| 标准编号 | GB/T 43897-2024 (GB/T43897-2024) | | 中文名称 | 铸造高温合金 母合金 单晶 | | 英文名称 | Cast superalloy - Master alloy - Single crystal | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H57 | | 国际标准分类 | 77.140.99 | | 字数估计 | 14,137 | | 发布日期 | 2024-04-25 | | 实施日期 | 2024-11-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 43897-2024: 铸造高温合金 母合金 单晶
ICS 77.140.99
CCSH57
中华人民共和国国家标准
铸造高温合金 母合金 单晶
Castsuperaloy-Masteraloy-Singlecrystal
2024-04-25发布
2024-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国钢铁工业协会提出。
本文件由全国钢标准化技术委员会(SCA/TC183)归口。
本文件起草单位:中国科学院金属研究所、辽宁红银金属有限公司、江苏美特林科特殊合金股份有
限公司、江苏隆达超合金航材有限公司、冶金工业信息标准研究院、中国航发北京航空材料研究院、北京
航空材料研究院股份有限公司、江苏奇纳新材料科技有限公司、上海一郎合金材料有限公司。
本文件主要起草人:周亦胄、杨彦红、舒德龙、邓军、王博、王琳、于金江、李金国、李嘉荣、张华霞、
卢华东、于连旭、金开锋、付华清、马国宏。
铸造高温合金 母合金 单晶
1 范围
本文件规定了镍基单晶铸造高温合金母合金的订货内容、尺寸、重量、技术要求、试验方法、检验规
则、包装、标志、运输与储存及质量证明书。
本文件适用于采用真空感应方法熔炼的镍基单晶铸造高温合金母合金(以下简称“母合金”)。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 223.5 钢铁 酸溶硅和全硅含量的测定 还原型硅钼酸盐分光光度法
GB/T 223.8 钢铁及合金化学分析方法 氟化钠分离-EDTA 滴定法测定铝含量
GB/T 223.11 钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定法
GB/T 223.14 钢铁及合金化学分析方法 钽试剂萃取光度法测定钒量
GB/T 223.17 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
GB/T 223.20 钢铁及合金化学分析方法 电位滴定测定钴量
GB/T 223.26 钢铁及合金 钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法
GB/T 223.28 钢铁及合金化学分析方法 α-安息香肟重量法测定钼
GB/T 223.30 钢铁及合金化学分析方法 对-溴苦杏仁酸沉淀分离-偶氮胂Ⅲ分光光度法测定
锆量
GB/T 223.37 钢铁及合金 氮含量的测定 蒸馏分离靛酚蓝分光光度法
GB/T 223.39 钢铁及合金化学分析方法 氯磺酚S光度法测定铌量
GB/T 223.43 钢铁及合金 钨含量的测定 重量法和分光光度法
GB/T 223.47 钢铁及合金化学分析方法 载体沉淀-钼蓝光度法测定锑量
GB/T 223.53 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收分光光度法测定铜量
GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析方法 乙酸丁酯萃取光度法测定磷量
GB/T 223.63 钢铁及合金 锰含量的测定 高碘酸钠(钾)分光光度法
GB/T 223.70 钢铁及合金 铁含量的测定 邻二氮杂菲分光光度法
GB/T 223.75 钢铁及合金 硼含量的测定 甲醇蒸馏-姜黄素光度法
GB/T 223.80 钢铁及合金 铋和砷元素含量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法
GB/T 223.85 钢铁及合金 硫含量的测定 感应炉燃烧后红外吸收法
GB/T 223.86 钢铁 碳含量测定 感应炉燃烧后红外吸收法
GB/T 223.88 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
GB/T 223.89 钢铁及合金 碲含量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法
GB/T 223.92 钢铁及合金 镧、铈、镨、钕、钐含量的测定 电感耦合等离子体质谱法
GB/T 228.2 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/T 11261 钢铁 氧含量的测定 脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法
GB/T 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外线吸收法
GB/T 20124 钢铁 氮含量的测定 惰性气体熔融热导法(常规方法)
GB/T 20127.1 钢铁及合金 痕量元素的测定 第1部分:石墨炉原子吸收光谱法测定银含量
