国家标准 GB/T38915一2020 航空航天用高温钛合金锻件 Hightemperaturetitaniumalloyforgingsforaerospaee 2020-06-02发布 2021-04-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花警理委员会国家标准
GB/38915一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由有色金属工业协会提出本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口本标准起草单位:宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司、有色金属技术经济研究院、科学院金属研究所、中航沈飞民用飞机有限责任公司、宝武特种冶金有限公司,湖南金天钛业科技有限公司本标准主要起草人:胡志杰、冯军宁、陈秉刚、张江峰、岳旭、朱绍祥、孙红军、解晨、白智辉、马忠贤、冯永琦何书林、高顾、贾栓孝、孟庆通、樊凯
GB/38915一2020 航空航天用高温钛合金锻件范围本标准规定了航空航天用高温钛合金锻件的技术要求.,试验方法、检验规则和标志包装,运输、贮存及质量证明书与订货单(或合同)内容本标准适用于锻造和轧制方法生产的高温钛合金锻件(以下简称锻件) 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T228.1一2010金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法 GB/T228.2金属材料拉伸试验第2部分:高温试验方法 GB/T2039金属材料单轴拉伸蠕变试验方法 GB/T3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分 GB/T3620.2钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差 GB/T4698(所有部分海绵钛,钛及钛合金化学分析方法 GB/T5168钛及钛合金高低倍组织检验方法 GB/T5193钛及钛合金加工产品超声检验方法 GB/T8180钛及钛合金加工产品的包装、标志,运输和贮存 GB/T23605钛合金目转变温度测定方法 Ys/T1262海绵钛、钛及钛合金化学分析方法多元素含量的测定电感合等离子体原子发射光谱法技术要求 3.1材料 3.1.1用于锻件生产的铸锭应至少熔炼两次,最后一次应采用真空自耗电弧炉熔炼首次可使用自耗电极,电子束冷床炉或等离子束冷床炉熔炼,最后一次熔炼时不准许添加任何元素 3.1.2自耗电极不应使用钨极氯弧焊焊接 3.2牌号、状态和规格锻件的牌号、状态和规格应符合表1的规定
GB/T38915一2020 表1牌号、状态及规格规格" mm 供应状态" 产品形式牌号外径D 内径d 截面高度H 环材壁厚 150500 H500~l000 50500 TA7、TA15,TA19,TA32、热加工态(R IA33,Tc1,Tc2.TC4,TC6 200500 100400 25300 25l50 退火态(M TCll、TC17、TC25、TC31 环材 500一900 300850 45一500 25一250 >900~1500 4001450 110700 25400 "TCl1钛合金锻件的供应状态一般为热加工态(R),其退火态M)仅限壁厚或高度不大于100mm的锻件除饼材,环材外的其他锻件规格应符合订货图样的规定 3.3化学成分 3.3.1锻件的化学成分应符合GB/T3620.1的规定 3.3.2需方从锻件取样进行化学成分复验时,化学成分允许偏差应符合GB/T3620.2的规定 3.4力学性能 3.4.1锻件的力学性能在经热处理后(退火态不需重新热处理)的试样坯上测试试样的推荐热处理制度宜参照表2进行,为保证材料性能,供方可依据实际需要,选用表2以外的其他热处理制度表2推荐热处理制度牌号热处理制度 TA7 750笔850,1h4h,空冷 TA15 700850C,lh4h,空冷 ,保温8h,空冷 TA19 955C985,保温1h一2h,空冷;575C一605 T,一20)C,保温1h一2h,空冷或更快速度冷却;590 笔一610,保温2h,空冷首次退火温度允许 TA32 在3转变温度以下15"一35C范围内调整 C,保温1h一2h,空冷或更快速度冷却;680C720 C,保温2h,空冷首次退火温度允许 T,一20 TA33 在日转变温度以下10C35C范围内调整 TC1 700850,1h4h,空冷 TC2 700C850C,1h4h,空冷 TC4 700C800,1h4h,空冷 860C一920c,保温1h一2h;随炉或转炉冷却至600笔一650,保温2h,空冷 TC6 950C士10C,lh3h,空冷;530C士10C,6h,空冷首次退火温度允许在转变温度以下30C Tc1 50C范围内调整 Tc17 840C士10C,保温1h一4h,空冷;800C士10C,保温2h,水冷;630C士10C,保温8h,空冷
