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航空发动机压气机叶片用TC4钛合金棒材国军标GJB 493-88

发布时间 :2020-05-30 10:52:22 浏览次数 :

中华人民共和国国家军用标准 GJB 493-88

航空发动机压气机叶片用TC4钛合金棒材

TC 4 titanium alloy bar for aero engine compressor blade

1988-05-06发布 1989-10-01 实施

国防科学技术工业委员会批准

中华人民共和国国家军用标准


本标准适用于锻制航空发动机压气机叶片用的,直径不大于70mm的TC4钛合金棒材。

1、品种

1.1 牌号、状态和规格

棒材的牌号、状态和规格应符合表1的规定。

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注:①直径大于36mm转子叶片用棒材的技术条件可參照本标准由供需双方协商。

@棒材的用途应在合同中注明,未注明时按静子叶片用棒材供货。

钛合金棒

1.2 外形尺寸及允许偏差

1.2.1 棒材以无芯磨或机加工表面供货,其直径及其允许偏差应符合表2的规定。

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注:需方要求时,也可提供非标准规格的桦材,其直径允许偏差按相邻的较大规格执行。

1.2.2 棒材的定尺或倍尺长度应在不定尺长度范围内,定尺长度的允许偏差为±20mm,倍

尺长度还应计入棒材切断时的切口量,每一切口量为5mm。

1.2.3 棒材以不定尺长度供货时,长度400~600mm棒材的根数应不超过棒材总根数的10%.

1.2.4 棒材的弯曲度应不大于5mm/m。

1.2.5 棒材两端应切平整,切斜应不大于5mm。

1.3 标记示例

静子叶片用的,牌号为TC4的、热加工状态加无芯磨或机加工的、直径为30mm、长度为

1500mm的轧制棒材标记为:

轧棒TC4RΦ30×1500 GJB 493-88

转子叶片用的,其标记为:

Z轧棒TC4RΦ30×1500 GJB 493-88

2、技术要求

2.1化学成分 

TC4棒材的化学成分应符合表3的规定。

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注:其它元素,在正常情况下不做检验,但应保证;当需方要求并在合同中注明时可予以检验。检测元素包括:Cu、Cr、

Sn、Mn、Mo、Zr。

2.2 力学性能

2.2.1棒材的力学性能在经热处理后的试样坯上测试。试样坏的热处理制度为:800±10℃,保温1~2h,空冷。

2.2.2 室温力学性能应符合表4的规定。

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注:直径不大于18mm棒材的布氏硬度试验条件为HB5mm/7355N(5mm/750kgf) , 其d值应不小于1.67mm,

2.2.3 高温力学性能应符合表5的规定。

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2.3 高低倍组织

经2.2.1规定的热处理后棒材的横向低倍组织和高倍组织应符合下述要求。

2.3.1 横向低倍组织上不允许有裂纹、折叠、气孔、金属或非金属夹杂物、偏析、缩尾及其它肉眼可见的冶金缺陷。

2.3.2 横向低倍组织上不允许有明显的、肉眼可见的清晰晶粒。转子叶片用棒材的横向低倍组织应符合图1的1~2级,静子叶片用棒材的横向低倍组织应符合图1的1~3级。

2.3.3 在低倍组织评级中如果对是否属于模糊晶产生异议或分歧,应以该区的高倍组织为准。如果高倍组织合格,则低倍组织也合格,反之则不合格。

2.3.4 在低倍检验中如果认为有偏析,则应对异议区进行高倍组织和微区成分分析。若高倍组织和化学成分均正常,则产品判为合格;若化学成分不合格,则产品判为有偏析。根据偏析的

性质和数量,允许供方切除偏析部分。需方复验发现的偏析,经双方协商根据偏析的性质和数量,可切除偏析部分重新组批后验收。但脆性偏析(其硬度明显高于基体的偏析,常见的如富

铝、富氧、富氮等偏析).不允许切除后重新组批交货。

航空用钛合金棒

2.3.5 低倍组织中由热加工引起的较轻的花纹是允许的,但其高倍组织必须合格。

2.3.6  横向剖面上的高倍组织应是(a+B)区加工的组织,在变形过程中应将所有的原始β晶界破碎。转子叶片用棒材的横向高倍组织类型应符合图2的1~3,静子叶片用棒材的横向高

倍组织类型应符合图2的1~4。

2.3.7 转子叶片用棒材横向高倍组织的个别视场应不超过图3的1~3,静子叶片用棒材横向高倍组织的个别视场应不超过图3的1~6。

2.3.8 不允许有过热的组织存在。

2.3.9 转子叶片用棒材的初生α相的含量应不低于30%,静子叶片用棒材的初生α相的含量应不低于25%。转子叶片用棒材的少量的长条α的尺寸应不超过0.06mm,静子叶片用棒材的

少量的长条a的尺寸应不超过0.08mm。

长条α的定义为长宽之比大于3。任取3条直径,每条直径分别在边绝、1/2半径及中心任取5个视场,共15个视场观察长条α,计算超过其相应的组织均匀性评定图的长条α,如不超

过3个视场即认为是少量。 

2.4  无损检验

棒材应进行超声波探伤检验。超声波检验可采用双探头方法或单探头方法进行,航空系统复验用双探头方法。超声波检验的判定标准可参照GJB 494-88《航空发动机压气机叶片用TC11钛合金棒材》的规定,由供需双方协商确定。