GB/T 20127.3 钢铁及合金 痕量元素的测定 第3部分:电感耦合等离子体发射光谱法测定
钙、镁和钡含量
GB/T 20127.5 钢铁及合金 痕量元素的测定 第5部分:萃取分离-罗丹明B光度法 测定镓
含量
GB/T 20127.6 钢铁及合金 痕量元素的测定 第6部分:没食子酸-示波极谱法测定锗含量
GB/T 20127.7 钢铁及合金 痕量元素的测定 第7部分:示波极谱法测定铅含量
GB/T 20127.8 钢铁及合金 痕量元素的测定 第8部分:氢化物发生-原子荧光光谱法测定锑
含量
GB/T 20127.10 钢铁及合金 痕量元素的测定 第10部分:氢化物发生-原子荧光光谱法测定硒
含量
GB/T 20127.11 钢铁及合金 痕量元素的测定 第11部分:电感耦合等离子体质谱法测定铟和
铊含量
GB/T 20127.12 钢铁及合金 痕量元素的测定 第12部分:火焰原子吸收光谱法测定锌含量
GB/T 20127.13 钢铁及合金 痕量元素的测定 第13部分:碘化物萃取-苯基荧光酮光度法测定
锡含量
GB/T 31309 镍基高温合金电子空位数计算方法
GB/T 32548 钢铁 锡、锑、铈、铅和铋的测定 电感耦合等离子体质谱法
GB/T 38939 镍基合金 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱分析法(常规法)
HB/Z131 高温合金母合金选用原材料技术要求
HB5220.49 高温合金化学分析方法 第49部分:脉冲加热-红外、热导法测定氧、氮含量,氧、氮
元素的分析方法
HB5406 铸造高温合金锭浮渣试验方法
HB20241.3 高温合金化学成分光谱分析方法 第3部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法测
定铬、钒含量
HB20241.5 高温合金化学成分光谱分析方法 第5部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法测
定硅含量
HB20241.6 高温合金化学成分光谱分析方法 第6部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法测
定铈、镧、钇含量
HB20241.7 高温合金化学成分光谱分析方法 第7部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法测
定铝、钴、铜、铁、锰、钼、钛含量
HB20241.8 高温合金化学成分光谱分析方法 第8部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法测
定铪、铌、钨含量
HB20241.9 高温合金化学成分光谱分析方法 第9部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法测
定铼、钽、锆含量
3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4 订货内容
按照本文件订货的合同或订单宜包括下列内容:
a) 本文件编号;
b) 合金牌号;
c) 规格尺寸;
d) 数量、总重量;
e) 供需双方协商确定的其他要求。
5 尺寸、重量
5.1 尺寸
母合金的公称直径通常为70mm~90mm。若需方对母合金尺寸有特殊要求,由供需双方协商确
定,并在合同中注明。
5.2 重量
母合金按实际重量交货。
6 技术要求
6.1 原材料
熔炼母合金使用的原材料应符合HB/Z131的规定。如需使用其他原材料或再生原料,应由供需
双方协商确定并在合同中注明。
6.2 冶炼方法
母合金应采用真空感应熔炼,或按专用工艺技术文件规定的熔炼工艺生产。所采用的熔炼方法应
在合同和质量证明书中注明。
6.3 化学成分
6.3.1 合金牌号和化学成分应符合表1的规定,如需方有特殊要求,应在合同中注明。
(质
)/
Cr
Ni
Co
Al
Ti
Re
Nb
Ta
Hf
D4
.00
.00
.20
.60
.40
.30
.70
.45
.75
.80
.20
.80
.00
D4
.01
.00
.00
.50
.50
.00
.50
.50
.20
.70
.40
D4
.04
.06
.75
.00
.00
.75
.30
.70
.00
.40
.04
.25
.10
.30
.70
.18
D4
.00
.04
.80
.50
.50
.00
.00
.50
.20
.20
.10
.40
.60
.20
.00
.50
.05
D4
.00
.80
.00
.00
.80
.20
.10
.40
.80
.80
.15
.30
.70
.00
D4
.03
.5
.5
.00
.00
.60
.20
.60
.20
.70
.20
D4
.12
.18
.30
.00
.70
.50
.80
.40
.60
.30
.5
.50
.80
.50
D4
.01
.05
.00
.00
.00
.00
.50
.25
.00
.60
.30
.50
.50
Tl
Te
Se
Zr
Si
D4
.00
.00
.05
.00
.00
.00
.00
.04
.02
D4
.05
.00
.00
.00
.00
.20
D4
.00
.00
.00
.10
.00
.00
.00
.00
.02
.20
.01
D4
.00
.00
.00
.00
.00
.00
.00
.01
.05
.01
D4
.00
