1、1航空航天用高温钛合金锻件（ GB/T -）编 制 说 明（ 预 审 稿 ）2018-52航空航天用高温钛合金锻件编制说明（预审稿）一、工作简况1、任务来源根据国家标准委关于下达 2017 年第四批国家标准制修订计划的通知（国标委综合2017128 号）的要求，由宝钛集团有限公司和宝鸡钛业股份有限公司负责起草航空航天用高温钛合金棒材国家标准。项目计划编号：20173772-T-610，计划完成年限为 2019 年。2起草单位简况宝钛集团有限公司（简称宝钛集团）始建于 1965 年，是国家“三五”期间为满足国防军工、尖端科技发展的需要，以“九 0 二”为工程代号而投资兴建的国家重点企业，原名 9
2、02 厂，1972 年更名为宝鸡有色金属加工厂，隶属于国家冶金工业部；1983年划归中国有色金属工业总公司主管；1999 年划归中国稀有稀土集团公司管理；2000年划归到陕西省，隶属于陕西有色金属控股集团有限责任公司；2005 年，为建立现代企业制度、理顺国有资产管理关系，工厂整体改制为宝钛集团有限公司。历经近 50 年的艰苦磨砺，宝钛集团现已发展成为中国最大、实力最雄厚、体系最完整的以钛及钛合金为主的稀有金属材料专业化科研生产基地，是我国钛工业的摇篮和旗帜。是中国钛、锆国标、军标、行规的制定者，代表着我国钛、锆材加工技术的最高水平，是“中国钛谷”和“国家高技术新材料产业基地”的龙头企业。目前
3、，公司主导产品钛材年产量已位居世界同类企业第二。我国第一颗氢弹的爆炸成功、第一艘核潜艇的胜利下水、第一颗软着陆卫星顺利返回地面、首次向太平洋海域成功发射运载火箭、“嫦娥”奔月成功都有宝钛集团的功绩。系列歼击机、直升机、各型运载火箭、卫星、系列导弹和神舟飞船，以及核动力船舶等都使用了宝钛集团研制生产的钛及钛合金稀有金属材料。它不仅使中国摆脱了重点型号和武器装备关键材料受制于人的局面，丰富了我国航空用钛合金材料体系，而且大大提升了我国军事装备水平和国产化能力，为国防现代化建设和尖端科技发展做出了巨大贡献。33.主要工作过程宝钛集团有限公司接到有色标委下达的制订任务后，成立了标准编写组，召开了标准项
4、目编写启动会议，对标准编写工作进行了部署和分工。本项目主要工作过程经过了以下几个阶段：1） 2018 年 1 月成立标准编制组，并明确了工作的职能和任务。2） 2018 年 2 月2018 年 3 月对航空航天用高温钛合金锻件的生产和使用状况进行了相关资料的收集和总结，并对相关的技术资料进行了对比分析。3） 2018 年 4 月2018 年 5 月根据对航空航天用高温钛合金锻件的相关资料进行分析和总结，形成了航空航天用高温钛合金锻件的征求意见稿。并将征求意见稿发往 16 家单位进行征求意见。4） 2018 年 6 月 28 日，根据科技部下达国家重点研发计划先进结构材料领域关键技术标准研究重点
5、专项的要求，由全国有色金属标准化技术委员会在新疆乌鲁木齐市组织召开了先进结构材料领域关键技术标准研究课题工作会议。来自全国15 家单位 23 位代表参加了会议，与会代表对航空航天用高温钛合金锻件国家标准进行了认真、仔细的讨论，形成修改意见如下：将产品的力学性能考核指标按GJB 2218 的规定进行修改；删除 3.9.1 条中“TA5、TA13”；将表格中量与单位按 GB/T 1.1 的要求进行统一修改；对标准文本进行编辑性修改；最后参加本标准讨论的全部专家一致同意：对航空航天用高温钛合金锻件标准的讨论稿按修改意见修改后，形成预审稿待预审。二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1、标准编制原则
6、本标准在编制时，主要参考了宝钛集团企业标准、协议标准、内控标准及国外相关棒材标准，结合市场调研，完成了标准征求意见稿。同时，项目组确定出以下主要原则：a）标准应严格按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第一部分：标准的结构与编写的规定格式进行编写。b）所列材料均为已大量批产并广泛使用的牌号。c）产品的技术指标应均得到相应印证，确保合理性。42确定标准主要内容的论据统计表明，近些年来随着钛合金材料的研究与生产的发展及其应用的需要，高温钛合金并已广泛应用于航空航天工业。但由于现行国家标准中无此标准，在实际订货时均由承制单位与订货单位签订技术协议，给订货、生产和检验带来了较大的不便。为规范
7、产品的生产与使用要求，便于供方生产、设计部门选材与设计以及用户的使用，进一步推广和扩大钛合金材料在航空航天领域的应用，急需制定相应高温钛合金的要求。三、 主要技术内容的说明（包括技术参数与指标的确定依据、修订标准的各修订点及其理由等）本次制订时，钛合金牌号的主要技术要求及指标，参照宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司与中国航空及航天单位签订的高温用钛合金品技术协议、国家航空航天用军用标准及国家标准为主要参考依据。所参考的部分技术协议如表 1。表 1编 号 名 称 协议单位XJ/BS 5106-1994 航空发动机用钛合金环坯技术协议 /XJ/BS 5275-2004 航空发动机盘、鼓筒和鼓筒
8、轴用高温钛合金饼环坯标准 /XJ/BS 5338-2006 航空用高温钛合金钛合金技术条件 /XJ/BS 5585-2016 航空用钛及钛合金棒材和锻坯规范 /XJ/BS 5281-2006 航天用TA15（BT20 ）环材协议标准 /GJB 391A-2015 航天用钛合金饼材规范 国家军用标准GJB 1169A-2014 航天用钛合金环材规范 国家军用标准GJB 2218 航空用钛及钛合金棒材和锻坯规范 国家军用标准GJB3763A-2004 钛及钛合金热处理 国家军用标准GB/T 16598 钛及钛合金饼和环 国家标准GB/T 3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分 国家标准AMS492
