費城，是美國資格最老、規(guī)模最大的學術團體之一。由140多個技術委員會參與ASTM標準制定。目前出版了12000多個標準，覆蓋了鋼鐵、油漆、塑料、紡織、石油、建筑、環(huán)境電子產(chǎn)品、設備、先進材料等。被世界廣泛接受。

類型

ASTM發(fā)布了六種不同的產(chǎn)品標準，定義為：

A.測試方法：測試的既定程序。

B.實踐：一組確定的指令，用于執(zhí)行一個或多個與測試結(jié)果無關的特定操作。

C.規(guī)格：材料，產(chǎn)品，系統(tǒng)或服務需要滿足的要求。

D.分類：根據(jù)相似的特征（例如來源，組成，特性或用途）對材料，產(chǎn)品，系統(tǒng)或服務進行系統(tǒng)的安排/劃分。

E.指南：有關一系列其他選項的信息，其中不包括已建議的特定操作方法。

F.術語：術語的定義和符號，縮寫或首字母縮寫的解釋。

編號規(guī)則

ASTM標準用標準代號+字母分類代碼+標準序號+制定年份+標準英文名稱來表示。

例如：

ASTM A 915/915M 2003

代碼	材料分類名稱
A	黑色金屬
B	有色金屬
C	水泥、陶瓷、混凝土與磚石材料
D	其他各種材料（石油）
E	雜類
F	特殊用途材料（電子材料、防震材料）

ASME美國機械工程師協(xié)會標準

簡介

ASME是American Society of Mechanical Engineers（美國機械工程師協(xié)會）的英文縮寫。美國機械工程師協(xié)會成立于1880年，在世界各地建有分部，是一個有很大權威和影響的國際性學術組織。ASME主要從事發(fā)展機械工程及其有關領域的科學技術，鼓勵基礎研究，促進學術交流，發(fā)展與其他工程學、協(xié)會的合作，開展標準化活動，制定機械規(guī)范和標準。它擁有125000個成員，管理著全世界最大的技術出版署，主持每年30個技術會議，200個專業(yè)發(fā)展課程，并制訂了許多工業(yè)和制造標準。

ASME是美國機械工程師學會的行業(yè)標準，只有在地方政府的安全監(jiān)察部門以法律形式認可情況下才能成為法定控制產(chǎn)品質(zhì)量的技術法規(guī)。ASME規(guī)范包括卷、冊、增補、條款解釋、規(guī)范案例。此外，ASME還是ANSI五個發(fā)起單位之一。ANSI的機械類標準，主要由它協(xié)助提出，并代表美國家標準委員會技術顧問小組，參加ISO的活動。

ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范共12卷，包括鍋爐、壓力容器(移動式和固定式)、核容器、各種材料、無損檢測、焊接和釬接評定等，一切鍋爐和壓力容器的建造(包括材料、設計、制造、檢驗、試驗、檢查、認證和泄壓等)工作，都可以在ASME規(guī)范范圍內(nèi)解決。本世紀起陸續(xù)補充了建造后的指導性規(guī)則，如PCC-1、2和3等（Post ConstructionCommittee，PCC），即不僅要符合建造規(guī)則，還要遵守裝配、修復等規(guī)則，以保證安全使用。

認證項目

ASME認證項目包括以下四大類：
鍋爐及壓力容器（BPV）
核動力裝置（N-Type）
核原料（QSC）

樹脂及塑料容器（RTP）

根據(jù)不同的產(chǎn)品，ASME向生產(chǎn)企業(yè)授予25種鋼印以及相應的認證證書。

比如：

壓力容器類使用U鋼印；
鍋爐類產(chǎn)品使用H鋼印；
核動力裝置使用N鋼印。

AISI美國鋼鐵協(xié)會

簡介

AISI成立于1855年，是單純的鋼鐵標準。

AISI和ASTM是美國的兩種行業(yè)標準，其推行機構(gòu)不同，但是指向材料的含義是一樣的。AISI——美國鋼鐵學會標準，ASTM ——美國材料與試驗協(xié)會標準。同一鋼材在兩個標準里面成分略有不同，但性能基本一致。

命名規(guī)則

采用三位阿拉伯數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示類別，第二、三位數(shù)字表示順序號。

