钛合金锻件规范标准及技术参数

本标准的固定代号为B 381-00,代号后面的数字为最初采用的年份,或最新修订的年份。圆括弧中的数字表示最新重新批准的年份。(ε)符号表示自从最新修订或批准以来,编辑上的改变。

1. 范围

本规范2包含如下31个级别牌号退火和钛合金锻件:

1.1.Gr. F-1——纯钛;

1.1.Gr. F-2——纯钛;

1.1.Gr. F-3——纯钛

1.1.Gr. F-4——纯钛;

1.1.Gr. F-5——钛合金(6%Al,4%V);

1.1.Gr. F-6——钛合金(5%Al,2.5%Sn);

1.1.Gr. F-7——纯钛加0.12~0.25%Pd;

1.1.Gr. F-9——钛合金(3%Al,2.5%V);

1.1.Gr. F-11——纯钛加0.12~0.25%Pd;

1.1.Gr. F-12——钛合金(0.3%Mo,0.8%Ni);

1.1.Gr. F-13——钛合金(0.5%Ni,0.05%Ru钌);

1.1.Gr. F-14——钛合金(0.5%Ni,0.05%Ru钌);

1.1.Gr. F-15——钛合金(0.5%Ni,0.05%Ru钌);

1.1.Gr. F-16——纯钛加0.04~0.08%Pd;

1.1.Gr. F-17——纯钛加0.04~0.08%Pd;

1.1.Gr. F-18——钛合金(3%Al,2.5%V)加0.04~0.08%Pd;

1.1.Gr. F-19——钛合金(3%Al,8%V,6%Cr,4%Zr,4%Mo);

1.1.Gr. F-20——钛合金(3%Al,8%V,6%Cr,4%Zr,4%Mo)+0.04~0.08%Pd;

1.1.Gr. F-21——钛合金(15%Mo,3%Al,2.7%Nb,0.25%Si);

1.1.Gr. F-23——钛合金(6%Al,4%V和低间隙元素ELI);

1.1.Gr. F-24——钛合金(6%Al,4%V)加0.04~0.08%Pd;

1.1.Gr. F-25——钛合金(6%Al,4%V)加0.3~0.8%Ni和0.04~0.08%Pd;

1.1.Gr. F-26——纯钛加0.08~0.14%Ru;

1.1.Gr. F-27——纯钛加0.08~0.14%Ru;

1.1.Gr. F-28——钛合金(3%Al,2.5%V,加0.08~0.14%Ru);

1.1.Gr. F-29——钛合金(6%Al,4%V,低间隙元素ELI加0.08~0.14%Ru);

1.1.Gr. F-30——钛合金(0.3%Co,0.05%Pd);

1.1.Gr. F-31——钛合金(0.3%Co,0.05%Pd);

1.1.Gr. F-32——钛合金(5%Al,1%Sn,1%Zr,1%V ,0.8%Mo);

1.1.Gr. F-33——钛合金(0.4%Ni,0.015%Pd,0.025%Ru,0.15%Cr);

1.1.Gr. F-34——钛合金(0.4%Ni,0.015%Pd,0.025%Ru,0.15%Cr)。

1.2 以英寸(inch)、磅(pound)为单位的数值作为标准值,括号中给出的值仅为参考值。

2. 引用文件

2.1 ASTM标准:

B348 钛及钛合金棒料和方坯规范。

E8 金属材料拉伸试验方法。

E29确定试验数据是否符合标准要求应取有效位数的推荐方法。

E120钛和钛合金化学分析方法。

E1409惰性气体熔化法测定钛和钛合金中氧的试验方法。

E1447惰性气体熔化热导法测定钛和钛合金中氢的试验方法。

3. 术语

3.1本标准特定术语的说明

3.1.1 棒料——热轧、热锻或冷加工半成品实心断面产品,其横断面面积等于或小于16英寸2(10323mm2)。

3.1.2 方坯——由锭热轧或热锻成的实心断面半成品,其横断面面积大于16英寸2(10323mm2)。

3.1.3 锻件——在锻锤、锻造机、镦粗压力机或有关成型设备上用冲击或加压的方式加工金属成形至要求形状的任何制品。

4. 订单说明

4.1本规范的锻件订货单根据需要应包括下列内容:

4.1.1 牌号(第1节)

