發(fā)布日期：2020-2-8 23:22:25
| 航空航天用高溫鈦合金鍛件 （GB/T ××××-××××） |
| 編制說(shuō)明 |
| （送審稿） |
| 2019-6 |
《航空航天用高溫鈦合金鍛件》
編制說(shuō)明（送審稿）
一、工作簡(jiǎn)況
1. 任務(wù)來(lái)源
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委《關(guān)于下達(dá)2017年第四批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》（國(guó)標(biāo)委綜合[2017]128號(hào)）的要求，由寶鈦集團(tuán)有限公司和寶雞鈦業(yè)股份有限公司負(fù)責(zé)起草《航空航天用高溫鈦合金鍛件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)：20173772-T-610，計(jì)劃完成年限為2019年。
2．主要起草單位簡(jiǎn)況
2.1寶鈦集團(tuán)有限公司
寶鈦集團(tuán)有限公司始建于1965年，是國(guó)家“三五”期間為滿足國(guó)防軍工、尖端科技發(fā)展的需要，以“九0二”為工程代號(hào)而投資興建的國(guó)家重點(diǎn)企業(yè)，原名902廠，1972年更名為寶雞有色金屬加工廠，隸屬于國(guó)家冶金工業(yè)部；1983年劃歸中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司主管；1999年劃歸中國(guó)稀有稀土集團(tuán)公司管理；2000年劃歸到陜西省，隸屬于陜西有色金屬控股集團(tuán)有限責(zé)任公司；2005年，為建立現(xiàn)代企業(yè)制度、理順國(guó)有資產(chǎn)管理關(guān)系，工廠整體改制為寶鈦集團(tuán)有限公司。
歷經(jīng)近50年的艱苦磨礪，寶鈦集團(tuán)現(xiàn)已發(fā)展成為中國(guó)最大、實(shí)力最雄厚、體系最完整的以鈦及鈦合金為主的稀有金屬材料專業(yè)化科研生產(chǎn)基地，是我國(guó)鈦工業(yè)的搖籃和旗幟。是中國(guó)鈦、鋯國(guó)標(biāo)、軍標(biāo)、行規(guī)的制定者，代表著我國(guó)鈦、鋯材加工技術(shù)的最高水平，是“中國(guó)鈦谷”和“國(guó)家高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)基地”的龍頭企業(yè)。目前，公司主導(dǎo)產(chǎn)品鈦材年產(chǎn)量已位居世界同類企業(yè)第二。
我國(guó)第一顆氫彈的爆炸成功、第一艘核潛艇的勝利下水、第一顆軟著陸衛(wèi)星順利返回地面、首次向太平洋海域成功發(fā)射運(yùn)載火箭、“嫦娥”奔月成功都有寶鈦集團(tuán)的功績(jī)。系列殲擊機(jī)、直升機(jī)、各型運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、系列導(dǎo)彈和神舟飛船，以及核動(dòng)力船舶等都使用了寶鈦集團(tuán)研制生產(chǎn)的鈦及鈦合金稀有金屬材料。它不僅使中國(guó)擺脫了重點(diǎn)型號(hào)和武器裝備關(guān)鍵材料受制于人的局面，豐富了我國(guó)航空用鈦合金材料體系，而且大大提升了我國(guó)軍事裝備水平和國(guó)產(chǎn)化能力，為國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)和尖端科技發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
2.2寶雞鈦業(yè)股份有限公司
寶雞鈦業(yè)股份有限公司成立于1999年7月21日，由寶鈦集團(tuán)有限公司（原寶雞有色金屬加工廠）作為主發(fā)起人設(shè)立。并作為中國(guó)鈦工業(yè)第一股于2002年4月12日在上海證券交易所成功上市（股票名稱：寶鈦股份；股票代碼：600456）。
公司是“鈦鋯及其合金標(biāo)準(zhǔn)研制創(chuàng)新示范基地”、“國(guó)際科技合作基地”、“國(guó)家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心”、“全國(guó)工業(yè)品牌培育示范企業(yè)”、“國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)”，所在地被譽(yù)為“中國(guó)鈦城”、“中國(guó)鈦谷”。
公司建立起“海綿鈦、熔鑄、鍛造、板材、帶材、無(wú)縫管、焊管、棒絲材、精密鑄造、原料處理”十大生產(chǎn)系統(tǒng)，形成30000噸鈦鑄錠和20000噸鈦加工材生產(chǎn)能力。公司主體裝備由美、日、德、奧等十五個(gè)國(guó)家引進(jìn)，主要有2400W電子束冷床爐、15t/10t真空凝殼爐、萬(wàn)噸自由鍛壓機(jī)、2500t快鍛機(jī)、高速棒絲生產(chǎn)線、鈦帶生產(chǎn)線（MB22-TI型二十輥冷軋機(jī)）、3.3米寬厚板生產(chǎn)線等，這也使我國(guó)成為繼美、日、俄后擁有完整鈦工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家。
