航空發(fā)動機壓氣機葉片用TC4鈦合金棒國家軍用標準規(guī)范

中華人民共和國國家軍用標準 GJB 493-88

航空發(fā)動機壓氣機葉片用TC4鈦合金棒材

TC 4 titanium alloy bar for aero engine compressor blade

1988-05-06發(fā)布 1989-10-01 實施

國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會批準

中華人民共和國國家軍用標準

本標準適用于鍛制航空發(fā)動機壓氣機葉片用的，直徑不大于70mm的TC4鈦合金棒材。

1、品種

1.1牌號、狀態(tài)和規(guī)格

棒材的牌號、狀態(tài)和規(guī)格應(yīng)符合表1的規(guī)定。

注：①直徑大于36mm轉(zhuǎn)子葉片用棒材的技術(shù)條件可參照本標準由供需雙方協(xié)商。

@棒材的用途應(yīng)在合同中注明，未注明時按靜子葉片用棒材供貨。

1.2 外形尺寸及允許偏差

1.2.1 棒材以無芯磨或機加工表面供貨，其直徑及其允許偏差應(yīng)符合表2的規(guī)定。

注：需方要求時，也可提供非標準規(guī)格的樺材，其直徑允許偏差按相鄰的較大規(guī)格執(zhí)行。

1.2.2 棒材的定尺或倍尺長度應(yīng)在不定尺長度范圍內(nèi)，定尺長度的允許偏差為±20mm，倍

尺長度還應(yīng)計入棒材切斷時的切口量，每一切口量為5mm。

1.2.3 棒材以不定尺長度供貨時，長度400~600mm棒材的根數(shù)應(yīng)不超過棒材總根數(shù)的10%.

1.2.4 棒材的彎曲度應(yīng)不大于5mm/m。

1.2.5 棒材兩端應(yīng)切平整，切斜應(yīng)不大于5mm。

1.3 標記示例

靜子葉片用的，牌號為TC4的、熱加工狀態(tài)加無芯磨或機加工的、直徑為30mm、長度為

1500mm的軋制棒材標記為：

軋棒TC4RΦ30×1500 GJB 493-88

轉(zhuǎn)子葉片用的，其標記為：

Z軋棒TC4RΦ30×1500 GJB 493-88

2、技術(shù)要求

2.1化學(xué)成分 

TC4棒材的化學(xué)成分應(yīng)符合表3的規(guī)定。

注：其它元素，在正常情況下不做檢驗，但應(yīng)保證；當需方要求并在合同中注明時可予以檢驗。檢測元素包括：Cu、Cr、

Sn、Mn、Mo、Zr。

2.2 力學(xué)性能

2.2.1棒材的力學(xué)性能在經(jīng)熱處理后的試樣坯上測試。試樣壞的熱處理制度為：800±10℃，保溫1~2h，空冷。

2.2.2 室溫力學(xué)性能應(yīng)符合表4的規(guī)定。

注：直徑不大于18mm棒材的布氏硬度試驗條件為HB5mm/7355N(5mm/750kgf) ， 其d值應(yīng)不小于1.67mm，

2.2.3 高溫力學(xué)性能應(yīng)符合表5的規(guī)定。

2.3 高低倍組織

經(jīng)2.2.1規(guī)定的熱處理后棒材的橫向低倍組織和高倍組織應(yīng)符合下述要求。

2.3.1 橫向低倍組織上不允許有裂紋、折疊、氣孔、金屬或非金屬夾雜物、偏析、縮尾及其它肉眼可見的冶金缺陷。

2.3.2 橫向低倍組織上不允許有明顯的、肉眼可見的清晰晶粒。轉(zhuǎn)子葉片用棒材的橫向低倍組織應(yīng)符合圖1的1~2級，靜子葉片用棒材的橫向低倍組織應(yīng)符合圖1的1~3級。

2.3.3 在低倍組織評級中如果對是否屬于模糊晶產(chǎn)生異議或分歧，應(yīng)以該區(qū)的高倍組織為準。如果高倍組織合格，則低倍組織也合格，反之則不合格。

2.3.4 在低倍檢驗中如果認為有偏析，則應(yīng)對異議區(qū)進行高倍組織和微區(qū)成分分析。若高倍組織和化學(xué)成分均正常，則產(chǎn)品判為合格；若化學(xué)成分不合格，則產(chǎn)品判為有偏析。根據(jù)偏析的

