ICS 77.150.50 H 64 中华人民共和国国家标准 GB/T 38915—2020 航空航天用高温钛合金锻件 High temperature titanium alloy forgings for aerospace 2020-06-02发布 2021-04-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T389152020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国有色金属工业协会提出。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）归口。 本标准起草单位：宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司、有色金属技术经济研究院、中国科学 院金属研究所、中航沈飞民用飞机有限责任公司、宝武特种冶金有限公司、湖南金天钛业科技有限公司。 本标准主要起草人：胡志杰、冯军宁、陈秉刚、张江峰、岳旭、朱绍祥、孙红军、解晨、白智辉、马忠贤、 冯永琦、何书林、高顾、贾栓孝、孟庆通、樊凯。 1 GB/T38915—2020 航空航天用高温钛合金锻件 1范围 本标准规定了航空航天用高温钛合金锻件的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮 存及质量证明书与订货单（或合同内容。 本标准适用于锻造和轧制方法生产的高温钛合金锻件（以下简称锻件）。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T228.1一2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 GB/T228.2金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法 GB/T 2039 金属材料单轴拉伸蠕变试验方法 GB/T3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分 GB/T 3620.2 钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差 GB/T4698（所有部分）海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 GB/T 5168 钛及钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5193 钛及钛合金加工产品超声检验方法 GB/T 8180 钛及钛合金加工产品的包装、标志、运输和贮存 GB/T23605 钛合金β转变温度测定方法 YS/T1262 海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 多元素含量的测定电感耦合等离子体原子发 射光谱法 3技术要求 3.1材料 3.1.1用于锻件生产的铸锭应至少熔炼两次，最后一次应采用真空自耗电弧炉熔炼。首次可使用自耗 电极、电子束冷床炉或等离子束冷床炉熔炼，最后一次熔炼时不准许添加任何元素。 3.1.2自耗电极不应使用钨极氩弧焊焊接 3.2 2牌号、状态和规格 锻件的牌号、状态和规格应符合表1的规定 1 GB/T38915—2020 表 1 牌号、状态及规格 规格 牌号 供应状态“ 产品形式 mm 外径D 内径d 截面高度H 环材壁厚 150~500 H<D 饼材 >500~1000 50~500 TA7、TA15、TA19、TA32、 热加工态（R） TA33、TC1、TC2、TC4、TC6、 200~500 100~400 25~300 25~150 退火态（M） TC11,TC17,TC25,TC31 环材 >500~900 300~850 45~500 25~250 400~1450 >900~1500 110~700 25~400 "TC11钛合金锻件的供应状态一般为热加工态（R），其退火态（M）仅限壁厚或高度不大于100mm的锻件。 除饼材、环材外的其他锻件规格应符合订货图样的规定 3.3 化学成分 3.3.1 锻件的化学成分应符合GB/T3620.1的规定 3.3.2 需方从锻件取样进行化学成分复验时，化学成分允许偏差应符合GB/T3620.2的规定。 3.4 力学性能 3.4.1 锻件的力学性能在经热处理后（退火态不需重新热处理）的试样坏上测试。试样的推荐热处理 制度宜参照表2进行，为保证材料性能，供方可依据实际需要，选用表2以外的其他热处理制度， 表2推荐热处理制度 牌号 热处理制度 TA7 750℃~850℃,1h~4h,空冷 TA15 700℃~850℃，1h~4h，空冷 TA19 955℃~985℃，保温1h~2h，空冷；575℃~605℃，保温8h，空冷 （T20）℃，保温1h～2h，空冷或更快速度冷却；590℃610℃，保温2h，空冷。首次退火温度允许 TA32 在β转变温度以下15℃~35℃范围内调整 （T20）℃，保温1h~2h，空冷或更快速度冷却；680℃～720℃，保温2h，空冷。首次退火温度允许 TA33 在β转变温度以下10℃~35℃范围内调整 TC1 700℃~850℃,1h~4h，空冷 TC2 700℃~850℃,1h~4h，空冷 TC4 700℃~800℃,1h~4h，空冷 TC6 950℃土10℃，1h~3h，空冷；530℃±10℃，6h，空冷。