.05
.00
.00
.00
.00
.04
.01
D4
.10
.00
.00
.00
.15
.15
D4
.00
.00
.02
.30
.30
.00
.00
.10
.00
.00
.00
.00
.00
.20
(续
As
Sn
Bi
A g
Fe
Ce
La
Sb
D4
.00
.00
.00
.00
.00
.00
.00
.01
.00
.00
.00
.00
.00
.00
.50
D4
.00
.00
.00
.00
.00
.10
.20
D4
.00
.00
.00
.00
.00
.01
.20
.00
D4
.00
.00
.00
.00
.20
D4
.01
.01
.00
.00
.00
.50
D4
.01
.00
.00
.10
.00
D4
.00
.00
.00
.00
.00
.50
(Y
) ≤
.1
, w
(S
) ≤
.00
, w
(Z
) ≤
.00
, w
(G
) ≤
.00
(P
) ≤
.01
, w
(P
t)
.03
(H
) ≤
.00
, w
(C
) ≤
.00
, w
(C
) ≤
.00
, w
(G
) ≤
.00
, w
(I
) ≤
.00
, w
(K
) ≤
.00
, w
(N
) ≤
.00
, w
(P
) ≤
.05
, w
(R
) ≤
.05
(T
) ≤
.00
, w
(Z
) ≤
.00
(A
l+
Ti
) 应
.50
.90
(H
f+
Zr
) ≤
.06
、 w
(T
i)
.02
、 w
(C
) ≤
.02
、 w
(Y
) ≤
.00
、 w
(L
) ≤
.00
, 按
, 可
(B
) 的
.00
, w
(C
) 的
.02
(Z
) ≤
.00
6.3.2 根据需方要求并在合同中注明,供方可增加对痕量元素含量进行的检测控制要求。
6.4 电子空位数
6.4.1 DD406合金电子空位数应不大于2.30。
6.4.2 根据需方要求,并在合同中注明,供方可提供其他牌号母合金的电子空位数,验收标准由供需双
方协商确定。
6.5 交货状态
母合金以铸态交付。
6.6 力学性能
6.6.1 力学性能试样应从同炉母合金重熔、浇注的单晶试棒或试板上切取,试棒或试板的[001]单晶生
长方向与试样主应力轴的偏离度不应大于15°,如有特殊需求,应在合同中注明。
6.6.2 试样毛坯经表2推荐的工艺制度热处理后,其力学性能应符合表3的规定。
6.6.3 经需方同意,母合金可不进行力学性能测试。
表2 推荐热处理制度
合金牌号 工艺制度
DD402
固溶处理:1315℃,保温3h,空冷或以相当于空冷速度冷却
一级时效:1080℃,保温6h,空冷或以相当于空冷速度冷却
二级时效:870℃,保温20h,空冷或以相当于空冷速度冷却
DD403
固溶处理:1250℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
一级时效:870℃,保温32h,空冷或以相当于空冷速度冷却
DD405
固溶处理:1295℃~1305℃,保温2h,空冷或以相当于空冷速度冷却
一级时效:1120℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
二级时效:1080℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
三级时效:900℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
DD406
固溶处理:1290℃,保温1h,升温至1300℃,保温2h,再升温至1315℃,保温4h,空冷或以相当
于空冷速度冷却
一级时效:1120℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
二级时效:870℃,保温32h,空冷或以相当于空冷速度冷却
DD407
固溶处理:1295℃~1310℃,保温3h,空冷或以相当于空冷速度冷却
一级时效:1070℃~1090℃,保温6h,空冷或以相当于空冷速度冷却
二级时效:860℃~880℃,保温20h,空冷或以相当于空冷速度冷却
DD408
预处理:1090℃~1110℃,保温8h,空冷或以相当于空冷速度冷却
固溶处理:1230℃~1250℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
一级时效:1080℃~1100℃,保温2h,空冷或以相当于空冷速度冷却
二级时效:840℃~860℃,保温24h,空冷或以相当于空冷速度冷却
DD432
预处理:1290℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
固溶处理:1280℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
一级时效:1150℃,保温4h,空冷或以相当于空冷速度冷却
二级时效:870℃,保温24h,空冷或以相当于空冷速度冷却
DD499
固溶处理:随炉升温至1300℃,保温4h,充氩气冷却,冷却速度相当于空冷
一级时效:随炉升温至1100℃,保温4h,充氩气冷却,冷却速度相当于空冷
二级时效:随炉升温至870℃,保温16h,充氩气冷却,冷却速度相当于空冷
表3 力学性能
牌号
拉伸性能 持久性能
试验温度
T/℃
抗拉强度
Rm/MPa
规定塑性
延伸强度
Rp0.2/MPa
断后
延伸率
A/%
断面
收缩率
Z/%
试验条件
试验温度
