GB/T 3620.1—2016《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》標準解析

馮軍寧 ，解 晨 *，馬忠賢 ，胡志杰，魏佳琦，馮永琦

（1.寶雞鈦業(yè)股份有限公司,陜西 寶雞 721014；2.寶鈦集團有限公司,陜西 寶雞 721014）

0 引言

目前，最新版標準GB/T 3620.1-2016 《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》[1]已于2016 年12 月30 日發(fā)布，2017 年11 月1 日實施。近年來，寶鈦集團有限公司作為標準的主要起草單位發(fā)現(xiàn)，國家標準GB/T 3620.1-2016 在其他產(chǎn)品類國家標準制修訂時的引用過程中，以及實際產(chǎn)品的訂貨、生產(chǎn)和驗收的過程中仍存在異議。筆者旨在闡述標準修訂的原因、依據(jù)、內(nèi)容，以及相應(yīng)牌號新舊版本的對應(yīng)關(guān)系，為標準在后續(xù)引用、生產(chǎn)、驗收過程提供指導(dǎo)。

1 GB/T 3620.1-2016 的歷史演變

YB 761-1970 《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》[2]首次發(fā)布于1970 年，是我國第一項鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分的標準，標準共包含21 個牌號，其中3個純鈦牌號（TA1、TA2 和TA3，但TA2 和TA3 的化學(xué)成分完全一致，僅加工材料的性能有差異），對性能影響較大的Fe、O 元素報實測值，且作為參考。純鈦牌號主要以蘇聯(lián)體系為基礎(chǔ)建立，但又與蘇聯(lián)牌號無法完全對應(yīng)。

由于標準化管理機構(gòu)的變化，1983 年對YB 761-1970 《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》進行了首次修訂，修訂后的國家標準GB/T 3620-1983 《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》[3]中共包含18 個牌號，其中4 個純鈦牌號，同時增加碘化鈦TAD 牌號（該牌號為后來的TA0 的增加做了準備）。編制過程已提出國內(nèi)純鈦牌號的化學(xué)成分與力學(xué)性能不匹配的情況，并對美國、西德純鈦化學(xué)成分和性能與我國純鈦化學(xué)成分和性能方面存在的差異和不協(xié)調(diào)進行了說明。明確提出“適當提高純鈦牌號的氧、鐵含量指標，向美國標準靠攏是必要的”規(guī)劃。

GB/T 3620.1-1994 《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》[4]，共24 個牌號，其中包括5 個純鈦牌號，在TAD、TA1、TA2、TA3 的基礎(chǔ)上，增加了TA0 牌號，調(diào)整了TA1、TA2、TA3 的化學(xué)成分，“基本理順了化學(xué)成分與力學(xué)性能的關(guān)系”，但依然沒有解決國內(nèi)外純鈦牌號、化學(xué)成分及力學(xué)性能的對應(yīng)性能問題。

GB/T 3620.1-2007 《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》[5]共包含76 個牌號。刪除了TAD、TA0，“參照國際標準ISO 5832-2 和ASTM 標準，將純鈦牌號修改為TA1～TA4，化學(xué)成分與ISO 和ASTM 標準相應(yīng)級別對應(yīng)一致”。解決了多次修訂中提出的與國際國外牌號不協(xié)調(diào)的問題。

GB/T 3620.1-2016 《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》共包含100 個牌號。除增加了合金牌號外，純鈦牌號的變化較大：①恢復(fù)了GB/T 3620.1-1994 版中的TA0、TA1、TA2、TA3；②在2007 版的工業(yè)純鈦TA1、TA2、TA3、TA4 牌號后增加了“G”，表示為工業(yè)純鈦，即TA1G、TA2G、TA3G、TA4G，相對應(yīng)的“EIL”、“-1”等牌號也均增加了“G”。

2 GB/T 3620.1-2016 修訂原因及依據(jù)

GB/T 3620.1-2016 的修訂原因及依據(jù)主要為以下三點：①標齡較長；②新注冊鈦牌號較多，需要及時納入國標體系；③總裝、國標委要求修訂。

2013 年，總裝、國標委收到部分國防領(lǐng)域單位的反映，認為：GB/T 3620.1-2007 版修訂中規(guī)定的TA1、TA2、TA3 與早期定型型號中的TA1、TA2、TA3 要求不一致，導(dǎo)致訂貨出現(xiàn)差錯，產(chǎn)品性能不能滿足設(shè)計要求，出現(xiàn)批次不合格情況，影響裝備交付和質(zhì)量。

2014 年，航天、航空、艦船等行業(yè)及鈦加工企業(yè)代表在北京召開了專題協(xié)調(diào)會，會議確定標準修訂內(nèi)容主要為以下幾個方面：

1) 增 加GB/T 3620.1-1994 中TA0、TA1、TA2、TA3 四個純鈦牌號；GB/T 3620.1-2007 中TA1、TA2、TA3、TA4 改為TA1G、TA2G、TA3G、TA4G。

