為了滿足航空航天等國防工業工業對鈦合金材料更高要求的帶求,1983年我國確立了國家軍用標準體系,我國第一個鈦類國家軍用標準《航天工業用TC4鈦合金鍛制餅材》(GJB 391-1987)于1987年8月28日審定通過并于1988年發布實施。經過多年的發展,到目前初步形成了較完整的鈦及鈦合金材料的國家軍用標準體系。現行的GJB中與鈦及鈦合金相關的有34項,鈦及鈦合金板材的國軍標有4個,見表1。
表1 鈦及鈦合金板材國軍標
序號 | 最新版本 | 標準名稱 | 范圍 |
1 | GJB 944 - 1990 | 潛艇用 TA5-A 鈦合金板 | 適用于潛艇的設備、裝置和系統等結構件用的板材 |
2 | GJB 2505A-2008 | 航空用鈦及鈦合金板材和帶材規范 | 熱軋或冷軋的鈦及鈦合金厚板、薄板和帶材 |
3 | GJB 2921-1997 | 超塑成形用TC4鈦合金板材規范 | 超塑成形用TC4鈦合金板材 |
4 | GJB 6471 -2008 | 航天航空用TB5鈦合金板材規范 | 厚度為0.8mm-1.2mm的航空航天用TB5鈦合金板材 |
GJB944、GJB2921 和 GJB6471是專用標準,一個標準僅有一個牌號; GJB2505 所含牌號較多,但其用途是航空、潛艇等系統,與國家標準用途不同,有些指標比國家標準要求要嚴格一些。
《潛艇用TA5-A 鈦合金板》( GJB 944-1990 )是1990年頒布,該標 準中鈦板分成兩組規格: (15-25)×(600-1, 600)×(1,000-4,000) 和(> 25-40)×(600-1,600)×(1,000-2,000), 力學性能與《鈦及鈦合金板材》( GB/ T3621-2007 ) 中規定值相近,增加了沖擊要求:沖擊值≥057J/cm2, 彎曲度要求較之高:彎芯直徑是5T( T 為板材厚度),彎曲角≥100°。
《航空用鈦及鈦合金板材和帶材規范》(GJB2505A-2008) 是個通用標準 ,在 1995 年版本上修訂的。在 TAI 、TA2、TA3、TA4、TA6 、TA7、TCI 、TC2、TC3、TC4的基礎上增加了TA15 ,并按用途分為A類和B類。板材的規格為:(>0.3-4.0)×(400-1,000)×(l ,000-3,000 ) 和(>4.0-70.0)×(400-3,000)×(l,000-4,000), 帶材的規格為(O.3-2.0)×(50-650)×( ≥500) 。
《超塑成形用TC4鈦合金板材規范》(GJB 2921 - 1997 ) 規定TC4的鑄錠應采用真空自耗電弧爐熔煉,熔煉次數不少于兩次。最后一次熔煉穩定階段的壓力應不大于5 Pa,自耗電極不允許使用鎢板氬弧焊焊接。且對TC4的氫含量和氧含量有較嚴格的要求:氫含量不大于0.0125%,氧含量應不大于0.18% (當氧含量大于0.18%但不大于0.20%時,雙方協商解決)。
《航天航空用TB5鈦合金板材規范》(GJB 6471-2008)規定材料應采用真空自耗電弧爐熔煉,熔煉次數應不少于兩次,自耗電極不允 許使用鎢板氬弧焊焊接。化學成分除對氧含量要求稍高,其他與GB/ T3620.1的規定基本一致。由于GB/ T3621-2007, 室溫力學性能與GB/ T3621的相近,但是增加了固溶時效狀態的力學性能指標要求。還規定當訂購方有要求時 ,應測定板材的晶粒度,主要應為6 級或6級以上,允許局部存在少量大到2級的晶粒。增加了板材的不平度要求。要求板材的表面應無任何富氧層 ,如α層或其他表面污染。
我國鈦板帶材標準體系經幾次制修訂后,從體系的完善及標準的水平均有較大的提升,目前我國鈦板帶材標準的水平與國外先進標準基本相同,標準體系的發展應主要從以下幾個方面進行:
雖然近年我國在鈦及鈦合金領域飛速發展, 但離鈦工業發達國家還是有一定差距,主要體現在鈦及鈦合金半成品的規格、質量要求、檢測測 試手段及品種類型等。我國的標準體系應參照國外先進標準ASTM、ASME 等對原 有標準進行制修訂,并不斷完善。2010年,中國有色標準委員會組織寶鈦集團(寶鈦股份有限司公)、湖南湘投金天鈦金屬有限公司等公司制定了《電站冷凝器和熱交換器用鈦-鋼復合管板》、《鈦鋯鋼復合板》《熱軋鈦帶卷》、《冷軋鈦帶卷》,目前寶鈦公司還在起草(特種板用鈦板、《高爾夫球頭用鈦及鈦合金板》等專用標準,以滿足用戶的多樣化 的需求,促進生產廠家改進生產工藝、提高技術質量水平、降低生產成本等。
應加大新牌號板材的研制力度,特別是合金牌號板材的研究、生產和納標;
同時加速合金超厚板及超薄板材的研制和生產;性能指標及檢驗方法應進行進一步研究, 力爭與國際全面接軌。
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