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1、CCS X XXXCSTM团体标准T/CSTM XXXXX2021航空发动机转动件用高纯GH4169合金第1部分锻制棒材High Purity GH4169 Alloy For Aero-engine Rotating ComponentsPart 1 Forged Bar202X-XX-XX202X-XX-XX 发布实施中关村材料试验技术联盟发布10.1检验分类棒材检验主要分为化学成分、力学性能、高低倍组织、超声波探伤、尺寸、外形等。10. 2检验项目棒材检验项目主要分为化学成分、室温及高温拉伸、光滑持久、硬度和晶粒度、显微组织、超声波探伤、 尺寸、外形等检验；各检验项目取样数量以及相应要求
2、和检验方法的章条号应符合表5的规定。10. 3组批规则棒材应成批提交验收，每批原则上应由同一合金牌号、同一熔炼炉号、同一规格和同一状态的棒材组成。10.4判定规则10.4.1 化学成分分析结果不合格时，允许重新取样对不合格元素进行复验，复验结果仍不合格时，该 炉批判为不合格。10.4.2 低倍检验不合格时，应判为不合格（疏松残余除外）。因缩孔疏松造成的低倍检验不合格时，允 许供方将其切净，重新检验，检验结果若仍不合格，该批棒材判为不合格。10.4.3 显微组织或晶粒度检验不合格时，该批棒材判为不合格。10.4.4 力学性能某项检验结果不合格时,允许从原棒材上切取双倍数量的试样对不合格项目进行复
3、验, 复验结果即使只有一个试样不合格时，该批棒材判为不合格。10.4.5 超声波检验不合格时，该支棒材判为不合格。10.4.6 尺寸、外形或外观质量检验不合格时，该支棒材判为不合格。10.4.7 冶金缺陷的处理对已验收的棒材在随后的加工过程中发现有不允许的冶金缺陷，经供需双方确认后，应予退货。11标志、标签和随行文件本文件要求提供产品的某些随行文件，可包括但不限于：a）质量证明书；b）到货签收单；c）试验报告；d）其他有关资料。12包装、运输和贮存棒材不经包装交货，应在清洁条件下贮存。贮存与运输中应平稳装卸，整齐堆垛。附录A（资料性）起草单位和主要起草人本文件起草单位：钢铁研究总院、北京钢研高
4、纳科技股份有限公司、抚顺特殊钢股份有限公司、 宝武特种冶金有限责任公司、中国航发沈阳发动机设计研究所、中国航发北京航空材料研究院、中国航 发沈阳黎明航空发动机有限责任公司、中国航发西安航空发动机有限公司本文件主要起草人：XXXXX本文件参照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则，GB/T 20001.10 标准编写规则第10部分：产品标准给出的规则起草。T/CSTM XXXX航空发动机转动件用高纯GH4169合金分为如下3部分： 第1部分：锻制棒材 第2部分：高强锻件 第3部分：直接时效锻件 部分为T/CSTM XXXX的第1部分。请注意本文件的某些内容可
5、能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国材料与试验团体标准委员会综合标准领域委员会(CSTM/FC99)提出。本文件由中国材料与试验团体标准委员会综合标准领域委员会(CSTM/FC99)归口。本文件参照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则，GB/T 20001.10 标准编写规则第10部分：产品标准给出的规则起草。T/CSTM XXXX航空发动机转动件用高纯GH4169合金分为如下3部分： 第1部分：锻制棒材 第2部分：高强锻件 第3部分：直接时效锻件 部分为T/CSTM XXXX的第1部分。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文
6、件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国材料与试验团体标准委员会综合标准领域委员会(CSTM/FC99)提出。本文件由中国材料与试验团体标准委员会综合标准领域委员会(CSTM/FC99)归口。GH4169合金是我国产量最大、用途最广、产品种类与规格最全的高温合金，是我国大推力航空发 动机的骨干高温合金材料，在新型航空发动机中应用的GH4169合金零件总重量占核心机重量的60%, 占发动机重量的30%以上，其中很多零件是发动机的核心关键部件-转动件，因此，控制航空发动机转 动件用GH4169合金锻制棒材的质量是至关重要的。为了更好的保证航空发动机的安全可靠应用，提高国产转动件用GH4169
7、合金的冶金质量水平是当 务之急。为此，国家为高纯净GH4169合金棒材的工程化立项，项目目标是提升国产合金品质，最终实 现进口替代。通过项目的攻关，进一步优化了转动件用GH4169合金锻制棒材的冶炼、热加工等加工工 艺，试制的棒材无论从成分范围控制精度、性能指标、晶粒度及探伤控制水平都得到了进一步的提高, 这使得目前生产中引用的型号标准、技术协议已经不能完全适用于转动件用高纯GH4169合金棒材的要 求。本标准的制定，将国家项目的研究成果转化成为产品标准，进一步提高对航空发动机转动件用高纯 GH4169合金锻制棒材的技术要求（包括：冶炼工艺、化学成分、性能、晶粒度、显微组织及超声波探 伤），同