4.1.2 拉伸性能(表1)

4.1.3 尺寸和公差(第9节)

4.1.4 取样,机械性能(第7节)

4.1.5 化学分析方法(第6节)

4.1.6 标志(第16节)

4.1.7 包装(第16节)

4.1.8 合格证(第15节)

4.1.9 拒收材料的处置(第13节)

4.1.10 附加要求(附1)

5. 材料和制造

5.1 当按本规范生产锻件时,材料应符合SB-348标准的最新版。

6. 化学成分(Chemical Requirements)

6.1 本标准包括的钛及钛合金金属的各牌号应符合表2中规定的化学成分要求。

6.1.1表2中列出的元素是有意添加的合金添加剂或元素,它们是制造海绵钛,铸造或轧制产品所固有的。

6.1.1.1 表2列出元素外的元素被认为是能在表2所列级别中可能存在的元素,是用或仅仅用未控制或未分析过的碎屑添加剂加到铸造溶液时带入的。因此,除非另有规定,对表2中未列出元素不要求作成品分析,并应认为这已超出本规范的范围。

6.1.2 有意添加到熔融液中的元素必须加以识别,分析,并给出分析报告。

6.2 经生产厂与买方商定,并且买方在书面采购订单上有要求时,应完成本规范中未列入的残余元素的化学分析。

6.3 成品分析——成品分析偏差并不放宽熔炼分析要求,但包括各实验室之间在测定化学含量中的偏 差。制造厂不应发运超出表2中适用级别规定限值的材料。成品分析限值按表2中的规定。

6.4 取样——化学分析所用的试验应能代表做试验的材料。除了氢元素和另有规定外,应报告铸锭和坯料的化学成分。测定氢用的试样应从锻件上获得,试验依据和试验次数应由锻件厂和买方商定。取钛的化学分析试样时要及其小心,因为钛对氧、氮和氢这些元素有很大的亲和力;因此切取试样和处理如何防止污染应包括在应用规程中,试样应从清洁的金属上收集。

6.5 分析方法按照适用的试验方法E120,E1409和E1447,或按制造厂和买方的协议。

6.6 为了确定化学成分至少应试验两个化学分析试样。试样应从要分析的产品的上下两端制取。

7. 力学性能(Mechanical Properties)

7.1 按本规范供货的锻件应符合表1中规定的力学性能。

7.2 拉伸试验的试样应按试验方法E8机械加工和试验。拉伸性能应用0.003~0.007英寸/英寸分的应变速率直到规定的屈服强度。在达到规定屈服强度后,横梁的速度应增加到足以在随后的1分钟内产生断裂来测定。

7.3 取样——拉伸试样应按制造厂和买方的商定从材料机加工而来。

8. 无损检测(Nondestructive Test)

8.1 如果要用超声波试验,X射线或表面检查这类无损检验方法应由买方规定。验收或拒收标准应由锻件厂和买方商定。

9. 尺寸和允许偏差

9.1 除非制造厂和买方另有规定,本标准包括的钛和钛合金锻件的尺寸和允许偏差应在适用的锻件图纸上示出。

10. 成品的工艺质量和外观

10.1 钛合金锻件应没有其性质会防碍预期使用目的的有害的内外缺陷,经退火的锻件可以按去氧化皮、喷砂或打磨供货。应允许制造厂采用局部打磨去除小的表面缺陷,但这种打磨不得使锻件壁厚减小到小于使用部位锻件公差所允许的最小壁厚。

11. 复验

11.1 如果一批材料的化学成分或机械性能的试验结果中任何一项不符合本标准的要求,该批材料可以重新试验,由生产厂决定。复验的次数为最初次数的两倍。如果复验值符合本标准要求,则复验值应作为合格证书的试验值。只需将最初的合格试验结果或合格的复验结果报给需方。如果复验结果不符合本标准要求,材料则按第13节予以拒收。

12. 数值修约程序

12.1 为了确定与本标准是否一致,应对测量值或计算值修约到表示极限值用最右边的有效位数中最接近的基数。这种数字修约应符合E29的规定。

13. 拒收

13.1 不符合本标准或经审批的修正件要求的锻件,应予以拒收。除另有规定外,拒收的锻件可退回生产厂,费用由生产厂负责,除非在发出拒收通知后三周内需方接受其他处置。

