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航空用高温合金标准的发展

目前,高温合金新材料研制普遍存在纳标滞后 的情况,一些高温合金新材料在鉴定多年后仍未纳 入行业级以上标准,如GH188、GH625冷轧板材投 入批生产10余年,一直执行该型号冶金标准,因生 产成材率低,冶金厂始终不同意纳入国军标。尽管 航空用高温合金行业以上标准中纳标材料牌号已达 120个,但纳标牌号的比例只占我国目前研制生产 高温合金总数的2/3,而且许多一材多用的高温合 金纳标的品种规格也不全。新材料不及时纳标,不 利于生产管理和产品质量控制以及新材料的推广。
王晔
轧薄板、冷拔管、圆饼、环形件、焊丝标准(HB

(北京航空材料研究院,北京 100095)
5494~5498-92)。90年代中期以来,随着引入俄
罗斯航空发动机制造和修理技术,试制了一批俄罗

[摘要] 介绍了航空用高温合金标准 的发展概况及现状,提出了标准发展的
斯新型高温合金,在材料国产化中按现行俄罗斯标 准的技术要求制定了我国相应材料标准。
今后高温合金标准制定中,应适应市场经济运 行机制,进一步加强材料供需双方各部门间或航空 行业内各厂所的协调和ห้องสมุดไป่ตู้通,吸收借鉴国外先进标 准的经验,以生产实践数据为基础,充分考虑需方 对材料的要求,确定标准的技术指标。在强调标准 技术支持作用的同时,还应发挥技术拉动作用,推 广先进的质量控制经验,以促进航空用高温合金材 料研制、生产和应用水平的提高。 3.2 加强新材料纳标
制 定 第 一 项 高 温 合 金 铸 件 通 用 规 范 —— H B 7728-2002《航空发动机用高温合金涡轮工作叶片 精铸件规范》,为不同型号航空发动机应用不同 材料的等轴晶和定向凝固、单晶涡轮工作叶片精 铸件制定技术要求提供依据;随FGH95成功应用 于某型涡轴发动机涡轮盘等部件,制定第一项粉 末高温合金标准——HB 7727-2002《涡轴发动机 用FGH95粉末高温合金盘形件规范》;制定高温 合金大型锻件通用规范,包括盘形锻件规范(GJB 5280-2004)、环形件规范(GJB 5301-2004)。 1.3.2 制修订高温合金通用标准
航空标准化与质量 总第219期
《航空标准化与质量》2007年第3期 • 工作研究
和锻件,以及粉末高温合金制件,几乎涵盖航空研 制生产的所有高温合金材料类型和品种。各类高温 合金行业以上标准应用于批生产定型航空发动机的 设计、生产与使用,为高温合金的研制、生产发挥 了重要的技术支持和保障作用。
锻件和GH220合金叶片棒材的标准,其后陆续制定
1 标准发展回顾
GH99、GH1016、GH3044、GH710等材料牌号的
1.1 材料标准的建立
棒材、板材、环形件等单一变形产品的航标;90
我国航空用高温合金标准是随着航空发动机 年代初期,随某涡喷发动机、某涡轴发动机研制及
的研制和生产而发展的,上世纪50年代中至70年 某定型发动机延寿采用GH696、GH150、GH536、
本着标准通用化的原则,分别对已有12项等 轴晶合金锭航标、3项定向凝固合金锭航标进行合
并修订,并纳入在研和在产航空发动机上使用较 为成熟的多个新型合金牌号,制定等轴晶铸造合 金锭通用规范(HB 7763-2005)、定向凝固柱晶和 单晶合金锭通用规范(HB 7762-2005);对90年代 制定的一批变形高温合金国军标陆续进行修订, 纳入定型发动机应用成熟的高温合金新材料,已发 布高温合金环坯、冷轧带材、冷拉棒材通用规范 的修订版(GJB 3020A-2005、GJB 3318A-2006、 GJB 2611A-2006),完成修订正待批准发布的有: 高温合金冷轧薄板、热轧板材、转动件用热轧棒 材、普通承力件用热轧和锻制棒材、冷轧(拔)无 缝管通用规范(GJB 1952、GJB 3317、GJB 1953、 GJB 3165、GJB 2297);完善高温合金铸件标准系 列,已完成制定航标《航空用高温合金熔模铸件规 范》。 1.3.3 制修订配套基础标准、热工艺和测试标准
适应高温合金材料技术的发展,修订高温合 金牌号标准(GB/T 14992-2005),为以后高温合 金新材料科研、试制、生产中进行牌号命名提供 依据;制定高温合金成品化学成分允许偏差标准 (GJB 5307-2004),以利于严格控制高温合金产 品的质量;修订铸造高温合金选用原材料技术要求 标准(HB/Z 131-2004),通过规范原材料控制保 证铸造高温合金冶炼质量;制定高温合金痕量元素 分析方法标准(GJB 5404-2005),为新型高温合 金研制生产中进行痕量元素的控制提供技术依据; 制定定向凝固叶片再结晶的检测与评定方法标准 (HB 7782-2005),为大量应用于某型批生产航空 发动机的定向叶片在制造、装配使用与维修中进行 再结晶的检测与控制提供参考和依据;修订高温合 金热处理工艺标准(HB/Z 140-2004),为航空厂 在高温合金的生产中确定合理的热处理规范提供有 效指导;正在制定铸造高温合金显微疏松、晶粒度 检验标准,以为评定铸造高温合金的组织特征及缺 陷提供技术依据。