2) 修訂GB/T 2965-2007 等相關(guān)鈦及鈦合金產(chǎn)品標準，使其中的純鈦產(chǎn)品的牌號與修訂后的GB/T 3620.1 協(xié)調(diào)一致。

3) 現(xiàn)有的GJB 2218A-2008 和GJB 2505A-2008 也應(yīng)盡快修訂，使其中的純鈦產(chǎn)品的牌號與修訂后的GB/T 3620.1 協(xié)調(diào)一致。

3 GB/T 3620.1-2016 修訂內(nèi)容

GB/T 3620.1-2016 與GB/T 3620.1-2007 相比，除了編輯性修改外，對其主要內(nèi)容進行了較大的修訂，主要集中在牌號及其技術(shù)要求的恢復(fù)、修訂、刪除和新增，同時增加了鈦合金牌號命名規(guī)則，規(guī)定了工業(yè)純鈦牌號和化學(xué)成分實施要求，具體修訂內(nèi)容如下：

1) 恢復(fù)了GB/T 3620.1-1994 中工業(yè)純鈦的牌號和化學(xué)成分，以及相關(guān)材料標準在隨后的修訂中也將增加與GB/T 3620.1-1994 中相應(yīng)純鈦牌號相對應(yīng)的材料性能。

2) 將GB/T 3620.1-2007 中的工業(yè)純鈦牌號統(tǒng)一進行變更，變更方式是在GB/T 3620.1-2007中的工業(yè)純鈦牌號后增加“G”字母。

3) 將原GB/T 3620.1-2007 的牌號按鈦的分類方式分別列表規(guī)范。在GB/T 3620.1-2016 中進行明確：表1 為工業(yè)純鈦及α 型、近α 型鈦合金牌號及化學(xué)成分；表2 為β 型和近β 型鈦合金牌號及化學(xué)成分；表3 為α-β 型鈦合金牌號及化學(xué)成分。

表2 新注冊β 型和近β 型合金Table 2 Newly registered β-type and near β-type alloys

表3 新注冊α-β 型合金Table 3 Newly registered α-β type alloys

4) 修訂了TA22-1、TA24、TC15、TC17 牌號的編輯錯誤。將TA22-1 中Al 含量由“2.5～3.5”修改為“2.0～3.0”；TA24 中Al 含量由“2.5～3.5”修改為“2.0～3.0”；TC15 刪除了Sn、Mo、Cr、Zr、Nb、Fe 含量要求，將Fe 含量由“≤0.30”修改為“2.0～3.0”，將H 含量由“≤0.015”修改為“≤0.013”；TC17 增加Cr 含量為“3.5～4.5”。

5) 將TA19 名義化學(xué)成分由“Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si”修改為“Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Si”；化學(xué)成分中的Si 含量由“≤0.13”修改為“0.06～0.10”。

6) 增加了TA29、TA30、TA31、TA32、TA33、TA34、TA35 和TA36 共計8 個新注冊α 型和近α型合金牌號。新注冊牌號名義成分及研制名稱見表1。

7) 增加了TB12、TB13、TB14、TB15、TB16和TB17 共計6 個新注冊β 型和近β 型合金牌號。

8) 增加了TC27、TC28、TC29、TC30、TC31和TC32 共計6 個新注冊α+β 型合金牌號。

9) 增加了鈦合金牌號命名規(guī)則。

a) 牌號命名的基本規(guī)則

鈦及鈦合金牌號分為三類，即α、β 和α-β。鈦及鈦合金牌號依據(jù)其名義成分含量計算所得的鉬當量的結(jié)果進行分類；鈦及鈦合金牌號的命名采用注冊制，牌號命名前應(yīng)進行牌號注冊，統(tǒng)一命名，采用字母和數(shù)字表示鈦及鈦合金的牌號。

b) 牌號編制方法

牌號的第一位用大寫字母“T”表示鈦及鈦合金；牌號的第二位表示合金的類型，分別用大寫字母A、B 和C 表示，A 表示工業(yè)純鈦、α 型和近α 型合金，B 表示β 型及近β 型合金，C 表示α-β 型合金；牌號中的阿拉伯數(shù)字按注冊的先后自然順序排序；相同牌號的超低間隙合金在數(shù)字后加大寫字母“ELI”，數(shù)字與“ELI”之間無間隔。

c) 名義成分編制規(guī)則

鈦合金牌號的名義化學(xué)成分僅列出必須控制范圍的元素；名義化學(xué)成分中元素含量的確定應(yīng)以其控制范圍的算術(shù)平均值為基本原則。

10) 規(guī)定了工業(yè)純鈦牌號和化學(xué)成分實施要求。

GB/T 3620.1-2016 的表1 中規(guī)定的TA0、TA1、TA2 及TA3 分別對應(yīng)于2007 年1 月1 日前發(fā)布的相關(guān)鈦國家標準、國家軍用標準、行業(yè)標準中相應(yīng)的TA0、TA1、TA2 及TA3 牌號和化學(xué)成分。