14. 仲裁试验与分析

14.1 如果生产厂方和需方对材料是否符合本标准要求由异议,则应对有问题的试验项目进行双方可接受的仲裁。应根据仲裁人的试验,确定是否符合本标准要求。

15. 合格证书

15.1 如果需方已提出此要求,生产厂应至少提供一份报告,证明所提供材料已经按本标准要求进行过检查和试验,且化学分析和机械性能试验结果均符合本标准有关牌号的要求。

16. 包装与装箱标志

16.1包装——除非另有规定,按本标准所购的锻件应按制造厂的标准做法进行包装。

16.2标志——锻件应按制造厂和买方的商定做识别标志。

17. 关键词

17.1 锻件;钛;钛合金

表1  拉伸性能要求A

牌号(Grade)拉伸强度(Tensile Strength),最小0.2%条件屈服强度(Yield strength),最小或范围伸长率(Elongation)(4D)最小,%断面缩减率(Reduction of Area),最小,%

ksiMPaksiMPa


F-135240251702430
F-250345402752030
F-365450553801830
F-480550704831525
F-51308951208281025
F-61208281157951025
F-750345402752030
F-91208281107591025
F-9B90620704831525
F-1135240251702430
F-1270483503451825
F-1340275251702430
F-1460410402752030
F-1570483553801825
F-1650345402752030
F-1735240251702430
F-1890620704831525
F-18B90620704831220
F-19C1157931107591525
F-19D135930130~159897~10961020
F-19E1651138160~1851104~1276520
F-20C1157931107591525
F-20D135930130~159897~10961020
F-20E1651138160~1851104~1276520
F-21C1157931107591535
F-21D140966130~159897~10961030
F-21E1701172160~1851104~1276820
F-231208281107591025
F-23B1208281107597.5F,6.0G25
F-241308951208281025
F-251308951208281025
F-2650345402752030
F-2735240251702430
F-2890620704831525
F-28B90620704831220
F-291208281107591025
F-29B1208281107597.5F,6.0G15
F-3050345402752030
F-3165450553801830
F-32100689855861025
F-3350345402752030
F-3465450553801830

A 这些性能适用于厚度小于3英寸(76mm)最大10英寸2(64.5cm2)的纵断面。更大断面的机械性能应由生产厂方与需方商定。

B材料性能适用于β转变态。

C适用于固溶处理状态。

D性能只适用于具有中等强度的固溶处理和时效状态(由时效温度确定)。

E性能只适用于具有高强度的处理和时效状态(由时效温度确定)。

F产品截面或壁厚值﹤1.0英寸 。  

G产品截面或壁厚值≥1.0英寸。

表2  化学成分A

元素

Element

成分(Composition),%

F-1F-2F-3F-4F-5F-6F-7F-9
N, max0.030.030.050.050.050.030.030.03
C, max0.080.080.080.080.080.080.080.08
H, B,Cmax0.0150.0150.0150.0150.0150.0150.0150.015
Fe, max0.200.300.300.500.400.500.300.25
O, max0.180.250.350.400.200.200.250.15
Al5.5~6.754.0~6.02.5~3.5
V3.5~4.52.0~3.0
Sn2.0~3.0
Ru
Pd0.12~0.25
Co
Mo
Cr
Ni
Nb
Zr
Si
残余元素,D,E,F单一   max0.10.10.10.10.10.10.10.1
残余元素,D,E,F总和   max0.40.40.40.40.40.40.40.4
TiG余量余量余量余量余量余量余量余量
元素                                                  Element成分(Composition),%
F-11F-12F-13F-14F-15F-16F-17F-18
N, max0.030.030.030.030.050.030.030.03
C, max0.080.080.080.080.080.080.080.08
H, B,Cmax0.0150.0150.0150.0150.0150.0150.0150.015
Fe, max0.200.300.200.300.300.300.200.25
O, max0.180.250.100.150.250.250.180.15
Al2.5~3.5
V2.0~3.0
Sn
Ru0.04~0.060.04~0.060.04~0.06
Pd0.12~0.250.04~0.080.04~0.080.04~0.08
Co
Mo0.2~0.4
Cr
Ni0.6~0.90.04~0.060.04~0.060.04~0.06
Nb
Zr
Si
残余元素,D,E,F单一   max0.10.10.10.10.10.10.10.1
残余元素,D,E,F总和   max0.40.40.40.40.40.40.40.4
TiG余量余量余量余量余量余量余量余量