公司加大科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，主要產(chǎn)品覆蓋鈦及鈦合金板、帶、箔、管、棒、線、鍛件、鑄件等，并逐步擴(kuò)展到鋯、鎳、鋼等材料領(lǐng)域，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船等高精尖領(lǐng)域和氯堿化工、電力、冶金、醫(yī)藥及海洋工程等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域。借力資本市場(chǎng)，通過(guò)實(shí)施增長(zhǎng)戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。公司積極拓展國(guó)際市場(chǎng)，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、挪威、瑞典、新加坡、意大利、印度、韓國(guó)等幾十個(gè)國(guó)家，與空客、波音等航空企業(yè)建立了長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作關(guān)系，逐步成為世界鈦工業(yè)的重要組成部分。
3. 主要工作過(guò)程
寶鈦集團(tuán)有限公司在接到該標(biāo)準(zhǔn)的制定任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編寫組，召開(kāi)了標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目編制啟動(dòng)會(huì)議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)編寫工作進(jìn)行了部署和分工，主要工作過(guò)程經(jīng)過(guò)了以下幾個(gè)階段。
3.1起草階段
本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)我國(guó)航空航天用高溫鈦合金鍛件市場(chǎng)情況首次制定，在起草階段進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)收集和測(cè)試研制，同時(shí)兼顧了航空航天主干高溫鈦合金牌號(hào)。
1） 2018年1月成立標(biāo)準(zhǔn)編制組，并明確了工作的職能和任務(wù)。
2） 2018年2月～2018年3月對(duì)航空航天用高溫鈦合金鍛件的生產(chǎn)和使用狀況進(jìn)行了相關(guān)資料的收集和總結(jié)，并對(duì)相關(guān)的技術(shù)資料進(jìn)行了對(duì)比分析。
3） 2018年4月～2018年5月根據(jù)對(duì)航空航天用高溫鈦合金鍛件的相關(guān)資料進(jìn)行分析和總結(jié)，形成了《航空航天用高溫鈦合金鍛件》的征求意見(jiàn)稿。并進(jìn)行了廣泛的征求意見(jiàn)工作。
4）2018年6月28日，由全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)在新疆烏魯木齊市組織召開(kāi)了《先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》課題工作會(huì)議。來(lái)自全國(guó)15家單位23位代表參加了會(huì)議，與會(huì)代表對(duì)《航空航天用高溫鈦合金鍛件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了認(rèn)真、仔細(xì)的討論，形成修改意見(jiàn)如下：①將產(chǎn)品的力學(xué)性能考核指標(biāo)按GJB 2218的規(guī)定進(jìn)行修改；②刪除3.9.1條中“TA5、TA13”；③將表格中量與單位按GB/T 1.1的要求進(jìn)行統(tǒng)一修改；④對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行編輯性修改；最后參加本標(biāo)準(zhǔn)討論的全部專家一致同意：對(duì)《航空航天用高溫鈦合金鍛件》標(biāo)準(zhǔn)的討論稿按修改意見(jiàn)修改后，形成《航空航天用高溫鈦合金鍛件》的征求意見(jiàn)稿。
3.2征求意見(jiàn)階段
1）本標(biāo)準(zhǔn)編制組將征求意見(jiàn)稿發(fā)送至中國(guó)有色金屬工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量質(zhì)量研究所、中鋁沈陽(yáng)有色金屬加工有限公司、西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司、寶鋼特鋼有限公司、湖南金天鈦業(yè)科技有限公司、西部金屬材料股份有限公司、西北有色金屬研究院等18家相關(guān)生產(chǎn)應(yīng)用單位和科研院所進(jìn)行了廣泛的征求意見(jiàn)工作，并在中國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量信息網(wǎng)進(jìn)行掛網(wǎng)征求意見(jiàn)，回函的單位共17家、回函并有建議或意見(jiàn)的單位共10家、沒(méi)有回函的單位共1家。
2） 2018年9月19日，根據(jù)科技部下達(dá)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》重點(diǎn)專項(xiàng)的要求，由全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)在天津組織召開(kāi)了《航空航天用高溫鈦合金鍛件》預(yù)審會(huì)。來(lái)自全國(guó)15家單位23位代表參加了會(huì)議，與會(huì)代表對(duì)《航空航天用高溫鈦合金鍛件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了認(rèn)真、仔細(xì)的討論，形成修改意見(jiàn)如下：①刪除3.1.2條中非自耗電極熔煉方法；②3.4.2條明確環(huán)材性能考核規(guī)格；③修改表4中TA19試驗(yàn)溫度，建議與國(guó)軍標(biāo)保持一致；④3.11中鍛件表面粗糙度改為強(qiáng)制要求；⑤修改5.3條檢驗(yàn)項(xiàng)目條款。本標(biāo)準(zhǔn)編制組通過(guò)直接采納其10條修改建議或意見(jiàn)后（征求意見(jiàn)情況詳見(jiàn)《標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿意見(jiàn)匯總處理表》），形成了標(biāo)準(zhǔn)送審稿及其編制說(shuō)明，并提交有色標(biāo)委會(huì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)送審稿進(jìn)行審查。