9、8 退火态TC4钛合金棒材、线材、锻件、环材和拉拔型材 美国宇航材料标准对规范规定的各项技术指标的详细说明如下：1、材料与化学成分要求由 于 钛 及 钛 合 金 化 学 活 性 高 ， 易 受 H、 O、 N 等 气 体 污 染 ， 所 以 规 定 铸 锭 需 采 用真 空 熔 炼 ； 为 保 证 成 分 均 匀 性 ， 规 定 铸 锭 的 熔 炼 次 数 不 得 少 于 两 次 。 AMS 等 国 外 先进 标 准 对 钛 合 金 的 熔 炼 次 数 均 有 此 规 定 。5为 考 虑 标 准 间 的 相 互 协 调 性 和 一 致 性 ， 本 规 范 规 定 产 品 的 化 学 成 分 均
10、 引 用GB/T3620.1。2、牌号、规格、状态本规范包含的锻件主要用于需方后续精机加工，所以规定锻件的交货状态为退火态（M 态） ，退火制度依据 GJB3763 和供需双方的技术协议确定，具体如表 2 所示。必要时，供方还可适当选择和调整热处理制度。表 2牌号 推荐的热处理制度TA7 750850，1 h4h，空冷TA15 700850，1 h4h，空冷TA19 97010，保温1h2h，空冷； 59310，保温8h，空冷。首次退火温度允许在转变温度以下1428范围内调整TC1 700850，1 h4h，空冷TC2 700850，1 h4h，空冷TC4 700800，1 h4h，空冷TC6
11、 860920，保温1h2h；随炉或转炉冷却至600650，保温2h，空冷TC11 95010，1 h3h，空冷+53010，6h，空冷。首次退火温度允许在转变温度以下3050范围内调整TC17 84010，保温1h4h，空冷； 80010，保温2h，水冷；63010，保温8h，空冷TC25 950970，保温1h4h，空冷；530570，保温6h24 h，空冷。首次退火温度允许在转变温度以下3050范围内调整本规范包含的锻件（主要产品形式以饼环材为主）牌号及规格是依据实际应用情况确定的，具体见表 3 的规定。其他形状的锻件尺寸应按图纸要求执行。表 3规格，mm牌 号 供应状态 a 产品形式外
12、径D 内径d 截面高度H 环材壁厚150500 H 5001000 50300 200500 100400 25300 25150500900 300850 110500 25250TA7、TA15、TA19、TC1、TC2、TC4、TC6、TC11 TC17、TC25热加工态（R）退火态（M ） 环材 9001500 4001450 110700 254003、力学性能本规范包含合金牌号的力学性能指标依据现有供需双方执行的技术协议和实物水平确定。室温及高温力学性能具体指标见表 4，表 5。表 46室温力学性能，不小于牌号 抗拉强度Rm，MPa规定非比例延伸强度Rp0.2，MPa断后伸长率A，
13、断面收缩率Z，TA7 785 680 10 25TA15 885 825 8 20TA19 895 825 10 25TC1 585 460 15 30TC2 685 560 12 30TC4 895 825 10 25TC6 940 840 8 20TC11 1030 900 10 30TC17 1120 1030 7 15TC25 980 / 8 18表 5高温力学性能，不小于持久强度，MPa牌号 试验温度， 抗拉强度Rm， MPa 100h 50h 35hTA7 350 490 440 TA15 500 570 470 TA19 350 345 325 TC1 350 345 325 T
14、C2 350 420 390 TC4 400 620 570 TC6 400 735 665 TC11 500 685 640aTC17 370 905 685 TC25 550 685 441 4、超声波检验产品应按GB/T 5193进行超声波探伤，检验结果应符合表6的规定。表 6产品截面高度或壁厚，mm 验收级别150 A150 B5、低倍、显微组织产品的横向低倍组织不应有裂纹、缩尾、气孔、金属夹杂或非金属夹杂、影响使用的偏析及其他目视可见的冶金缺陷。7经热处理后，产品的显微组织应符合如下要求：TA73 钛合金的显微组织应是等轴 组织或等轴和拉长 组织，以及部分破碎和扭曲的晶界 及片状 ，
15、无完整的原始 晶界。其他钛合金的显微组织应是两相区加工产生的组织，无完整的原始 晶界。在转变的 基体上的等轴 组织、或等轴 和拉长 组织，以及部分破碎和扭曲的晶界 及片状 都是可接受的组织。四、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系该标准的制定符合现行法律、法规的要求，本标准与其他强制性国家标准无矛盾与不协调之处。五、重大分歧意见的处理经过和依据无。六、标准作为强制性或推荐性标准的建议鉴于国内目前没有关于航空航天用高温钛合金锻件专用的国家标准，因此建议该标准作为推荐性国家标准。七、贯彻标准的要求和措施建议，包括：组织措施、技术措施、过渡办法无。八、废止现行有关标准的建议无。九、其他应予说明的事项无。十、预期效果本标准是新制定国家标准，具有普遍性、广泛性和适用性。本标准的实施，将为航空航天用高温钛合金锻件质量控制提供指导，在满足国内需求的同时提高了在国际市场上的竞争实力；同时可促进该行业的健康、可持续发展，进一步提高和完善我国航空航天钛合金锻件生产及装备技术水平，对我国钛行业的发展会产生重要的影响。航空航天用高温钛合金锻件标准编制组2018 年 9 月8
