GB/T 3620.1—2016《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》標(biāo)準(zhǔn)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(tuán)有限公司,陜西 寶雞 721014）

0 引言

目前，最新版標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3620.1-2016 《鈦及鈦合金牌號(hào)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(shí)施。近年來(lái)，寶鈦集團(tuán)有限公司作為標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位發(fā)現(xiàn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3620.1-2016 在其他產(chǎn)品類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂時(shí)的引用過(guò)程中，以及實(shí)際產(chǎn)品的訂貨、生產(chǎn)和驗(yàn)收的過(guò)程中仍存在異議。筆者旨在闡述標(biāo)準(zhǔn)修訂的原因、依據(jù)、內(nèi)容，以及相應(yīng)牌號(hào)新舊版本的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為標(biāo)準(zhǔn)在后續(xù)引用、生產(chǎn)、驗(yàn)收過(guò)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(hào)和化學(xué)成分》[2]首次發(fā)布于1970 年，是我國(guó)第一項(xiàng)鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)共包含21 個(gè)牌號(hào)，其中3個(gè)純鈦牌號(hào)（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(duì)性能影響較大的Fe、O 元素報(bào)實(shí)測(cè)值，且作為參考。純鈦牌號(hào)主要以蘇聯(lián)體系為基礎(chǔ)建立，但又與蘇聯(lián)牌號(hào)無(wú)法完全對(duì)應(yīng)。

由于標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)構(gòu)的變化，1983 年對(duì)YB 761-1970 《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》進(jìn)行了首次修訂，修訂后的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3620-1983 《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》[3]中共包含18 個(gè)牌號(hào)，其中4 個(gè)純鈦牌號(hào)，同時(shí)增加碘化鈦TAD 牌號(hào)（該牌號(hào)為后來(lái)的TA0 的增加做了準(zhǔn)備）。編制過(guò)程已提出國(guó)內(nèi)純鈦牌號(hào)的化學(xué)成分與力學(xué)性能不匹配的情況，并對(duì)美國(guó)、西德純鈦化學(xué)成分和性能與我國(guó)純鈦化學(xué)成分和性能方面存在的差異和不協(xié)調(diào)進(jìn)行了說(shuō)明。明確提出“適當(dāng)提高純鈦牌號(hào)的氧、鐵含量指標(biāo)，向美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)靠攏是必要的”規(guī)劃。

GB/T 3620.1-1994 《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》[4]，共24 個(gè)牌號(hào)，其中包括5 個(gè)純鈦牌號(hào)，在TAD、TA1、TA2、TA3 的基礎(chǔ)上，增加了TA0 牌號(hào)，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(méi)有解決國(guó)內(nèi)外純鈦牌號(hào)、化學(xué)成分及力學(xué)性能的對(duì)應(yīng)性能問(wèn)題。

GB/T 3620.1-2007 《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》[5]共包含76 個(gè)牌號(hào)。刪除了TAD、TA0，“參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5832-2 和ASTM 標(biāo)準(zhǔn)，將純鈦牌號(hào)修改為TA1～TA4，化學(xué)成分與ISO 和ASTM 標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)級(jí)別對(duì)應(yīng)一致”。解決了多次修訂中提出的與國(guó)際國(guó)外牌號(hào)不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。

GB/T 3620.1-2016 《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》共包含100 個(gè)牌號(hào)。除增加了合金牌號(hào)外，純鈦牌號(hào)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(hào)后增加了“G”，表示為工業(yè)純鈦，即TA1G、TA2G、TA3G、TA4G，相對(duì)應(yīng)的“EIL”、“-1”等牌號(hào)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(diǎn)：①標(biāo)齡較長(zhǎng)；②新注冊(cè)鈦牌號(hào)較多，需要及時(shí)納入國(guó)標(biāo)體系；③總裝、國(guó)標(biāo)委要求修訂。

2013 年，總裝、國(guó)標(biāo)委收到部分國(guó)防領(lǐng)域單位的反映，認(rèn)為：GB/T 3620.1-2007 版修訂中規(guī)定的TA1、TA2、TA3 與早期定型型號(hào)中的TA1、TA2、TA3 要求不一致，導(dǎo)致訂貨出現(xiàn)差錯(cuò)，產(chǎn)品性能不能滿足設(shè)計(jì)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(huì)，會(huì)議確定標(biāo)準(zhǔn)修訂內(nèi)容主要為以下幾個(gè)方面：