3.3審查階段
3.4報(bào)批階段
4. 主要參加單位和工作組成員及其所作的工作
本標(biāo)準(zhǔn)由寶鈦集團(tuán)有限公司、寶雞鈦業(yè)股份有限公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院、中科院沈陽(yáng)金屬研究所、中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司等單位共同起草。
主要成員：胡志杰、馮軍寧、陳秉剛、張江峰、岳旭、解晨、白智輝、馬忠賢、馮永琦、何書林、高頎、賈栓孝、朱紹祥、孫紅軍。
所作的工作：胡志杰、馮軍寧、陳秉剛、張江峰為主要起草人，負(fù)責(zé)方案制定、資料收集、產(chǎn)品調(diào)研、技術(shù)參數(shù)的確定以及標(biāo)準(zhǔn)條款編寫等工作；解晨、白智輝、馬忠賢、馮永琦、何書林、高頎、賈栓孝、朱紹祥、岳旭、孫紅軍主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)資料的收集、產(chǎn)品生產(chǎn)和使用情況的調(diào)研以及協(xié)助產(chǎn)品試驗(yàn)等工作。
二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)
1. 標(biāo)準(zhǔn)編制原則
本標(biāo)準(zhǔn)在編制時(shí)，主要參考了寶鈦集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)外相關(guān)鍛件標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)研，完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿。同時(shí)，項(xiàng)目組確定出以下主要原則：
a）標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T 1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)與編寫》的規(guī)定格式進(jìn)行編寫。
b）所列材料均為已大量批產(chǎn)并廣泛使用的牌號(hào)。
c）產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)均得到相應(yīng)印證，確保合理性。
2．確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)
本次制訂時(shí)，鈦合金牌號(hào)的主要技術(shù)要求及指標(biāo)，參照寶鈦集團(tuán)有限公司、寶雞鈦業(yè)股份有限公司與中國(guó)航空及航天單位簽訂的高溫用鈦合金品技術(shù)協(xié)議、國(guó)家航空航天用軍用標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為主要參考依據(jù)。
所參考的部分技術(shù)協(xié)議如表1。
表1
| 1.1.1.1.1 編 號(hào) | 1.1.1.1.2 名 稱 | 1.1.1.1.3 協(xié)議單位 |
| 1.1.1.1.4 XJ/BS 5106-1994 | 1.1.1.1.5 航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦合金環(huán)坯技術(shù)協(xié)議 | 1.1.1.1.6 / |
| 1.1.1.1.7 XJ/BS 5275-2004 | 1.1.1.1.8 航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤、鼓筒和鼓筒軸用高溫鈦合金餅環(huán)坯標(biāo)準(zhǔn) | 1.1.1.1.9 / |
| 1.1.1.1.10 XJ/BS 5338-2006 | 1.1.1.1.11 航空用高溫鈦合金鈦合金技術(shù)條件 | 1.1.1.1.12 / |
| 1.1.1.1.13 XJ/BS 5585-2016 | 1.1.1.1.14 航空用鈦及鈦合金鍛件和鍛坯規(guī)范 | 1.1.1.1.15 / |
| 1.1.1.1.16 XJ/BS 5281-2006 | 1.1.1.1.17 航天用TA15（BT20）環(huán)材協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) | 1.1.1.1.18 / |
| XJ/BS 5552—2017 | TC31(Bti—6431s)鈦合金鍛件技術(shù)協(xié)議 | 1.1.1.1.19 / |
| 1.1.1.1.20 GJB 391A-2015 | 1.1.1.1.21 航天用鈦合金餅材規(guī)范 | 1.1.1.1.22 國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn) |
| 1.1.1.1.23 GJB 1169A-2014 | 1.1.1.1.24 航天用鈦合金環(huán)材規(guī)范 | 1.1.1.1.25 國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn) |
| 1.1.1.1.26 GJB 2218A-2018 | 1.1.1.1.27 航空用鈦及鈦合金鍛件和鍛坯規(guī)范 | 1.1.1.1.28 國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn) |