T/℃
应力
σ/MPa
断裂时间
tu/h
断面收缩率
Zu/%
DD402 760 ≥980 ≥900 ≥5 -
760 780 ≥30 -
980 260 ≥30 -
DD403
760 ≥1030 - ≥3 ≥3
900 ≥835 - ≥6 ≥6
760 785 ≥70 -
1000 195 ≥70 -
1040 165 ≥70 -
DD405 870 ≥768 ≥690 ≥10 ≥12 1093 158 ≥18 ≥12
DD406
760 ≥1000 ≥850 ≥5 ≥6 980 250 ≥100 -
980 ≥700 ≥600 ≥18 ≥22 1100 130 ≥100 -
DD407 760 ≥980 ≥900 ≥5 -
760 780 ≥30 -
980 260 ≥30 -
DD408 - - - - - 850 480 ≥100 -
DD432 900 ≥860 - ≥10 ≥12 1000 280 ≥60 -
DD499 900 ≥820 - ≥10 ≥10
760 790 ≥40 -
1040 165 ≥50 -
6.7 浮渣
根据需方要求,供方可对母合金进行浮渣试验,浮渣面积应不大于2%。
6.8 表面质量
6.8.1 表面应100%去除氧化皮,不应有粘铁、耐火材料和熔渣等外来夹杂物及蜂窝状缺陷。
6.8.2 母合金应切除一次缩孔,残留的二次缩孔直径应不大于7mm,孔内不应有残渣和脏物。
6.8.3 表面应100%打磨或机加工呈金属光泽。
6.9 产品标识
6.9.1 每支母合金应在上、下端面标刻合金牌号、熔炼炉号,并区分上、下端面,不应用非永久性和会对
材料造成污染的方式标识。
6.9.2 每支母合金应在整支母合金外圆通身采用不会对材料造成污染的方法标识合金牌号和熔炼炉号。
7 试验方法
7.1 化学成分
7.1.1 合金的化学成分分析按GB/T 223.80、GB/T 223.88、GB/T 223.89、GB/T 223.92、GB/T 11261、
GB/T 20123、GB/T 20124、GB/T 20127.1、GB/T 20127.3、GB/T 20127.5、GB/T 20127.6、
GB/T 20127.7、GB/T 20127.8、GB/T 20127.10、GB/T 20127.11、GB/T 20127.12、GB/T 20127.13、
GB/T 32548、GB/T 38939、HB5220.49、HB20241.3、HB20241.5、HB20241.6、HB20241.7、
HB20241.8、HB20241.9、HB20241.7或其他通用方法进行。仲裁分析按GB/T 223.5、GB/T 223.8、
GB/T 223.11、GB/T 223.14、GB/T 223.17、GB/T 223.20、GB/T 223.26、GB/T 223.28、GB/T 223.30、
GB/T 223.37、GB/T 223.39、GB/T 223.43、GB/T 223.47、GB/T 223.53、GB/T 223.62、GB/T 223.63、
GB/T 223.70、GB/T 223.75、GB/T 223.80、GB/T 223.85、GB/T 223.86、GB/T 223.88、GB/T 223.89、
GB/T 11261、GB/T 20127.1、GB/T 20127.3、GB/T 20127.5、GB/T 20127.6、GB/T 20127.7、
GB/T 20127.8、GB/T 20127.10、GB/T 20127.11、GB/T 20127.12、GB/T 20127.13、HB20241.6、
HB20241.8和HB20241.9进行。
7.1.2 锂、钾、铷、铯、锶、氯、溴、碘、钌、铑、锇、铱、金、汞、镨、钕、钬、铒、铥、镱、钌、铀、钍元素的化学成
分分析由供需双方协商确定。
7.2 其他项目
其他检验项目的试验方法应符合表4的规定。
8 检验规则
8.1 检查和验收
母合金的检查和验收由供方质量监督部门进行,需方有权按照本文件的规定对母合金进行检查和
验收。
8.2 组批规则
母合金应按炉组批提交检查和验收。每批由同一牌号、同一炉熔炼炉号的母合金组成。
8.3 取样数量、取样部位
母合金的取样数量、取样部位和试验方法应符合表4的规定。
表4 检验项目、取样数量、取样部位及试验方法
序号 检验项目 取样数量 取样部位 试验方法
1 化学成分 2个/批
任意母合金上下端部各取1个样,
上端部分析全元素,下端部仅分析
铝、钛元素
7.1
2 电子空位数 1个/批 任意母合金上端部 GB/T 31309
力学
性能
高温拉伸 每个温度/应力各1个/批
高温持久 每个试验条件各1个/批
单晶试棒或试板的任意部位a
GB/T 228.2
GB/T 2039
5 浮渣试验 1个/批 任意母合金上端部 HB5406
6 尺寸 逐支 整支
精度为1mm的钢卷尺等
适用精度的测量工具
7 表面质量 逐支 整支 目视
8 产品标识 逐支 整支 目视
a 供方需提供足够数量的试棒或试板供需方复验。
8.4 判定和复验规则
8.4.1 当母合金化学成分分析结果不合格时,允许从原母合金的上下部各取一份试样,对不合格元素
重复分析,如有一份试样分析结果仍不合格,则该炉母合金判为不合格。
8.4.2 当力学性能检验不合格时,可从同组试样中取双倍数量的试样进行复验。若复验仍不合格,允
许再从该炉批母合金重熔......
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