第一位數(shù)字類別：

2：Cr-Ni-Mn系；

3：Cr-Ni系；

4：Cr系；

5：低Cr系

（6：沉淀硬化系）

舉例：201、304、403，504。

SAE美國汽車工程師學會

簡介

全名“美國汽車工程師學會”，是美國及世界汽車工業(yè)（包括航空和海洋）最具影響力的學術組織之一。該協(xié)會最早成立于1902年，當時名稱為美國汽車工程師協(xié)會，負責研究并制定轎車、載重車、工程車、飛機、發(fā)動機、材料及制造等領域標準。1910年，該協(xié)會接管了特許汽車制造商協(xié)會（ALAM）機械分部的技術數(shù)據(jù)編制工作，成為美國汽車工業(yè)的專業(yè)標準委員會。1916年，該協(xié)會又與美國航空工程師協(xié)會（ASAE）和拖拉機工程師協(xié)會（STE）合并。此后不久，全國（美國）內(nèi)燃機與船舶制造商協(xié)會（NAEBM）和全國（美國）燃氣輪機協(xié)會（NGEA）將其工程與標準化工作并入SAE。1917年2月，SAE正式定名為美國機動工程師協(xié)會。

目前，SAE擁有來自100多個國家的超過138000名會員,標準共計35000余項，包含現(xiàn)行標準10000余項，非現(xiàn)行標準25000余項。SAE所制定的標準不僅應用于汽車行業(yè)，還廣泛應用于航空航天領域。航空標準主要由SAE航空航天理事會下設的9個分部的62個技術委員會組織制定，覆蓋民機系統(tǒng)、設備、標準件、發(fā)動機、可靠性、維修性等方面的標準規(guī)范。涉及民航發(fā)動機領域的標準包括：燃油及潤滑油標準、緊固件標準、活塞環(huán)標準、內(nèi)部氣候控制標準、燃油噴射系統(tǒng)及試驗方法標準、冷卻系統(tǒng)標準等。

分類

SAE標準分為三種：

航空航天材料標準（Aerospace Material Specifications）；
航空航天標準(AerospaceStandards)；
地面車輛標準(Ground Vehicle Standards)。

其中，航空航天材料標準又分為“英制”和“公制”兩種；航空航天標準又包括：航空航天信息報告、航空航天資源文件、航空航天推薦慣例、航空航天標準（英制）、航空航天標準（公制）、航空航天推薦慣例（公制）。

UNS美國統(tǒng)一編號系統(tǒng)

簡介

美國對金屬與合金制定了統(tǒng)一的數(shù)字代號標準，稱為"金屬和合金統(tǒng)一數(shù)字編號系統(tǒng)"，即UNS（Unified Numbering System for Metals and Alloys），用數(shù)字對各種有色金屬和鋼鐵材料進行統(tǒng)一編號。

UNS編號系統(tǒng)使牌號的對照比較簡單明了，但并非各國所有的牌號都能在UNS編號系統(tǒng)中找到相同或相似的牌號。這是因為UNS編號系統(tǒng)基本上是反映美國的狀況，而且目前UNS編號數(shù)量還有限，加上各國在合金化特點、要求等方面情況各異、所以，美國以外的眾多外國牌號，尚不能在UNS編號系統(tǒng)中找出相同或相似的牌號。

編號

SAE美國汽車工程師協(xié)會和ASTM美國材料與試驗協(xié)會的“金屬與合金統(tǒng)一數(shù)字代號體系”(“UNS”體系)，包括17個數(shù)字代號系列，每一系列由一個固定的前綴字母和五個數(shù)字組成，在大多數(shù)情況下，一個前綴字母表示同一類型的金屬。這個統(tǒng)一數(shù)字代號體系，基本上是在各個協(xié)會組織原有各種材料編號體系的基礎上，稍作變動，合并統(tǒng)一而成的。

D00001~D99999	規(guī)定力學性能鋼
F00001~F99999	鑄鐵
G00001~G99999	AISl和SAE磺鋼廈臺金鋼
H00001~H99999	A1S1可淬透性鋼	前綴字母“H”為“HARDENABILITY”（可淬透的）的第一個字母
J00001~J99999	鑄鋼（工具鋼除外）
K00001~K99999	雜類鋼及鐵基臺金
S00001~S99999	耐熱及耐蝕（不銹）鋼	前綴字母”*S”為“STAINLESS”（不銹）的第一個字母
T00001~T99999	工具鋼	前綴字母“T”為。TOOL”（工具）的第一個字母