性質(zhì)和數(shù)量，允許供方切除偏析部分。需方復(fù)驗發(fā)現(xiàn)的偏析，經(jīng)雙方協(xié)商根據(jù)偏析的性質(zhì)和數(shù)量，可切除偏析部分重新組批后驗收。但脆性偏析(其硬度明顯高于基體的偏析，常見的如富

鋁、富氧、富氮等偏析).不允許切除后重新組批交貨。

2.3.5 低倍組織中由熱加工引起的較輕的花紋是允許的，但其高倍組織必須合格。

2.3.6  橫向剖面上的高倍組織應(yīng)是(a+B)區(qū)加工的組織，在變形過程中應(yīng)將所有的原始β晶界破碎。轉(zhuǎn)子葉片用棒材的橫向高倍組織類型應(yīng)符合圖2的1~3，靜子葉片用棒材的橫向高

倍組織類型應(yīng)符合圖2的1~4。

2.3.7 轉(zhuǎn)子葉片用棒材橫向高倍組織的個別視場應(yīng)不超過圖3的1~3，靜子葉片用棒材橫向高倍組織的個別視場應(yīng)不超過圖3的1~6。

2.3.8 不允許有過熱的組織存在。

2.3.9 轉(zhuǎn)子葉片用棒材的初生α相的含量應(yīng)不低于30%，靜子葉片用棒材的初生α相的含量應(yīng)不低于25%。轉(zhuǎn)子葉片用棒材的少量的長條α的尺寸應(yīng)不超過0.06mm，靜子葉片用棒材的

少量的長條a的尺寸應(yīng)不超過0.08mm。

長條α的定義為長寬之比大于3。任取3條直徑，每條直徑分別在邊絕、1/2半徑及中心任取5個視場，共15個視場觀察長條α，計算超過其相應(yīng)的組織均勻性評定圖的長條α，如不超

過3個視場即認為是少量。 

2.4  無損檢驗

棒材應(yīng)進行超聲波探傷檢驗。超聲波檢驗可采用雙探頭方法或單探頭方法進行，航空系統(tǒng)復(fù)驗用雙探頭方法。超聲波檢驗的判定標準可參照GJB 494-88《航空發(fā)動機壓氣機葉片用TC11鈦合金棒材》的規(guī)定，由供需雙方協(xié)商確定。

2.5 相變點

棒材應(yīng)按批提供(a+β)/β的相變點。合金的相變點一般為990士20℃。相變點不作為拒收

依據(jù)。

2.6 表面質(zhì)量

2.6.1 棒材表面不允許有裂紋、折疊、重皮、縮尾及其他冶金缺陷。棒材表面的局部缺陷應(yīng)予以清除，清理寬度與深度之比應(yīng)大于6，清理深度應(yīng)不大于下列數(shù)值。

直徑小于40mm的棒材，其清理深度為該尺寸的允許偏差之半；

直徑不小于40mm的棒材，其清理深度為該尺寸的允許偏差。

2.6.2

棒材的表面粗糙度以滿足探傷的要求為準。原則上，表面粗糙度的Ra值應(yīng)不大于5um。

2.7 質(zhì)量保證

2.7.1用于制做棒材的鑄錠應(yīng)采用真空自耗電弧爐熔煉，熔煉次數(shù)應(yīng)不少于兩次。最后一次熔煉時的真空度應(yīng)不低于133.322×10-°Pa(1×10-2mmHg) 。

2.7.2自耗電極禁止使用鎢極氬弧焊焊接。

2.7.3供方有責(zé)任保存產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤所必需的重要文件。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 供方的主導(dǎo)工藝應(yīng)有固定的工藝規(guī)程，并應(yīng)嚴格執(zhí)行。主導(dǎo)工藝的內(nèi)容由供需雙方根據(jù)試制確定的工藝商定。主導(dǎo)工藝的更改應(yīng)通知需方和需方的材料歸口單位并征得需方材料