2.5 相变点

棒材应按批提供(a+β)/β的相变点。合金的相变点一般为990士20℃。相变点不作为拒收

依据。

2.6 表面质量

2.6.1 棒材表面不允许有裂纹、折叠、重皮、缩尾及其他冶金缺陷。棒材表面的局部缺陷应予以清除,清理宽度与深度之比应大于6,清理深度应不大于下列数值。

直径小于40mm的棒材,其清理深度为该尺寸的允许偏差之半;

直径不小于40mm的棒材,其清理深度为该尺寸的允许偏差。

2.6.2

棒材的表面粗糙度以满足探伤的要求为准。原则上,表面粗糙度的Ra值应不大于5um。

2.7 质量保证

2.7.1用于制做棒材的铸锭应采用真空自耗电弧炉熔炼,熔炼次数应不少于两次。最后一次熔炼时的真空度应不低于133.322×10-°Pa(1×10-2mmHg) 。

2.7.2自耗电极禁止使用钨极氩弧焊焊接。

2.7.3供方有责任保存产品质量跟踪所必需的重要文件。除非需方有特殊要求并在合同中注明,一般保存五年。

2.7.4 供方的主导工艺应有固定的工艺规程,并应严格执行。主导工艺的内容由供需双方根据试制确定的工艺商定。主导工艺的更改应通知需方和需方的材料归口单位并征得需方材料

归口单位同意后才能实施。

2.7.5供需双方可以互派专人到对方进行有关质量控制的检查,检查人员必须对第三方保密,否则须承担法律责任。

2.7.6 供需双方应加强管理,防止转子叶片和静子叶片用棒材互混。

3、试验方法

3.1 化学成分的仲裁分析方法按GB4698(1~16)-84《钛及钛合金化学分析方法》进行。

3.2 室温拉伸试验按GB228-87《金属拉伸试验方法》进行。

3.3 室温硬度试验按GB231-84《金属布氏硬度试验方法》进行。

3.4 室温冲击试验按GB229-84《金属夏比(U型缺口)冲击试验方法》进行。

3.5 高温拉伸试验按GB4338-84《金属高温拉伸试验方法》进行。

3.6 高温持久试验按GB6395-86《金属高温拉伸持久试验方法》进行。

3.7 高低倍组织检验按GB5168-85《两相钛合金高低倍组织检验方法》进行。

初生α相含量的测定方法:在试样上任取三条直径,在每条直径的边绝、1/2半径及中心区各取三个视场(共九个视场)进行初生α相含量的测定,然后取其平均值进行判定。但所取的 

每一视场中的初生α相的含量均不能过低:转子叶片用棒材应不低于25%;静子叶片用棒材

应不低于20%。允许用供需双方认可的同一底片冲洗的初生α相含量的标准图片进行评定。

3.8超声波探伤检验按GJB 494-88《航空发动机压气机叶片用TC 11钛合金棒材》附录A的方法进行。

钛合金棒标准

4、检验规则

4.1 检查和验收

4.1.1棒材应由供方技术监督部门进行检验,并保证产品质量符合本标准的要求。

4.1.2需方对收到的产品应进行复验,如复验结果与本标准规定不符时,应在收到产品之日起半年内向供方摄出,由供需双方共同判定。意见不统一时,可由双方同意的第三者仲裁。

4.2 组批

棒材应成批提交验收。每批棒材应由同一牌号、熔炼炉号、规格、制造方法、生产周期的产品组成。

4.3 检验项目

每批棒材均应进行外形尺寸偏差、化学成份、力学性能、高低倍组织、超声波探伤和表面质量的检验。

4.4 取样位置和取样数量

4.4.1 每批成品棒材任取一个试样进行氢含量的分析,其它成分由原铸锭的分析结果报出。

4.4.2 每批棒材任取二根,每根按测试项目各取一个纵向试样,经热处理后进行力学性能试验。

4.4.3 每批棒材任取二根,每根各取一个横向试样,经热处理后进行高、低倍组织检验。

4.4.4 棒材应逐根进行外形尺寸偏差、表面质量和超声波探伤检验,不合格者单根报废。

4.5 重复试验

在力学性能检验中,如果有一个试样的试验结果不合格,则从原受检棒材上取双倍试样进行该不合格项目的重复试验(如果原棒材不能再取,可从同批棒材中取样)。若仍有一个试样的

试验结果不合格,则该批棒材作废,或逐根对不合格项目进行检验,合格者重新组批交货。

5、标志、包装、运输、贮存

5.1在每根棒材的端面或靠近端面的头部应有永久性的标志,标记内容为:

a.合金牌号;

b.熔炼炉号;

c.批号:

d.转子叶片用棒材的标志:Z。

5.2 棒材的包装、运输和贮存按GB8108-87《钛及钛合金加工产品的包装、标志、运输和贮

存》的规定进行。

5.3每批棒材应附有符合本标准要求的质量证明书,其上注明:

a.供方名称;

b.产品名称;

c.产品牌号、规格、状态;

d.熔炼炉号和批号;

e.产品净重和根数;

f.所规定的各项分析检验结果及技术监督部门印记;

g.本标准编号;

h.包装日期。

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