| 1.1.1.1.29 GJB 2220-2018 | 1.1.1.1.30 航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦合金餅環(huán)坯規(guī)范 | 1.1.1.1.31 國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn) |
| 1.1.1.1.32 GJB3763A-2004 | 1.1.1.1.33 鈦及鈦合金熱處理 | 1.1.1.1.34 國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn) |
| 1.1.1.1.35 GB/T 16598 | 1.1.1.1.36 鈦及鈦合金餅和環(huán) | 1.1.1.1.37 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) |
| 1.1.1.1.38 GB/T 3620.1 | 1.1.1.1.39 鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分 | 1.1.1.1.40 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) |
| 1.1.1.1.41 AMS4928 | 1.1.1.1.42 退火態(tài)TC4鈦合金鍛件、線材、鍛件、環(huán)材和拉拔型材 | 1.1.1.1.43 美國(guó)宇航材料標(biāo)準(zhǔn) |
對(duì)規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的詳細(xì)說(shuō)明如下：
2.1 材料與化學(xué)成分要求
由于鈦及鈦合金化學(xué)活性高，易受H、O、N等氣體污染，所以規(guī)定鑄錠需采用真空熔煉；為保證成分均勻性，規(guī)定鑄錠的熔煉次數(shù)不得少于兩次。AMS等國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鈦合金的熔煉次數(shù)均有此規(guī)定。
為考慮標(biāo)準(zhǔn)間的相互協(xié)調(diào)性和一致性，本規(guī)范規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分均引用GB/T3620.1。
2.2 牌號(hào)、規(guī)格、狀態(tài)
本規(guī)范包含的鍛件主要用于需方后續(xù)精機(jī)加工，所以規(guī)定鍛件的交貨狀態(tài)為退火態(tài)（M態(tài)）；當(dāng)需要后續(xù)熱加工時(shí)，供方可熱加工態(tài)供貨。退火制度依據(jù)GJB3763和供需雙方的技術(shù)協(xié)議確定，具體如表2所示。必要時(shí)，供方還可適當(dāng)選擇和調(diào)整熱處理制度。
表2
| 牌號(hào) | 推薦的熱處理制度 |
| 1.1.1.1.44 TA7 | 1.1.1.1.45 750℃～850℃，1 h～4h，空冷 |
| 1.1.1.1.46 TA15 | 1.1.1.1.47 700℃～850℃，1 h～4h，空冷 |
| TA19 | 1.1.1.1.48 970℃±10℃，保溫1h～2h，空冷； 593℃±10℃，保溫8h，空冷。首次退火溫度允許在β轉(zhuǎn)變溫度以下14℃～28℃范圍內(nèi)調(diào)整 |
| TA32 | （Tβ-20）℃，保溫1h～2h，空冷或更快速度冷卻；590℃～610℃，保溫2h，空冷。首次退火溫度允許在β轉(zhuǎn)變溫度以下15℃～35℃范圍內(nèi)調(diào)整。 |
| TA33 | （Tβ-20）℃，保溫1h～2h，空冷或更快速度冷卻；680℃～720℃，保溫2h，空冷。首次退火溫度允許在β轉(zhuǎn)變溫度以下10℃～35℃范圍內(nèi)調(diào)整。 |
| 1.1.1.1.49 TC1 | 1.1.1.1.50 700℃～850℃，1 h～4h，空冷 |
| 1.1.1.1.51 TC2 | 1.1.1.1.52 700℃～850℃，1 h～4h，空冷 |
| 1.1.1.1.53 TC4 | 1.1.1.1.54 700℃～800℃，1 h～4h，空冷 |
| 1.1.1.1.55 TC6 | 1.1.1.1.56 860℃～920℃，保溫1h～2h；隨爐或轉(zhuǎn)爐冷卻至600℃～650℃，保溫2h，空冷 |
| 1.1.1.1.57 TC11 | 1.1.1.1.58 950℃±10℃，1 h～3h，空冷+530℃±10℃，6h，空冷。首次退火溫度允許在β轉(zhuǎn)變溫度以下30℃～50℃范圍內(nèi)調(diào)整 |
| 1.1.1.1.59 TC17 | 1.1.1.1.60 840℃±10℃，保溫1h～4h，空冷； 800℃±10℃，保溫2h，水冷；630℃±10℃，保溫8h，空冷 |
| 1.1.1.1.61 TC25 | 1.1.1.1.62 950℃～970℃，保溫1h～4h，空冷；530℃～570℃，保溫6h～24 h，空冷。首次退火溫度允許在β轉(zhuǎn)變溫度以下30℃～50℃范圍內(nèi)調(diào)整 |
| 1.1.1.1.63 TC31 | 1.1.1.1.64�。═β-30）℃, 保溫1h～2h，空冷；450℃～650℃，保溫4h～8h，空冷。首次退火溫度允許在β轉(zhuǎn)變溫度以下20℃～50℃范圍內(nèi)調(diào)整。 |
本規(guī)范包含的鍛件（主要產(chǎn)品形式以餅環(huán)材為主）牌號(hào)及規(guī)格是依據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況確定的，具體見(jiàn)表3的規(guī)定。其他形狀的鍛件尺寸應(yīng)按圖紙要求執(zhí)行。
表3
| 牌 號(hào) | 供應(yīng)狀態(tài) | 產(chǎn)品形式 | 規(guī)格，mm | |||