8、时规范试验方法、检验规则和包装、标志及质量证明书，便于设计、生产、验收的统一规范管 理，更好地满足国防建设对军工产品的需要，实现进口替代。GB/T 223.5GB/T 223.9GB/T 223.11GB/T 223.17GB/T 223.19GB/T 223.25GB/T 223.28GB/T 223.29GB/T 223.37GB/T 223.38GB/T 223.42GB/T 223.62GB/T 223.63GB/T 223.65GB/T 223.73GB/T 223.75GB/T 223.79GB/T 223.80GB/T 223.85GB/T 223.86GB/T 223.88GB
9、/T 223.89GB/T 228.1GB/T 228.2GB/T 231.1GB/T 2039GB/T2101GB/T4162航空发动机转动件用高纯GH4169合金 第1部分锻制棒材1范围本标准规定了航空发动机转动件用高纯GH4169合金锻制棒材的要求、质量保证规定和交货准备等。本标准适用于直径200mm300mm的航空发动机转动件高纯GH4169合金锻制棒材（以下简称棒材）。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最
10、新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。钢铁酸溶硅和全硅含量的测定还原型硅铝酸盐分光光度法钢铁及合金铝含量的测定铭天青S分光光度法钢铁及合金铭含量的测定可视滴定或电位滴定法钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷光度法测定钛量钢铁及合金化学分析方法新亚铜灵一三氯甲烷萃取光度法测定铜量钢铁及合金化学分析方法丁二酮月亏重量法测定银量钢铁及合金化学分析方法a-安息香月亏重量法测定铝量钢铁及合金铅含量的测定载体沉淀-二甲酚橙分光光度法钢铁及合金氮含量的测定蒸偏分离靛酚蓝分光光度法钢铁及合金化学分析方法离子交换分离一重量法测定锯量钢铁及合金化学分析方法离子交换分离一漠邻苯三酚红光度法测定留量
11、钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷量钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠（钾）光度法测定镒量钢铁及合金钻含量的测定火焰原子吸收光谱法钢铁及合金铁含量的测定三氯化铁重铭酸钾滴定法钢铁及合金硼含量的测定甲醇蒸储-姜黄素光度法钢铁多元素含量的测定X-射线荧光光谱法（常规法）钢铁及合金钮及碑含量的测定氢化物发生-原子荧光光谱法钢铁及合金硫含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法钢铁及合金总碳含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法钢铁及合金钙和镁含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法钢铁及合金硫含量的测定氢化物发生-原子荧光光谱法金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法金属
12、材料布氏硬度试验第1部分：试验方法金属材料单轴拉伸蠕变试验方法型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定锻轧钢棒超声波检验方法GB/T 20066GB/T 40303GJB 3165GJB 5404GJB 8604GJB 9890.1GJB 9890.2钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法GH4169合金棒材通用技术条件航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范高温合金痕量元素分析方法航空航天用高温合金成品化学成分允许偏差航空用GH4169合金组织检测与评定第1部分：低倍和显微组织检验与评定航空用GH4169合金组织检测与评定第2部分：晶粒度评定方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.
13、1 黑斑 Freckle由于溶质元素的正偏析导致碳化物、碳氮化物、Laves相、u相、Ni3Nb相或其他金属间相等化合物聚集, 并在腐蚀面上呈现暗色区域。3.2 白斑 White Spot由于碳化物减少或碳化物形成元素和强化元素减少导致的负偏析，并在腐蚀面上呈现浅色区域。4分类、标记和编码每根棒材应标明合金牌号、熔炼子炉号、锭节号、尺寸、头尾等。标志的其他要求按GB/T 2101的规定。5尺寸、外形、重量5.1 棒材的长度应不小于1.5m,小于1.5m的棒材可按定尺交货。5.2 棒材的尺寸及其允许偏差、外形的其他要求应符合GJB 3165的规定。5.3 棒材表面不允许有裂纹、折叠、结疤和夹渣；
14、表面局部缺陷应予清除，清除深度不应超过棒材该尺 寸公差之半，宽深比应不小于6。6技术要求6.1 冶炼方法合金应采用真空感应熔炼+电渣重熔+真空电弧重熔组成的三联冶炼工艺生产。6.2 化学成分6.2.1 合金的化学成分应符合表1的规定表1化学成分* L 兀素CCrMoNbTiAlNiFeaP含量0.01217.00 2.80 5.20-0.75-0.35-52.0016.00 0.007%0.03619.003.155.551.150.6555.0019.000.015元素CoMnSiSTaMgBCuCa含量 %不大于1.000.350.350.00100.100.00300.0060.300.