GB/38915一2020 表2(续牌号热处理制度 50飞~970C,保温1h一4h,空冷1530C~570,保温6h一24h,空冷首次退火温度允许在8转 TC25 变温度以下30C一50C范围内调整 T,一30,保温1h~2h,空冷;450C650C,保温4h8h,空冷首次退火温度允许在月转变温 TC31 度以下20C一50C范围内调整注:T，表示月转变温度 3.4.2纵剖面不大于100cem的锻件,其室温力学性能应符合表3的规定表3室温力学性能室温力学性能,不小于牌号规定性延伸强度R 断面收缩率飞抗拉强度R 断后伸长率A Rp" MPa MPa TA7 785 680 10 25 TA15 885 825 20 TA19 895 825 1d 25 TA32 900 800 TA33 950 880 TC1 585 460 15 30 560 TC2 685 12 30 Tc4 895 825 10 25 TC6 940 840 20 TC11 030 910 10 30 1030 TC17 1120 TC25 980 86o TC31 1000 900 3.4.3纵剖面不大于100cm的锻件,其高温力学性能应符合表4的规定表4高温力学性能高温力学性能试验温度持久性能牌号抗拉强度R 试验应力o 试验时间！ MP MPa TA7 350 490 440 >100 500 >570 TAl5 470 >50 480 >620 TA19 525 480 >35
GB/T38915一2020 表4续高温力学性能试验温度持久性能牌号抗拉强度R 试验应力" 试验时间1 MPa MPa >560 430 >100 TA32 550 600 TA33 600 310 >100 TC1 350 345 325 >100 TC2 350 >420 390 100 TC4 400 620 570 >100 665 >100 TC6 400 >735 590 >100 Tc11 500 >685 640 >35 Tl7 400 >885 685 >100 >735 637 500 >50 TC25 550 >685 441 >50 TC31 650 >500 420 >0.75 TcCll锻件的持久性能按试验应力640MPa,试验时间>35h的试验时间的规定进行检验,仲裁检验按试验应力590MPa,试验时间>100h的试验时间的规定进行检验 3.4.4纵剖面大于100em的锻件,当需方要求并在合同中注明时,可测定锻件的力学性能,报实测值或由供需双方协商确定指标 3.5尺寸和外形 3.5.1锻件经车光后交货,尺寸及其允许偏差应符合表5的规定表5尺寸允许偏差单位为毫米饼材环材允许允许允许允许允许直径截面高度外径内径截面高度偏差偏差偏差偏差偏差十2 2 +1 150300 2550 200400 100300 25~100 二1 3 3 +2 多 >300一600 50200 >400600 >300500 >100~200 -3 +3 书十 >6001000 >200500 >600900 >500800 >200~350 -5 十6 士书 >900~1200 >800~1100 >350一500 十8 十4 12001500 >1100~1450 >500一700
GB/38915一2020 3.5.2锻件的倒角半径R为3mm" 10mm. 3.6B转变温度锻件应按熔炼炉号提供3转变温度 B转变温度仅提供实测值,不作为判定依据 3.7超声检测锻件应进行超声检测超声检测结果应符合GB/T5193的规定,其验收级别见表6. 表6超声检测验收级别产品截面高度或壁厚验收级别 mm <150 B >150 3.8低倍组织锻件的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 3.9显微组织经热处理后,锻件的显微组织应符合如下要求 a TA7钛合金的显微组织应是等轴a组织或等轴和拉长组织,以及部分破碎和扭曲的晶界a 及片状a,无完整的原始月晶界 b)其他钛合金的显微组织应是两相区加工产生的组织,无完整的原始日晶界在转变的日基体上的等轴a组织,或等轴和拉长a组织,以及部分破碎和扭曲的晶界a及片状a都是可接受的组织 3.10外观质量 3.10.1锻件表面允许存在不大于尺寸允许偏差之半的轻微划伤、压痕、麻点和皱褶等缺陷 3.10.2锻件表面局部缺陷应予以清除,清理深度不超过锻件的尺寸允许偏差;且清除区域的深度与宽度之比不应大于1:6 3.11表面粗糙度锻件表面粗糙度的Ra值不应大于3.2Mm(以满足超声检测要求为准). 