航空结构件用钛合金棒材规范-中国有色金属标准质量信息网

《钛及钛合金棒材》编制说明
（送审稿）
（2006年12月）
钛及钛合金棒材
一、任务来源及计划要求
根据全国有色金属标准化技术委员会《关于下达2006～2008年有色金属国家标准修订计划的通知》（有色标委[2006]第13号）的要求，由宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司负责修订GB/T 2965－1996《钛及钛合金棒材》。

按要求于2006年完成修订任务。

二、编制过程（包括编制原则、工作分工、征求意见单位、各阶段工作过程等）
1、编制原则
在现行标准的基础上，结合近些年来钛及钛合金棒材的研制成果及生产、使用的实际情况，参考宝钛集团有限公司与国内使用单位签订的相关的产品协议标准，并充分考虑现行标准在执行过程中产生的问题进行修订。

1）根据国家标准GB/T 3620.1《钛及钛合金牌号与化学成分》的修订情况，将工业纯钛棒材的牌号相应修订为TA1、TA2、TA3和TA4（分别对应ASTM标准的Gr.1、Gr.2、Gr.3和Gr.4）；并新增TC4 ELI、TA13、TA15和TA19等钛合金牌号。

2）扩大了棒材的尺寸范围：最小直径或截面厚度从8mm降为＞7mm；棒材的最大规格由200mm增大到230mm；退火态棒材的长度范围扩大为300mm～3000mm。

3）依据ASTM B348-06ε1标准，补充了TA1、TA2、TA3、TA4和TC4 ELI 的力学性能指标；根据相关协议标准，确定TA13、TA15和TA19钛合金棒材的力学性能指标。

4）增加了所有牌号钛棒材的规定非比例延伸强度R p0.2指标。

5）提高了棒材的直径或截面厚度的尺寸允许偏差要求。

6）增加了机加工棒材的表面粗糙度要求。

2、分工
本标准由宝钛集团有限公司和宝鸡钛业股份有限公司起草。

3、征求意见单位
本标准在中国有色金属标准计量质量研究所网站公开征求意见。

4、各阶段工作计划
2005年6月～2006年4月调研；
2006年5月～2006年7月提出标准草案；
～2006年11月标准征求意见，形成讨论稿并完成标准的预审；
～2006年12月完成标准送审稿。

三、调研和分析工作的情况
GB/T2965－1996自发布实施以来，在钛及钛合金棒材产品的订货、生产和检验方面发挥了重要的作用，有力地促进了钛及钛合金棒材的工业应用，并加速了其贸易的发展。

但近些年来，钛及钛合金在各领域的应用日趋广泛，新型钛合金的研究、试制及工业化生产工作也取得了很大的进展，目前TA13、TA15和TA19合金均已通过鉴定，由科研试制生产转为工业批量生产，应用于飞机和航空发动机，目前需求量逐年增加。

近些年来的生产与使用情况表明，其生产工艺成熟，产品质量稳定可靠，所以拟将该三种牌号纳入国家标准。

TC4 ELI合金由于具有良好的损伤容限，使用量也越来越大，拟参照ASTM B348 中Gr.23牌号的指标，将该牌号也纳入国家标准中。

随着某些重点型号的启动，由一航材料院牵头，对TC6钛合金的热处理制度进行了深入的研究，研究了普通退火、等温退火等热处理对相应产品性能的影响，得到的性能数据表明，普通退火棒材的性能良好，完全可以满足相关产品的要求，现已修订了型号技术条件，纳入了普通退火处理。

本次修订参照了相关技术协议，增加TC6合金的普通退火热处理及其对应的性能指标。

四、主要技术内容的说明
1、化学成分
本标准中的化学成分仍引用GB/T3620《钛及钛合金牌号和化学成分及成分允许偏差》。

由于GB/T3620修订时对纯钛的4个牌号是参照美国ASTM材料标准中纯钛成分和ISO外科植入物钛材标准进行改进和调整的，所以本标准中纯钛从表示方式和成分上都与ISO和ASTM标准保持一致。

保证了我国钛材更利于推向国际市场。

纯钛四个牌号与ISO和ASTM标准中纯钛牌号一一对应关系为：TA1对应Gr.1, TA2对应Gr.2, TA3对应Gr.3, TA4对应Gr.4。

本标准新增的TA13、TA15 、TA19和TC4 ELI四种钛合金，原GB/T3620.1未涉及到，但在修订GB/T3620.1已将该牌号加入。

其化学成分的范围具体见下表规定。

表1 新增四种钛合金的化学成分％
2、力学性能
标准修订后的室温力学性能指标见如下表2，高温拉伸和持久性能见表3。

表2 钛合金的室温力学性能
表3 钛合金棒材的高温力学性能
力学性能指标修订及其理由如下：
1)大量生产和检验中的数据表明，原标准中的R p0.2指标完全可满足使用要求，在生产过程中也可达到，指标较为合理，故本次修订时把原标准中规定的力学性能选作指标R p0.2，规定为一项考核指标。