15、005元素PbSnSeBiAgTeTl0N含量 %不大于0.00050.0050.00030.000030.00050.000050.00010.00250.010()a Fe含量可由差数法确定6.2.2 成品棒材化学成分允许偏差应符合GJB 8604的规定。6.3 交货状态棒材以锻制状态、经车光或磨光后交货，表面粗糙度Ra应不大于3.2um。6.4 力学性能6.4.1 试样热处理制度为固溶处理加时效处理：固溶处理：(950980)10,保温lh,以相当于空冷或更快的冷却速率冷却至室温； 时效处理：72010,保温8h,以(5010)/h速率炉冷至62010,保温8h,空冷。 注：实际固溶处理
16、加热温度和冷却速率应在质量证明书中注明。6.4.2 从棒材上切取横向试样，经641热处理后测试力学性能，应符合表2的规定。持久时间达至U25h后，允许每隔8h增加应力35Mpa,直至拉断。表2力学性能测试条件棒材 直径mm取样 方向拉伸性能室温 硬度 HB持久性能试验 温度 ObMPa00.2MPa85 %t0MPaTh85 %不小于200300横向室温123010206834665069025650100086012156.5 低倍组织6.5.1 在交货状态或经641热处理的棒材的横向低倍试样上，不应有裂纹、缩孔、 分层、夹渣等缺陷。6.5.2 在经热处理的棒材的低倍试样上检查暗腐蚀区、白斑
17、或浅腐蚀区，按GJB 9890.1-2020执行。6.6 高倍组织6.6.1 显微组织在经641热处理的棒材中心、1/2半径和边缘处切取试样检验显微组织，检验面为径轴向剖面，应符合 GJB 9890.1-2020的规定，当出现3相异常时，经供需双方协商解决。6.6.2 晶粒度在经641热处理的棒材切取试样检验晶粒度，取样部位和晶粒度应符合表3的规定，检验面为径轴向剖面。表3晶粒度要求棒材直径mm取样部位晶粒度200-300棒材中心、1/2R、边缘6级或更细，允许个别2级，最外缘10mm宽度之内不做 晶粒度要求。6.7 超声波检验棒材应逐支按GB/T 4162进行超声检验，棒材供方应采水浸法，用
18、纵波检验，应满足表4要求。表4探伤要求棒材直径 mm参考平底孔mm报警极限mm不合格极限mm振幅报告mm2002501.200.80.82503001.20.801.20.87订货内容7.1 按照本文件订货的合同或订单应包括下列内容：a）本标准号；b）合金牌号；c）冶炼方法；d）交货状态；e）规格、重量；f）定尺长度；g）其他技术要求7.2 如订货合同中未注明尺寸及不平度精度、表面质量级别及包装方式，则以普通尺寸及不平度精度、 表面质量级别为较高级表面，并按供方指定的包装方式供货。8取样棒材质量评估取样方案如表5所示。表5取样方案序号检验项目取样数量，个取样部位要求的章条号检验方法的 章条号1
19、化学成分每炉相当于铸锭头尾部的棒材头 部和尾部6.29.12室温拉伸29.23高温拉伸29.34高温持久29.45硬度29.56低倍组织26.59.67显微组织6相当于铸锭头尾部的棒材头 部和尾部的中心、R/2、边缘8晶粒度69超声波检验逐支整支6.79.810尺寸、外形、 重量逐支整支59.99试验方法9.1 化学成分分析化学成分分析按GB/T223和GJB 5404进行。经需方同意也可采用仪器法、光谱法进行分析。化学分析取样按GB/T 20066的规定进行。化学分析样品应取自铸锭的头部和尾部或相当于头部和尾部的 棒材，并报出头部和尾部的成分分析结果。当几个母炉号重熔成一个子炉号时，杂质元素
20、允许只报头部分析 结果；当一个母炉号重熔成一个或几个子炉号时，允许尾部只报碳、铝、钛、铝和镁的分析结果。9.2 室温拉伸试验室温拉伸试验按GB/T 228.1进行。9.3 高温拉伸试验高温拉伸试验按GB/T 228.2进行。9.4 4局温持久试验高温持久试验按GB/T 2039进行。9.5 硬度试验布氏硬度试验按GB/T 231.1进行。9.6 低倍组织检验低倍组织检验按GJB 9890.1进行。9.7 高倍组织检验9.7.1 显微组织检验按GJB 9890.1进行。9.7.2 晶粒度检验按GJB 9890.2进行。9. 8超声波检验超声波检验按GB/T 4162进行。9.9尺寸、外形、重量检验尺寸、外形检验采用通用的测量工具进行。