| 外徑D | 內(nèi)徑d | 截面高度H | 環(huán)材壁厚 | |||
| TA7、TA15、TA19、TA32、TA33、TC1、TC2、TC4、TC6、TC11 TC17、TC25、TC31 | 熱加工態(tài) （R） 退火態(tài) （M） | 餅材 | 150～500 | — | H＜ D | — |
| ＞500～1000 | — | 50～500 | — | |||
| 環(huán)材 | 200～500 | 100～400 | 25～300 | 25～150 | ||
| ＞500～900 | 300～850 | 45～500 | 25～250 | |||
| ＞900～1500 | 400～1450 | 110～700 | 25～400 | |||
2.3力學(xué)性能
本規(guī)范包含合金牌號(hào)的力學(xué)性能指標(biāo)依據(jù)現(xiàn)有供需雙方執(zhí)行的技術(shù)協(xié)議和實(shí)物水平確定。室溫及高溫力學(xué)性能具體指標(biāo)見(jiàn)表4，表5。
表4
| 牌號(hào) | 室溫力學(xué)性能，不小于 | |||
| 抗拉強(qiáng)度 Rm，MPa | 規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度 Rp0.2，MPa | 斷后伸長(zhǎng)率 A，％ | 斷面收縮率 Z，％ | |
| TA7 | 785 | 680 | 10 | 25 |
| TA15 | 885 | 825 | 8 | 20 |
| TA19 | 895 | 825 | 10 | 25 |
| TA32 | 900 | 800 | 6 | 13 |
| TA33 | 950 | 880 | 6 | 15 |
| TC1 | 585 | 460 | 15 | 30 |
| TC2 | 685 | 560 | 12 | 30 |
表4（續(xù)）
| 牌號(hào) | 室溫力學(xué)性能，不小于 | |||
| 抗拉強(qiáng)度 Rm，MPa | 規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度 Rp0.2，MPa | 斷后伸長(zhǎng)率 A，％ | 斷面收縮率 Z，％ | |
| TC4 | 895 | 825 | 10 | 25 |
| TC6 | 940 | 840 | 8 | 20 |
| TC11 | 1030 | 900 | 10 | 30 |
| TC17 | 1120 | 1030 | 7 | 15 |
| TC25 | 980 | 860 | 8 | 18 |
| TC31 | 1000 | 900 | 6 | 10 |
表5
| 牌號(hào) | 試驗(yàn)溫度，℃ | 高溫力學(xué)性能，不小于 | |||
| 抗拉強(qiáng)度 Rm，MPa | 持久強(qiáng)度，MPa | ||||
| σ100h | σ50h | σ35h | |||
| TA7 | 350 | 490 | 440 | ― | ― |
| TA15 | 500 | 570 | — | 470 | ― |
| TA19 | 480 | 620 | ― | ― | 480 |
| TA32 | 550 | 560 | 430 | — | — |
| TA33 | 600 | 600 | 310 | — | — |
| TC1 | 350 | 345 | 325 | ― | ― |
| TC2 | 350 | 420 | 390 | ― | ― |
| TC4 | 400 | 620 | 570 | ― | ― |
| TC6 | 400 | 735 | 665 | ― | ― |
| TC11 | 500 | 685 | ― | ― | 640a |
| TC17 | 370 | 905 | 685 | ― | ― |
| TC25 | 500 | 735 | ― | 637 | ― |
| 550 | 685 | ― | 441 | ― | |
| TC31 | 650 | 500 | ― | ― | 420 |
2.4 超聲波檢驗(yàn)
1.1.1.1.65 產(chǎn)品應(yīng)按GB/T 5193進(jìn)行超聲波探傷，檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合表6的規(guī)定。
表6
| 產(chǎn)品截面高度或壁厚，mm | 驗(yàn)收級(jí)別 |
| ≤150 | A |
| ＞150 | B |
2.5 低倍、顯微組織
1.1.1.1.66 產(chǎn)品的橫向低倍組織不應(yīng)有裂紋、縮尾、氣孔、金屬夾雜或非金屬夾雜、影響使用的偏析及其他目視可見(jiàn)的冶金缺陷。
經(jīng)熱處理后，產(chǎn)品的顯微組織應(yīng)符合如下要求：
TA7鈦合金的顯微組織應(yīng)是等軸α組織或等軸和拉長(zhǎng)α組織，以及部分破碎和扭曲的晶界α及片狀α，無(wú)完整的原始β晶界。其他鈦合金的顯微組織應(yīng)是兩相區(qū)加工產(chǎn)生的組織，無(wú)完整的原始β晶界。在轉(zhuǎn)變的β基體上的等軸α組織、或等軸α和拉長(zhǎng)α組織，以及部分破碎和扭曲的晶界α及片狀α都是可接受的組織。
3 主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析
3.1 主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
本標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)了大量實(shí)物供應(yīng)及數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，形成了我國(guó)現(xiàn)階段可批量穩(wěn)定生產(chǎn)供貨的航空航天用高溫鈦合金鍛件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