表2  (续)

元素            (Element)成分(Composition),%
F-19F-20F-21F-23F-24F-25F-26F-27
N, max0.030.030.030.030.050.050.030.03
C, max0.050.050.050.080.080.080.080.08
H, B,Cmax0.020.020.0150.01250.0150.01250.0150.015
Fe, max0.300.300.400.250.400.400.300.20
O, max0.120.120.170.130.200.200.250.18
Al3.0~4.03.0~4.02.5~3.55.5~6.55.5~6.755.5~6.75
V7.5~8.57.5~8.53.5~4.53.5~4.53.5~4.5
Sn
Ru0.08~0.140.08~0.14
Pd0.04~0.080.04~0.080.04~0.08
Co
Mo3.5~4.53.5~4.514.0~16.0
Cr5.5~6.55.5~6.5
Ni0.3~0.8
Nb2.2~3.2
Zr3.5~4.53.5~4.5
Si0.15~0.25
残余元素,D,E,F单一   max0.150.150.10.10.10.10.10.1
残余元素,D,E,F总和   max0.40.40.40.40.40.40.40.4
TiG余量余量余量余量余量余量余量余量

元素

Element

成分(Composition),%

F-28F-29F-30F-31F-32F-33F-34
N, max0.030.030.030.030.050.030.05
C, max0.080.080.080.080.080.080.08
H, B,Cmax0.0150.0150.0150.0150.0150.0150.015
Fe, max0.250.250.300.300.250.300.30
O, max0.150.130.250.350.110.250.35
Al2.5~3.55.5~6.54.5~5.5
V2.0~3.03.5~4.50.6~1.4
Sn0.6~1.4
Ru0.08~0.140.08~0.140.02~0.040.02~0.04
Pd0.04~0.080.04~0.080.01~0.020.01~0.02
Co0.20~0.800.20~0.80
Mo0.6~1.2
Cr0.1~0.20.1~0.2
Ni0.35~0.550.35~0.55
Nb
Zr0.6~1.4
Si0.06~0.14
残余元素,D,E,F单一   max0.10.10.10.10.10.10.1
残余元素,D,E,F总和   max0.40.40.40.40.40.40.4
TiG余量余量余量余量余量余量余量

A 表中所列级别的所有元素应进行分析,除非单个大于0.1或总和大于0.4,表中没有限定的元素其分析结果不需要对外报出。

B 使用方要求时,应提供低氢含量。

C 成品分析。

D 不需要报出

E 其他元素是金属和合金内部固有的微量元素,不是在生产工艺中由外部添加的元素,在钛中这些元素包括:Al,V,Cr,Mo,Nb,Zr,Hf,Bi,Ru,Pd,Y,Cu,Si,Co,Ta,Ni,B,Mn和W。

F 买主可以在其定购单上要求分析本规范表中未列出的元素。

G 钛的含量为差量法。

表3  产品分析允许偏差

元素(Element)产品分析界限和允许偏差
最大值或范围值,%
允许偏差
N0.05
+0.02
C0.10
+0.02
H0.02
+0.002
Fe0.50
+0.15
O0.30
+0.03
O0.31~0.40
±0.04
Al2.5~6.75
±0.40
V0.6~4.5
±0.15
V7.5~8.5
±0.40
Sn0.6~3.0
±0.15
Pd0.01~0.02
±0.002
Pd0.04~0.08
±0.005
Pd0.12~0.25
±0.02
Si0.06~0.25
±0.02
Ru0.02~0.04
±0.005
Ru0.04~0.06
±0.005
Ru0.08~0.14
±0.01
Zr3.5~4.5
±0.20
Zr0.6~1.4
±0.15
Cr0.1~0.2
±0.02
Cr5.5~6.5
±0.30
Nb2.2~3.2
±0.15
Mo0.2~0.4
±0.03
Mo0.6~1.2
±0.15
Mo3.5~4.5
±0.20
Mo14.0~16.0
±0.50
Ni0.3~0.9
±0.05
Co0.2~0.8
±0.05
残余元素A(单个)0.15
+0.02

A 其他元素是金属和合金内部故友的微量元素,不是在生产工艺中由外部添加的元素。


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