试验方法 41化学成分分析按GB/T46098或Ys/T1282进行，化学成分伸戴分析按GB/T4898进行 4.2室温拉伸试验按GB/T228.1一2010进行,室温拉伸试验选用R7试样 4.3高温拉伸试验按GB/T228.2进行,选用直径为5mm的试样 4.4高温持久试验按GB/T2039进行 4.5尺寸和外形检验用相应精度的量具进行 4.63转变温度用GB/T23605或其他方法测定 4.7超声检测按GB/T5193进行
GB/T38915一2020 4.8低倍、显微组织检验按GB/T5168进行 4.9外观质量检验用目视及相应精度的量具进行 4.10表面粗糙度检验用标块对比法进行 5 检验规则 5.1检查和验收 5.1.1锻件应由供方进行检验,保证锻件质量符合本标准的规定,并填写质量证明书 5.1.2需方应对收到的锻件按本标准及订货单或合同)的规定进行复验复验结果与本标准及订货单(或合同)的规定不符时,应以书面形式向供方提出,由供需双方协商解决属于外观质量及尺寸外形的异议,应在收到锻件之日起一个月内提出,属于其他性能的异议,应在收到锻件之日起三个月内提出如需仲裁,仲裁取样由供需双方共同进行 5.2组批锻件应成批提交验收每批应由同一牌号,熔炼炉号,规格、生产工艺、状态和同一生产周期的锻件组成 5.3检验项目每批锻件应进行化学成分、室温力学性能、高温力学性能、3转变温度、超声检测、尺寸和外形、低倍组织、显微组织、外观质量和表面粗糙度的检验 5.4取样 5.4.1每批锻件任取一件剖成两半或在任一件上截取并解剖试样环,供方在其中一半进行性能、组织等项目的测试,另一半交需方做复验用 5.4.2当合同注明时,同一铸锭采用相近工艺同时生产几种规格相近的锻件时,可以用最大规格截面)锻件的检验结果(包括力学性能和组织)代表其他几种规格 5.43锻件的取样规则应符合表7的规定表7取样位置及数量检验项目试验方法的章条号取样规定要求的章条号化学成分" 每批1份 3.3 A 力学性能'" 每批按测试项目各取2个弦向试样 3.4 4.2、4.3、4.4 3.5 尺寸和外形逐件 4.5 3.6 月转变温度任意部位,每批1份 4.6 超声检测逐件 3.7 4. 低倍组织每批取1个纵剖面 3.8 4.8 显微组织每批取1个横向试样 3,9 4.8 外观质量逐件 3,10 4.9 表面粗糙度逐件 3.l1 4.10 氢含量在成品上取样;其他化学成分,供方以原铸锭的分析结果报出,需方复验均在锻件上取样尺寸太小不够取弦向时,可取纵向试样供方可按铸锭的分析结果报出,需方在锻件上取样检验
GB/38915一2020 5.5检验结果的判定 5.5.1化学成分分析结果中有试样不合格时,应从该批锻件中另取双倍数量的试样对该不合格元素进行重复试验若重复检验结果全部合格,判该批锻件合格;若重复试验仍有结果不合格,判该批锻件不合格 5.5.2力学性能检验结果中有试样不合格时,应从该批锻件(包括原受检锻件)中另取双倍数量的试样对该不合格项目进行重复试验试验结果全部合格,判该批锻件合格;若重复试验仍有结果不合格,判该批锻件不合格但允许供方重新热处理后重新取样检验,重新热处理仅限一次 5.5.3低倍组织检验按如下规则判定低倍组织检验中,如发现并判为有脆性偏析(其硬度明显高于基体的偏析,常见的如富氧、富氮等偏析),该判批锻件不合格;如判为有非脆性偏析,允许剔除后重新组批交货 b 低倍组织中有裂纹、缩尾、气孔、金属或非金属夹杂时,允许供方逐根检验,剔除缺陷,合格者交货 5.5.4显微组织检验不合格时,判该批锻件不合格,但允许供方对其余锻件逐件检验,合格者重新组批交货 5.5.5尺寸和外形、超声检测、外观质量、表面粗糙度不合格时,判单个锻件不合格标志、包装、运输、贮存及质量证明书 6.1产品标志在检验合格的每件锻件上应标记如下内容: a)牌号; b) 批号或熔炼炉号; 规格 c d 供应状态 6.2包装、标志,运输和贮存锻件的包装、标志、,运输和贮存应符合GB/T8180的规定 6.3质量证明书每批锻件应附有质量证明书,其上注明供方名称; a b) 产品名称; 牌号; c d 规格; 供应状态 ee 批号或熔炼炉号; 净重和件数; g 各项分析检验结果和质量检验部门印记 h 本标准编号; 出厂日期(或包装日期 j
GB/T38915一2020 订货单(或合同)内容订购本标准所列锻件的订货单(或合同)内应包括如下内容 a)产品名称 D 牌号; e 状态; d 规格; 件数; e) fD 本标准编号其他 g