2)由于GB/T 3620中工业纯钛的牌号及其化学成分发生了变化，因此本标准也相应采纳了新的工业纯钛牌号，并相应调整了棒材的力学性能指标。

本标准参照ASTM B348-05ε1《钛及钛合金棒材规范》的性能指标，对纯钛棒材的力学性能进行了调整和规定。

3)新增TA13、TA15、TA19和TC4 ELI合金的力学性能。

本标准参照相关协议引用了其室温拉伸、高温拉伸和持久性能指标。

依据ASTM B348-05ε1标准中的对应牌号Gr.23，增加了TC4 ELI牌号的力学性能指标。

TA13：试样热处理制度参照GJB3763A-2004，规定为780℃～800℃，保温0.5h～2h，空冷；室温力学性能指标参照相关的产品技术条件确定。

TA15：试样热处理制度参照GJB3763A-2004，为700℃～850℃，保温1h～4h，空冷。

室温、高温力学性能指标依据相关技术协议，并与GJB 2218（修订稿）中TA15钛合金通用棒材相同。

TA19：试样热处理制度参照GJB 2218（修订稿），与GJB3763A-2004规定（Tβ-15～30℃，保温1h～2h，空冷；595℃，保温8h，空冷）基本一致。

室温和高温力学性能指标与相关协议及GJB 2218（修订稿）中的指标相同。

TC4 ELI：性能与ASTM B348-05ε1《钛及钛合金棒材规范》中Gr.23的性能指标相同。

3、规格范围及尺寸允许偏差
近几年，市场需求更宽广，原标准规定的长度已远不能满足实际需求，同时各钛材加工企业装备水平不断提高和完善，根据国内现有的装备条件和实际生产情况，对棒材规格范围及尺寸允许偏差进行了修订。

a. 扩大了棒材的尺寸范围
最小直径或截面厚度从8mm降为＞7mm；棒材的最大直径从200mm扩大到230mm；将退火态棒材的不定尺长度从300~2000mm扩大为300~3000mm。

b. 提高了棒材直径或截面厚度的尺寸允许偏差要求
调整简化了尺寸允许偏差中的直径或边长的组距范围，相应提高了尺寸允许偏差要求，热加工棒材尺寸允许偏差见表4，车（磨）光及冷加工棒材的尺寸允许
偏差见表5。

表4 热加工棒材尺寸允许偏差单位为毫米
表5 车（磨）光及冷加工棒材的尺寸允许偏差单位为毫米
4、表面状况
根据超声波检验对棒材表面质量的要求和实际生产水平，规定了机加工棒材的表面粗糙度要求Ra值不大于3.2μm。

5、超声波同时、组织检验及外观质量方面的规定，与原标准一致。

6、用于工业纯钛的牌号、化学成分改变，其室温力学性能指标相应进行调整，为便于进行新、旧标准的对比，满足用户使用时选材需要，并保持标准的连续性，新增了资料性附录B原标准中工业纯钛的牌号、化学成分及室温力学性能。

五、验证试验的情况和结果
原标准经10年的生产、检验和用户使用证明，其各项指标基本合理。

本次修订中，调整的工业纯钛牌号和TC4 ELI钛合金，化学成分与美国ASTM标准一致，力学性能指标参照ASTM B348-05ε1制定，经过多年来大批生产及检验情况证明，各项指标合理。

新增TA13、TA15和TA19牌号，其各项指标均是在相应的协议标
准基础上确定，也已经过大量的生产、检验及用户使用，结果表明各项指标合理，完全可满足标准及用户使用要求。

六、与国外同类标准的对比分析
国外钛及钛合金棒材产品的标准主要有：美国材料与试验协会标准ASTM B348-05ε1《钛及钛合金棒材规范》，
本标准的修订主要有三个方面，一是对原标准中纯钛的成分进行了改进，与国际标准和美国ASTM标准的成分一致；二是增加了4个牌号并对其力学性能进行了规定。

本标准中纯钛结构丝材在成分范围上与国外牌号保持一致，性能与ASTM B348两个标准保持一致，属国际先进水平。

七、与现行法规、标准的关系
当前我国发行的国家级钛及钛合金棒材标准有两个，除本标准之外，另一个是国家军用标准GJB2218《航空用钛及钛合金棒材及锻坯》，两个标准使用的场所和产品形式均不同，所以两者之间并无冲突。

八、实施标准的要求和措施的建议
由于纯钛牌号与化学成分进行了较大的修改，化学成分的差异决定了性能的差别，本标准与原标准的性能相应进行了较大的修改，所以在选材时应特别注意成分与对应的性能。

九、其他要说明的事项
本标准根据新版标准要求增加了前言、订货单内容等，并对标准格式进行了编辑修改。

十、参考资料清单
略
《钛及钛合金棒材》标准编制组
2006-12-26。