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钛合金板材国军标及具使用领域

发布时间 :2021-02-24 11:36:22 浏览次数 :

为了满足航空航天等国防工业工业对钛合金材料更高要求的带求,1983年我国确立了国家军用标准体系,我国第一个钛类国家军用标准《航天工业用TC4钛合金锻制饼材》(GJB 391-1987)于1987年8月28日审定通过并于1988年发布实施。经过多年的发展,到目前初步形成了较完整的钛及钛合金材料的国家军用标准体系。现行的GJB中与钛及钛合金相关的有34项,钛及钛合金板材的国军标有4个,见表1。

表1   钛及钛合金板材国军标

序号最新版本标准名称范围
1GJB 944 - 1990潜艇用 TA5-A 钛合金板适用于潜艇的设备、装置和系统等结构件用的板材
2GJB 2505A-2008航空用钛及钛合金板材和带材规范热轧或冷轧的钛及钛合金厚板、薄板和带材
3GJB 2921-1997超塑成形用TC4钛合金板材规范超塑成形用TC4钛合金板材
4GJB 6471 -2008航天航空用TB5钛合金板材规范厚度为0.8mm-1.2mm的航空航天用TB5钛合金板材

GJB944、GJB2921 和 GJB6471是专用标准,一个标准仅有一个牌号; GJB2505 所含牌号较多,但其用途是航空、潜艇等系统,与国家标准用途不同,有些指标比国家标准要求要严格一些。

《潜艇用TA5-A 钛合金板》( GJB 944-1990 )是1990年颁布,该标 准中钛板分成两组规格: (15-25)×(600-1, 600)×(1,000-4,000) 和(> 25-40)×(600-1,600)×(1,000-2,000), 力学性能与《钛及钛合金板材》( GB/ T3621-2007 ) 中规定值相近,增加了冲击要求:冲击值≥057J/cm2, 弯曲度要求较之高:弯芯直径是5T( T 为板材厚度),弯曲角≥100°。

《航空用钛及钛合金板材和带材规范》(GJB2505A-2008) 是个通用标准 ,在 1995 年版本上修订的。在 TAI 、TA2、TA3、TA4、TA6 、TA7、TCI 、TC2、TC3、TC4的基础上增加了TA15 ,并按用途分为A类和B类。板材的规格为:(>0.3-4.0)×(400-1,000)×(l ,000-3,000 ) 和(>4.0-70.0)×(400-3,000)×(l,000-4,000), 带材的规格为(O.3-2.0)×(50-650)×( ≥500) 。

《超塑成形用TC4钛合金板材规范》(GJB 2921 - 1997 ) 规定TC4的铸锭应采用真空自耗电弧炉熔炼,熔炼次数不少于两次。最后一次熔炼稳定阶段的压力应不大于5 Pa,自耗电极不允许使用钨板氩弧焊焊接。且对TC4的氢含量和氧含量有较严格的要求:氢含量不大于0.0125%,氧含量应不大于0.18% (当氧含量大于0.18%但不大于0.20%时,双方协商解决)。

钛厚板

《航天航空用TB5钛合金板材规范》(GJB 6471-2008)规定材料应采用真空自耗电弧炉熔炼,熔炼次数应不少于两次,自耗电极不允 许使用钨板氩弧焊焊接。化学成分除对氧含量要求稍高,其他与GB/ T3620.1的规定基本一致。由于GB/ T3621-2007, 室温力学性能与GB/ T3621的相近,但是增加了固溶时效状态的力学性能指标要求。还规定当订购方有要求时 ,应测定板材的晶粒度,主要应为6 级或6级以上,允许局部存在少量大到2级的晶粒。增加了板材的不平度要求。要求板材的表面应无任何富氧层 ,如α层或其他表面污染。

我国钛板带材标准体系经几次制修订后,从体系的完善及标准的水平均有较大的提升,目前我国钛板带材标准的水平与国外先进标准基本相同,标准体系的发展应主要从以下几个方面进行:

虽然近年我国在钛及钛合金领域飞速发展, 但离钛工业发达国家还是有一定差距,主要体现在钛及钛合金半成品的规格、质量要求、检测测 试手段及品种类型等。我国的标准体系应参照国外先进标准ASTM、ASME 等对原 有标准进行制修订,并不断完善。2010年,中国有色标准委员会组织宝钛集团(宝钛股份有限司公)、湖南湘投金天钛金属有限公司等公司制定了《电站冷凝器和热交换器用钛-钢复合管板》、《钛锆钢复合板》《热轧钛带卷》、《冷轧钛带卷》,目前宝钛公司还在起草(特种板用钛板、《高尔夫球头用钛及钛合金板》等专用标准,以满足用户的多样化 的需求,促进生产厂家改进生产工艺、提高技术质量水平、降低生产成本等。

应加大新牌号板材的研制力度,特别是合金牌号板材的研究、生产和纳标;

同时加速合金超厚板及超薄板材的研制和生产;性能指标及检验方法应进行进一步研究, 力争与国际全面接轨。

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