表7～表13和圖1～圖5為標(biāo)準(zhǔn)中典型合金比對(duì)中的相關(guān)原始數(shù)據(jù)分析。
表7 室溫性能原始數(shù)據(jù)
| 錠號(hào) | 規(guī)格 | 室拉性能 | |||
| Rm(Mpa) | Rp0.2(Mpa) | A(%) | Z(%) | ||
| 534-20170247 | Φ370/Φ275×160 | 957 | 890 | 12 | 47 |
| 962 | 884 | 13 | 43 | ||
| 534-20170136 | Φ560/Φ440×300 | 965 | 888 | 14 | 36 |
| 956 | 882 | 13.5 | 43 | ||
| 534-20170136 | Φ680/Φ570×500 | 964 | 898 | 11 | 37 |
| 964 | 899 | 16 | 37 | ||
| 534-20170458 | Φ342/Φ322×230 | 984 | 911 | 20 | 45 |
| 1000 | 929 | 17 | 45 | ||
| 534-20170565 | Φ342/Φ322×230 | 979 | 916 | 14 | 37 |
| 985 | 916 | 15 | 39 | ||
| 534-20170707 | Φ640/Φ480×80 | 986 | 925 | 13 | 29 |
| 961 | 893 | 12 | 40 | ||
| 534-20160159 | Φ510/Φ380×30 | 977 | 914 | 12 | 36 |
| 951 | 882 | 12 | 31 | ||
| 534-20160467 | Φ460/Φ220×45 | 968 | 901 | 16 | 41 |
| 988 | 922 | 16 | 40 | ||
| 534-20142601 | Φ340/Φ310×150 | 1034 | 999 | 15 | 46 |
| 1040 | 1004 | 12 | 44 | ||
| 534-20171450 | Φ380/Φ352×250 | 973 | 914 | 16.5 | 40 |
| 975 | 920 | 16.5 | 39 | ||
| 534-20171451 | Φ460/Φ220×45 | 926 | 856 | 13.5 | 29 |
| 933 | 871 | 14 | 31 | ||
| 534-20180140 | Φ206/Φ140×330 | 967 | 905 | 14 | 38 |
| 961 | 906 | 14 | 48 | ||
| 534-20160467 | Φ380/Φ352×250 | 969 | 903 | 16 | 43 |
| 981 | 917 | 16 | 47 | ||
| 534-20180940 | Φ390/Φ340×220 | 997 | 940 | 15 | 44 |
| 997 | 928 | 16.5 | 45 | ||
| 534-20160467 | Φ170/Φ124×320 | 989 | 912 | 12 | 30 |
| 971 | 901 | 12 | 31 | ||
| 534-20181327 | Φ310/Φ250×95 | 996 | 943 | 17 | 42 |
| 999 | 959 | 16.5 | 43 | ||
| 534-20161855 | Φ325/Φ293×55 | 1022 | 986 | 17 | 41 |
| 1023 | 985 | 16 | 44 | ||
| 534-20170565 | Φ269/Φ106×45 | 958 | 882 | 14 | 32 |
| 949 | 876 | 13 | 40 | ||
| 534-20170706 | Φ594/Φ234×220 | 990 | 930 | 14.5 | 40.5 |
| 995 | 930 | 15.5 | 41.5 | ||
| 534-20170706 | Φ594/Φ244×137 | 975 | 905 | 15.5 | 42.5 |
| 990 | 935 | 15 | 42.5 | ||
| 534-20170706 | Φ594/Φ238×262 | 970 | 905 | 14 | 39.5 |
| 970 | 895 | 19 | 40 | ||
| 534-20170706 | Φ594/Φ238×229 | 990 | 925 | 15 | 38.5 |
| 990 | 925 | 15 | 39 | ||
表8 高溫性能原始數(shù)據(jù)
| 錠號(hào) | 規(guī)格 | 500℃高拉 | |||
| Rm(Mpa) | Rp0.2(Mpa) | A(%) | Z(%) | ||
| 515-20180752 | Φ310/Φ270×200 | 659 | 533 | 22 | 65 |
| 654 | 531 | 21.5 | 65 | ||
| 515-20170814 | Φ380/Φ250×565 | 636 | / | / | / |
| 652 | / | / | / | ||
| 515-20141899 | Φ386/Φ344×30 | 658 | / | / | / |
| 660 | / | / | / | ||
| 515-20180649 | Φ122/Φ109×62 | 633 | / | 22.5 | 62 |
| 624 | / | 28.5 | 63 | ||
| 515-20152114 | Φ341/Φ297×210 | 635 | / | / | / |
| 630 | / | / | / | ||
| 515-20161749 | Φ230/Φ145×500 | 645 | / | / | / |
| 650 | / | / | / | ||
1）室溫抗拉強(qiáng)度分析
圖1 抗拉強(qiáng)度正態(tài)分布圖
表9 抗拉強(qiáng)度分析表
| 總樣本數(shù) | 44 | CPK | 1.51 | ||