GB/T 3620.1-2016 的表1 中規(guī)定的TA1GELI、TA1G、TA1G-1、TA2GELI、TA2G、TA3GELI、TA3G、TA4GELI、TA4G 分別對應(yīng)于GB/T 2965-2007、GB/T 3621-2007、GB/T 3622-2012、GB/T 3623-2007、GB/T 3624-2010、GB/T 3625-2007、GB/T 12769-2007、GB/T 13810-2007 等標準中相應(yīng)的TA1ELI、TA1、TA1-1、TA2ELI、TA2、TA3ELI、TA3、TA4ELI 及TA4 牌號和化學(xué)成分。

GB/T 3620.1-2016 的附錄D 中羅列了自2007 年以來，所有發(fā)布實施的涉及純鈦牌號的鈦加工材國家標準、行業(yè)標準和國家軍用標準，主要目的是為解決這些標準在修訂前與本標準之間的銜接關(guān)系，因為在這些標準中依然使用TA1-TA4 表示純鈦，而本標準發(fā)布后這些標準中的純鈦應(yīng)分別對應(yīng)TA1G-TA4G，在過渡期采取此種方式是可行的。

4 工業(yè)純鈦牌號與材料標準的關(guān)系

針對國家標準（GB）、行業(yè)標準（YS）,依據(jù)GB/T 1.1-2009 《標準化工作導(dǎo)則 第1 部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》[6]的規(guī)定：“下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件?！?所有涉及國家標準（GB）、行業(yè)標準（YS 等）中，均未注明年代號，故GB/T 3620.1-2016 中純鈦牌號的對應(yīng)關(guān)系可按如下原則執(zhí)行：

1）2007 年1 月1 日以前發(fā)布的鈦國家標準、行業(yè)標準，應(yīng)對應(yīng)于GB/T 3620.1-2016 中的TA0至TA3。

2）2007 年1 月1 日以后發(fā)布的鈦國家標準、行業(yè)標準，應(yīng)對應(yīng)于GB/T 3620.1-2016 中的TA1G至TA4G。

針對國家軍用標準（GJB），依據(jù)GJB 0.1-2001《軍用標準文件編制工作導(dǎo)則 第1 部分：軍用標準和指導(dǎo)性技術(shù)文件編寫規(guī)定》[7]：“下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包含勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不使用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本使用于本標準?！彼猩婕皣臆娪脴藴剩℅JB）的均未注明年代號。GJB 2218A-2008[8]和GJB 2505A-2008[9]中均引用了GB/T 3620.1，并將純鈦牌號和加工材的力學(xué)性能按照GB/T 3620.1-2007的修訂進行了調(diào)整。

5 問題及預(yù)防措施

5.1 易出現(xiàn)的問題

近年來，通過市場調(diào)研GB/T 3620.1-2016 的實施過程，可能出現(xiàn)的問題如下：

1）2007 年至今發(fā)布的材料標準未修訂，標準中的TA1、TA2、TA3 與GB/T 3620.1-2016 中 的TA1、TA2、TA3 不對應(yīng)。

2）在線執(zhí)行合同用料與實際訂貨文件不符合。

3）材料化學(xué)成分與性能不匹配。

4）GJB 2218A-2008 和GJB 2505A-2008 中 的純鈦牌號對應(yīng)于GB/T 3620.1-2007，純鈦性能與GB/T 3620.1-2007 中的成分匹配。

5.2 預(yù)防措施

針對易出現(xiàn)的問題，GB/T 3620.1-2016 標準編制組給出如下預(yù)防措施：

1）明確材料標準規(guī)定的純鈦牌號所對應(yīng)的化學(xué)成分及其對應(yīng)的性能關(guān)系。

2）合同中注明材料標準完整編號的同時，還應(yīng)向用戶確認化學(xué)成分標準版次，并在合同中注明。

3）應(yīng)依據(jù)合同將訂貨材料標準編號和化學(xué)成分對應(yīng)的標準編號完整移植到設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗等過程中。

6 結(jié)語

GB/T 3620.1-2016 經(jīng)四次研制修訂后，基本解決了GB/T 3620.1 與其他國家標準、國家軍用標準、有色行業(yè)標準的協(xié)調(diào)一致性，尤其是相關(guān)國家標準和有色行業(yè)標準后續(xù)修訂時的引用方案。通過本次修訂，可以很好地完善標準內(nèi)容，有助于國家鈦標準體系進一步完善和優(yōu)化，可以使得國內(nèi)定型項目用鈦有據(jù)可依，同時，解決了國外引進項目國產(chǎn)化選材問題，為我國鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分的確定和選擇提供了技術(shù)保障，對促進我國鈦及鈦合金用金屬材料的發(fā)展將產(chǎn)生深遠的影響。