歸口單位同意后才能實施。

2.7.5供需雙方可以互派專人到對方進行有關(guān)質(zhì)量控制的檢查，檢查人員必須對第三方保密，否則須承擔法律責(zé)任。

2.7.6 供需雙方應(yīng)加強管理，防止轉(zhuǎn)子葉片和靜子葉片用棒材互混。

3、試驗方法

3.1 化學(xué)成分的仲裁分析方法按GB4698(1~16)-84《鈦及鈦合金化學(xué)分析方法》進行。

3.2 室溫拉伸試驗按GB228-87《金屬拉伸試驗方法》進行。

3.3 室溫硬度試驗按GB231-84《金屬布氏硬度試驗方法》進行。

3.4 室溫沖擊試驗按GB229-84《金屬夏比(U型缺口)沖擊試驗方法》進行。

3.5 高溫拉伸試驗按GB4338-84《金屬高溫拉伸試驗方法》進行。

3.6 高溫持久試驗按GB6395-86《金屬高溫拉伸持久試驗方法》進行。

3.7 高低倍組織檢驗按GB5168-85《兩相鈦合金高低倍組織檢驗方法》進行。

初生α相含量的測定方法：在試樣上任取三條直徑，在每條直徑的邊絕、1/2半徑及中心區(qū)各取三個視場(共九個視場)進行初生α相含量的測定，然后取其平均值進行判定。但所取的 

每一視場中的初生α相的含量均不能過低：轉(zhuǎn)子葉片用棒材應(yīng)不低于25%；靜子葉片用棒材

應(yīng)不低于20%。允許用供需雙方認可的同一底片沖洗的初生α相含量的標準圖片進行評定。

3.8超聲波探傷檢驗按GJB 494-88《航空發(fā)動機壓氣機葉片用TC 11鈦合金棒材》附錄A的方法進行。

4、檢驗規(guī)則

4.1 檢查和驗收

4.1.1棒材應(yīng)由供方技術(shù)監(jiān)督部門進行檢驗，并保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本標準的要求。

4.1.2需方對收到的產(chǎn)品應(yīng)進行復(fù)驗，如復(fù)驗結(jié)果與本標準規(guī)定不符時，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起半年內(nèi)向供方攝出，由供需雙方共同判定。意見不統(tǒng)一時，可由雙方同意的第三者仲裁。

4.2 組批

棒材應(yīng)成批提交驗收。每批棒材應(yīng)由同一牌號、熔煉爐號、規(guī)格、制造方法、生產(chǎn)周期的產(chǎn)品組成。

4.3 檢驗項目

每批棒材均應(yīng)進行外形尺寸偏差、化學(xué)成份、力學(xué)性能、高低倍組織、超聲波探傷和表面質(zhì)量的檢驗。

4.4 取樣位置和取樣數(shù)量

4.4.1 每批成品棒材任取一個試樣進行氫含量的分析，其它成分由原鑄錠的分析結(jié)果報出。

4.4.2 每批棒材任取二根，每根按測試項目各取一個縱向試樣，經(jīng)熱處理后進行力學(xué)性能試驗。

4.4.3 每批棒材任取二根，每根各取一個橫向試樣，經(jīng)熱處理后進行高、低倍組織檢驗。

4.4.4 棒材應(yīng)逐根進行外形尺寸偏差、表面質(zhì)量和超聲波探傷檢驗，不合格者單根報廢。

4.5 重復(fù)試驗

在力學(xué)性能檢驗中，如果有一個試樣的試驗結(jié)果不合格，則從原受檢棒材上取雙倍試樣進行該不合格項目的重復(fù)試驗(如果原棒材不能再取，可從同批棒材中取樣)。若仍有一個試樣的

試驗結(jié)果不合格，則該批棒材作廢，或逐根對不合格項目進行檢驗，合格者重新組批交貨。

5、標志、包裝、運輸、貯存

5.1在每根棒材的端面或靠近端面的頭部應(yīng)有永久性的標志，標記內(nèi)容為：

a.合金牌號；

b.熔煉爐號；

c.批號：

d.轉(zhuǎn)子葉片用棒材的標志：Z。

5.2 棒材的包裝、運輸和貯存按GB8108-87《鈦及鈦合金加工產(chǎn)品的包裝、標志、運輸和貯

存》的規(guī)定進行。

5.3每批棒材應(yīng)附有符合本標準要求的質(zhì)量證明書，其上注明：

a.供方名稱；

b.產(chǎn)品名稱；

c.產(chǎn)品牌號、規(guī)格、狀態(tài)；

d.熔煉爐號和批號；

e.產(chǎn)品凈重和根數(shù)；

f.所規(guī)定的各項分析檢驗結(jié)果及技術(shù)監(jiān)督部門印記；

g.本標準編號；

h.包裝日期。