航空用高温合金国军标的制定始于90年代初 期,冶金与航空部门开始共同制定高温合金各类变 形原材料和锻坯的国军标,包括:转动件用热轧棒 材、冷轧薄板、冷轧(拔)无缝管、冷拉棒材、焊 丝、环坯、承力件用热轧和锻制棒材、冷镦丝材、 热轧板材、冷轧带材、弹簧丝材、圆饼等的通用规 范(GJB 1953-94等),这些国军标以原国家内部 标准为基础,增加了航空各型号应用、生产成熟的 合金牌号,标准发布后在航空用高温合金的生产中 陆续得以贯彻。
标准化基础研究,加强新材料研制中的标准化,提
高标准制修订的先进性和适用性,完善通用材料标 准,加强制定材料配套标准,从而更好地满足我国 航空发动机生产和发展的需要。 3.1 提高标准的先进性和适用性
长期以来,我国航空用高温合金材料国军标 的制定,都是以材料供应部门为主导,航空部门为 辅。在高温合金新材料研制中制定型号标准时,能 较多地考虑到航空使用要求,但在纳入国军标时, 限于国内冶金行业的技术水平和设备条件限制,有 的标准规定的技术指标偏低,不能完全满足发动机 设计、制造与使用的要求。
我国航空用高温合金现行各级各类标准制定 中,吸收借鉴了国外同类材料标准的先进内容,同 时又结合国内高温合金科研生产的实际情况,使我 国高温合金标准集中了前苏联、英、法、美等国标 准的特点和要求,又具有我国特色,保证了我国标 准的先进性和适用性,有效保证了航空用高温合金 材料和产品质量的稳定可靠。
3 标准发展设想 未来航空用高温合金标准发展中,应通过开展
2 标准现状 现行航空用高温合金材料行业级以上标准包
括:国标7项、国军标14项、冶标4项、航标48项, 涉及铸造高温合金母合金和涡轮叶片铸件,变形高 温合金热轧和锻制棒材、冷拉棒材、冷镦和焊接用 丝材、冷轧薄板和带材、热轧板材、管材、圆饼、 环坯、环形件、盘形锻件等各类变形原材料、锻坯
Jun.2007 29
空行业内部生产的高温合金母合金和铸件标准,包
高温合金是航空涡轮发动机的涡轮盘、涡轮 叶片、燃烧室等高温长时承力部件的关键材料。材 料标准是高温合金设计、生产、验收的技术依据, 我国高温合金标准经过近50年的发展,已形成由国 家级标准、行业级标准和企业级标准构成的标准体 系。现有高温合金各级标准基本满足了我国航空发 动机高温部件的设计、研制、生产与维修要求。
发 展
(YB 639-67、YB 640-67等),80年代制定K417G 合金锭航标(HB 5331-85)、GH4133B盘形锻件冶 标(YB 4069-90),90年代制定定向凝固高温合金 锭DZ4、DZ22航标(HB 7569~7570-97)。 1.2 标准体系的形成
在航空用高温合金标准中,航标主要限于航
至90年代末,我国航空用高温合金行业级以 上标准逐步形成国军标、国标、行业标准(包括航 标、冶标)的统一体系,涵盖变形和铸造高温合金 各材料品种,保证了航空发动机用材的质量。 1.3 标准体系的完善
2000年以来,通过开展高温合金缺项材料标准 及配套标准的制修订,完善了航空用高温合金行业 级以上标准体系,主要体现在如下3方面的工作。 1.3.1 制定高温合金缺项材料品种的通用标准
括:80年代初中期制定的K401等10种合金锭的标 准,90年代中后期制定的DZ22B、DZ4、DZ22以 及K418B、K423A等合金锭标准,一系列铸造高温 合金锭标准直接用于各型号航空发动机用高温合 金锭的生产和验收,有效保证了合金锭及涡轮叶 片、导向叶片等零件的质量。变形高温合金航标均 制定于八、九十年代,包括:80年代初为配合某涡 喷发动机试制生产的需要,制定GH698合金涡轮盘
高温合金国标是80年代初航空与冶金行业在 冶标基础上共同编制的,包括:铸造母合金、转动 部件用热轧棒材等的国家内部标准(GBn 185-82、 GBn 176-82等),这批国家内部标准纳入了当时国 内生产使用成熟的材料牌号,在航空定型产品用高 温合金材料的设计、订货和生产中执行,这批标准 在1994年国家标准整顿中均已调整为国标或冶标。
一些设想。

[关键词] 航空;高温合金;标准 [中图分类号] T-65 [文献标识
我国在引进、仿制一系列国外高温合金的基础 上也自行研制了一些高温合金材料,随着这些材料
码] C [文章编号] 1003-6660(2007)
成功应用于航空发动机,相继制定了其材料标准。
03-0028-04
例如:60年代制定铁镍基高温合金GH140等的冶标
[收修订稿日期] 2007-03-16
Jun.2007 28
Aeronautic Standardization & Quality No.219
工作研究 • 《航空标准化与质量》2007年第3期
GH903、GH4169、GH500等高温合金新材料陆续 通过鉴定,制定上述材料的系列航标。变形高温合 金航标大多是以与冶金厂企标等效的方式在材料的 订货、生产中执行。
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