航空航天高温钛合金锻件GB/T38915-2020解读

随着航空航天工业的不断发展，对材料性能的要求也越来越高。在高温、高压、高载荷等复杂环境下，材料必须具备优异的机械性能和耐腐蚀性，以保证飞行器的安全运行。而高温钛合金作为一种性能卓越的航空材料，已经成为航空航天领域中重要的结构材料之一。

高温钛合金锻件的特点

高温钛合金锻件是指采用热加工工艺将钛合金材料加工成所需形状的零部件。与其他工艺相比，锻造工艺可以使材料的晶粒更加细小，提高材料的强度和韧性，同时还可以消除材料的内部缺陷，提高材料的成形性能。

与普通的钛合金相比，高温钛合金具有更高的强度、更好的耐热性和抗氧化性，适用于在高温环境下使用。此外，高温钛合金还具有优异的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境中长时间稳定运行。

GB/T38915-2020标准介绍

GB/T38915-2020是我国航空航天领域高温钛合金锻件的新国家标准，对高温钛合金锻件的制造、检验、包装、贮存等方面进行了规定。

该标准要求高温钛合金锻件必须满足一定的化学成分、力学性能、显微组织和表面质量等指标。同时，标准还规定了高温钛合金锻件的检验方法和包装贮存要求。

高温钛合金锻件在航空航天领域中的应用

高温钛合金锻件广泛应用于航空航天领域。在飞行器的发动机、燃气轮机、涡轮增压器等高温部件中，往往需要使用高温钛合金锻件。此外，高温钛合金锻件还被广泛应用于航空航天器的结构件中。

高温钛合金锻件的应用可以有效提高飞行器的性能和安全性，同时还可以降低飞行器的重量，提高其载荷能力。

结论

航空航天用高温钛合金锻件GB/T38915-2020是我国航空航天领域高温钛合金锻件的新标准，为高温钛合金锻件的制造、检验、包装、贮存等方面提供了详细的规定，对于推动高温钛合金锻件在航空航天领域的应用具有重要意义。高温钛合金锻件作为一种性能卓越的航空材料，已经成为航空航天领域中不可或缺的结构材料之一。

随着科技的不断进步，高温钛合金锻件的性能将会进一步提升，其在航空航天领域的应用也将会更加广泛。