| 平均值 | 979 | 最大值 | 1040 | 最小值 | 926 |
| 下限值(標(biāo)準(zhǔn)值) | 895 | ||||
| +3Sigma | 1034.75 | -3Sigma | 923.3 | ||
經(jīng)分析，抗拉強(qiáng)度的CPK值整體分析為1.51，表明生產(chǎn)過(guò)程相當(dāng)穩(wěn)定，富余度較大。
2）室溫屈服強(qiáng)度分析
圖2屈服強(qiáng)度正態(tài)分布圖
表10 屈服強(qiáng)度分析表
| 總樣本數(shù) | 44 | CPK | 1.23 | ||
| 平均值 | 916 | 最大值 | 1004 | 最小值 | 856 |
| 下限值(標(biāo)準(zhǔn)值) | 825 | ||||
| +3Sigma | 989.93 | -3Sigma | 842.21 | ||
經(jīng)分析，抗拉強(qiáng)度的CPK值整體分析為1.23，表明生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，可控。
3）室溫?cái)嗪笊扉L(zhǎng)率分析
圖3斷后伸長(zhǎng)率正態(tài)分布圖
表11 斷后伸長(zhǎng)率分析表
| 總樣本數(shù) | 44 | CPK | 1.669 | ||
| 平均值 | 14.693 | 最大值 | 20 | 最小值 | 11 |
| 下限值(標(biāo)準(zhǔn)值) | 825 | ||||
| +3Sigma | 19.7 | -3Sigma | 9.69 | ||
經(jīng)分析，抗拉強(qiáng)度的CPK值整體分析為1.51，表明生產(chǎn)過(guò)程相當(dāng)穩(wěn)定，富余度較大。
4）室溫?cái)嗪笫湛s率分析
圖4 斷后收縮率正態(tài)分布圖
表12 斷后收縮率分析表
| 總樣本數(shù) | 44 | CPK | 0.94 | ||
| 平均值 | 39.705 | 最大值 | 48 | 最小值 | 29 |
| 下限值(標(biāo)準(zhǔn)值) | 25 | ||||
| +3Sigma | 55.35 | -3Sigma | 24.06 | ||
經(jīng)分析，抗拉強(qiáng)度的CPK值整體分析為0.94，表明生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定還有提高余地。
5）高溫抗拉強(qiáng)度分析
圖5 抗拉強(qiáng)度正態(tài)分布圖
表13 抗拉強(qiáng)度分析表
| 總樣本數(shù) | 12 | CPK | 2.02 | ||
| 平均值 | 644.7 | 最大值 | 660 | 最小值 | 624 |
| 下限值(標(biāo)準(zhǔn)值) | 570 | ||||
| +3Sigma | 681.55 | -3Sigma | 607.78 | ||
經(jīng)分析，抗拉強(qiáng)度的CPK值整體分析為1.51，表明生產(chǎn)過(guò)程相當(dāng)穩(wěn)定，富余度較大。
3.2 驗(yàn)證分析結(jié)論
本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)主要技術(shù)參數(shù)的規(guī)定是合理可行的，同時(shí)產(chǎn)品性能穩(wěn)定性有一定富余度及可提升空間，通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，將促進(jìn)航空航天用鈦行業(yè)的整體技術(shù)提高與發(fā)展，有利于新型高效的新產(chǎn)品的發(fā)展。
三、標(biāo)準(zhǔn)水平分析
1.采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的程度
本標(biāo)準(zhǔn)參考了ASTM B348、AMS4967、AMS4928、OCT1 90107等標(biāo)準(zhǔn)制定。其中尺寸規(guī)格及相應(yīng)力學(xué)性能指標(biāo)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一致或更嚴(yán)，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的質(zhì)量水平。
2.國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比分析
本規(guī)范中的TA7、TA15、TC1、TC2、TC6和TC25五種鈦合金牌號(hào)，對(duì)應(yīng)的前蘇聯(lián)牌號(hào)分別為BT5-1、BT20、OT4-1、OT4、BT3-1和BT25，相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有航空工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OCT1 90000-70《鈦合金模鍛件和鍛件》及OCT1 90043-72《整體軋制鈦合金環(huán)形件技術(shù)要求》。本規(guī)范中TA19鈦合金對(duì)應(yīng)美國(guó)的Ti-6242，相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有AMS4975和AMS4976。本規(guī)范與國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)的綜合比較如下：
2.1化學(xué)成分
本規(guī)范與OCT 1和AMS的主要化學(xué)成分完全相同。
2.2 力學(xué)性能
其力學(xué)性能對(duì)比見(jiàn)表14、表15和表16。由此可見(jiàn)，本規(guī)范的力學(xué)性能指標(biāo)不低于國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)的水平。