首次退火温度允许在β转变温度以下30℃~ TC11 50℃范围内调整 TC17 840℃±10℃，保温1h~4h，空冷；800℃±10℃，保温2h，水冷；630℃±10℃，保温8h，空冷 2 GB/T38915—2020 表2（续） 牌号 热处理制度 950℃~970℃，保温1h~4h，空冷；530℃~570℃，保温6h~24h，空冷。首次退火温度允许在β转 TC25 变温度以下30℃~50℃范围内调整 （T-30）℃，保温1h~2h，空冷：450℃~650℃，保温4h~8h，空冷。 首次退火温度允许在β转变温 TC31 度以下20℃~50℃范围内调整 注：T，表示β转变温度。 3.4.2 纵剖面不大于100cm的锻件，其室温力学性能应符合表3的规定。 表3室温力学性能 室温力学性能，不小于 牌号 抗拉强度Rm 规定塑性延伸强度Rpo.2 断后伸长率A 断面收缩率Z MPa MPa % % TA7 785 680 10 25 825 TA15 8 885 20 TA19 895 825 10 25 TA32 006 800 6 13 06 880 TA33 6 15 15 TC1 585 460 30 TC2 685 560 12 30 TC4 895 825 10 25 TC6 840 940 8 20 TC11 1030 910 10 30 TC17 1120 7 1 030 15 TC25 980 860 8 18 TC31 1 000 900 9 10 3.4.3 纵剖面不大于100cm²的锻件，其高温力学性能应符合表4的规定。 表4 高温力学性能 高温力学性能 试验温度 持久性能 牌号 抗拉强度Rm ℃ 试验应力。 试验时间t MPa MPa h TA7 350 ≥490 440 ≥100 500 TA15 ≥570 470 >50 480 ≥620 TA19 525 480 ≥35 3 GB/T38915—2020 表4 （续) 高温力学性能 试验温度 持久性能 牌号 抗拉强度Rm ℃ 试验应力 试验时间t MPa MPa h TA32 550 ≥560 430 ≥100 TA33 600 310 ≥600 ≥100 TC1 350 325 ≥345 ≥100 TC2 350 ≥420 390 ≥100 TC4 400 ≥620 570 ≥100 TC6 400 ≥735 665 ≥100 590 ≥100 TC11* 500 ≥685 640 ≥35 TC17 400 685 ≥885 ≥100 500 ≥735 637 >50 TC25 550 441 ≥685 SAC ≥50 TC31 650 >500 420 ≥0.75 TC11锻件的持久性能按试验应力640MPa，试验时间≥35h的试验时间的规定进行检验，仲裁检验按试验应 力590MPa，试验时间≥100h的试验时间的规定进行检验。 3.4.4 纵剖面大于100cm²的锻件，当需方要求并在合同中注明时，可测定锻件的力学性能，报实测值 或由供需双方协商确定指标。 3.5 尺寸和外形 3.5.1 锻件经车光后交货，尺寸及其允许偏差应符合表5的规定。 5尺寸允许偏差 表5 单位为毫米 饼材 环材 允许 允许 允许 允许 允许 直径 截面高度 外径 内径 截面高度 偏差 偏差 偏差 偏差 偏差 +2 +3 +3 25~50 150~300 200~400 100~300 25~100 0 -1 +3 + +3 +2 >300~600 >50~200 >400~600 >300~500 >100~200 -2 -1 -2 -3 +5 +4 +5 ±1 >200~500 +3 >600~1000 >600~900 >500~800 >200~350 -2 -3 3 -5 +3 >900~1200 >800~1100 >350~500 -6 +8 >1200~1500 >1100~1450 >500~700 4 GB/T38915—2020 3.5.2锻件的倒角半径R为3mm~10mm。 3.6β转变温度 锻件应按熔炼炉号提供β转变温度。β转变温度仅提供实测值，不作为判定依据 3.7 7超声检测 锻件应进行超声检测。超声检测结果应符合GB/T5193的规定，其验收级别见表6。 表6超声检测验收级别 产品截面高度或壁厚 验收级别 mm ≤150 A >150 B 3.8 3低倍组织 锻件的低倍组织不应有裂纹、缩尾、气孔、金属夹杂或非金属夹杂、影响使用的偏析及其他目视可见 的冶金缺陷。 3.9 显微组织 经热处理后，锻件的显微组织应符合如下要求： a）TA7钛合金的显微组织应是等轴α组织或等轴和拉长α组织，以及部分破碎和扭曲的晶界α 及片状α，无完整的原始β晶界。 b) 其他钛合金的显微组织应是两相区加工产生的组织，无完整的原始β晶界。在转变的β基体 上的等轴α组织、或等轴α和拉长α组织，以及部分破碎和扭曲的晶界α及片状α都是可接受 的组织。 3.10外观质量 3.10.1锻件表面允许存在不大于尺寸允许偏差之半的轻微划伤、压痕、麻点和皱褶等缺陷。 3.10.2锻件表面局部缺陷应予以清除，清理深度不超过锻件的尺寸允许偏差；且清除区域的深度与宽 度之比不应大于1：6。 3.11 表面粗糙度 锻件表面粗糙度的Ra值不应大于3.2μm（以满足超声检测要求为准）。 4试验方法 4.1 化学成分分析按GB/T4698或YS/T1262进行，化学成分仲裁分析按GB/T4698进行。 4.2 室温拉伸试验按GB/T228.1一2010进行，室温拉伸试验选用R7试样。 4.3 高温拉伸试验按GB/T228.2进行，选用直径为5mm的试样 4.4 高温持久试验按GB/T2039进行。 4.5 尺寸和外形检验用相应精度的量具进行。 4.6 β转变温度用GB/T23605或其他方法测定。 4.7 超