2.3 超聲檢驗(yàn)
本規(guī)范的產(chǎn)品有超聲檢驗(yàn)要求，而OCT 1和AMS 4975、AMS4976標(biāo)準(zhǔn)中均無(wú)該要求。
綜上，本規(guī)范的技術(shù)要求不低于國(guó)外同類產(chǎn)品的要求。
表14
| 標(biāo)準(zhǔn) | 牌號(hào) | 室溫力學(xué)性能，不小于 | |||
| Rm， kgf/mm2 | Rp0.2， kgf/mm2 | A， ％ | Z， ％ | ||
| 本規(guī)范 | TA7 | 785MPa | 680MPa | 10 | 25 |
| TA15 | 885～1130MPa | 815MPa | 8 | 20 | |
| TC1 | 585MPa | 460MPa | 15 | 30 | |
| TC2 | 685MPa | 560MPa | 12 | 30 | |
| TC6 | 980MPa | 880MPa | 10 | 25 | |
| 940MPa | 840MPa | 8 | 20 | ||
| OCT1 90000-70 | BT5-1 | 80～100 | / | 10 | 25 |
| BT20 | 95～115 | / | 10 | 25 | |
| 90～115 | / | 8 | 20 | ||
| OT4-1 | 60～75 | / | 15 | 35 | |
| 55～75 | / | 12 | 23 | ||
| 55～75 | / | 10 | 23 | ||
| OT4 | 70～90 | / | 10 | 30 | |
| 65～90 | / | 8.5 | 20 | ||
| BT3-1 | 100～120 | / | 10 | 25 | |
| 95～120 | / | 8 | 20 | ||
| OCT1 90043-72 | BT3-1 | 95 | / | 8 | 20 |
| BT20 | 95 | / | 8 | 20 | |
表15
| 標(biāo)準(zhǔn) | 牌號(hào) | 溫度 | 高溫力學(xué)性能，不小于 | ||
| Rm，kgf/mm2 | 持久性能 | ||||
| σ，kgf/mm2 | τ，h | ||||
| 本規(guī)范 | TA15 | 500 | ≥570MPa | 470MPa | ≥50 |
| TC6 | 400 | ≥735MPa | 665MPa | ≥100 | |
| OCT1
90000-70 |
BT20 | 500 | 65 | 48/45 | 50/100 |
| BT3-1 | 400 | 72 | 70/68 | 50/100 | |
| 450 | 65 | 58/55 | 50/100 | ||
表16
| 標(biāo)準(zhǔn) | 牌號(hào) | 重量或規(guī)格 | 室溫力學(xué)性能，不小于 | |||
| 抗拉強(qiáng)度Rm MPa | 規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2 MPa | 斷后伸長(zhǎng)率A ％ | 斷面收縮率 ％ | |||
| 本規(guī)范 | TA19 | ≤150kg | 895 | 825 | 10 | 25 |
| AMS4975 AMS4976 | Ti-6242 | ≤76mm | 896 | 827 | 10 | 25 |
四、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系
該標(biāo)準(zhǔn)的制定符合現(xiàn)行法律、法規(guī)的要求，本標(biāo)準(zhǔn)與其他強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)無(wú)矛盾與不協(xié)調(diào)之處。
五、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)
無(wú)。
六、標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議
鑒于國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有關(guān)于航空航天用高溫鈦合金鍛件專用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此建議該標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議，包括：組織措施、技術(shù)措施、過(guò)渡辦法
無(wú)。
八、廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議
無(wú)。
九、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)
無(wú)。
十、預(yù)期效果
本標(biāo)準(zhǔn)是新制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有普遍性、廣泛性和適用性。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，將為航空航天用高溫鈦合金鍛件質(zhì)量控制提供指導(dǎo)，在滿足國(guó)內(nèi)需求的同時(shí)提高了在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力；同時(shí)可促進(jìn)該行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步提高和完善我國(guó)航空航天鈦合金鍛件生產(chǎn)及裝備技術(shù)水平，對(duì)我國(guó)鈦行業(yè)的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生重要的影響。
《航空航天用高溫鈦合金鍛件》標(biāo)準(zhǔn)編制組
2019年6月