1) 增 加GB/T 3620.1-1994 中TA0、TA1、TA2、TA3 四個(gè)純鈦牌號(hào)；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(biāo)準(zhǔn)，使其中的純鈦產(chǎn)品的牌號(hào)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(hào)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(duì)其主要內(nèi)容進(jìn)行了較大的修訂，主要集中在牌號(hào)及其技術(shù)要求的恢復(fù)、修訂、刪除和新增，同時(shí)增加了鈦合金牌號(hào)命名規(guī)則，規(guī)定了工業(yè)純鈦牌號(hào)和化學(xué)成分實(shí)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(hào)和化學(xué)成分，以及相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)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(hào)相對(duì)應(yīng)的材料性能。

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

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

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

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

4) 修訂了TA22-1、TA24、TC15、TC17 牌號(hào)的編輯錯(cuò)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(jì)8 個(gè)新注冊(cè)α 型和近α型合金牌號(hào)。新注冊(cè)牌號(hào)名義成分及研制名稱見(jiàn)表1。

7) 增加了TB12、TB13、TB14、TB15、TB16和TB17 共計(jì)6 個(gè)新注冊(cè)β 型和近β 型合金牌號(hào)。

8) 增加了TC27、TC28、TC29、TC30、TC31和TC32 共計(jì)6 個(gè)新注冊(cè)α+β 型合金牌號(hào)。

9) 增加了鈦合金牌號(hào)命名規(guī)則。

a) 牌號(hào)命名的基本規(guī)則

鈦及鈦合金牌號(hào)分為三類，即α、β 和α-β。鈦及鈦合金牌號(hào)依據(jù)其名義成分含量計(jì)算所得的鉬當(dāng)量的結(jié)果進(jìn)行分類；鈦及鈦合金牌號(hào)的命名采用注冊(cè)制，牌號(hào)命名前應(yīng)進(jìn)行牌號(hào)注冊(cè)，統(tǒng)一命名，采用字母和數(shù)字表示鈦及鈦合金的牌號(hào)。

b) 牌號(hào)編制方法

牌號(hào)的第一位用大寫字母“T”表示鈦及鈦合金；牌號(hào)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(hào)中的阿拉伯?dāng)?shù)字按注冊(cè)的先后自然順序排序；相同牌號(hào)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(wú)間隔。

c) 名義成分編制規(guī)則

鈦合金牌號(hào)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(hào)和化學(xué)成分實(shí)施要求。

GB/T 3620.1-2016 的表1 中規(guī)定的TA0、TA1、TA2 及TA3 分別對(duì)應(yīng)于2007 年1 月1 日前發(fā)布的相關(guān)鈦國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的TA0、TA1、TA2 及TA3 牌號(hào)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的TA1ELI、TA1、TA1-1、TA2ELI、TA2、TA3ELI、TA3、TA4ELI 及TA4 牌號(hào)和化學(xué)成分。

GB/T 3620.1-2016 的附錄D 中羅列了自2007 年以來(lái)，所有發(fā)布實(shí)施的涉及純鈦牌號(hào)的鈦加工材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)，主要目的是為解決這些標(biāo)準(zhǔn)在修訂前與本標(biāo)準(zhǔn)之間的銜接關(guān)系，因?yàn)樵谶@些標(biāo)準(zhǔn)中依然使用TA1-TA4 表示純鈦，而本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后這些標(biāo)準(zhǔn)中的純鈦應(yīng)分別對(duì)應(yīng)TA1G-TA4G，在過(guò)渡期采取此種方式是可行的。

4 工業(yè)純鈦牌號(hào)與材料標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

針對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YS）,依據(jù)GB/T 1.1-2009 《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1 部分：標(biāo)準(zhǔn)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(guò)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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YS 等）中，均未注明年代號(hào)，故GB/T 3620.1-2016 中純鈦牌號(hào)的對(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)對(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)對(duì)應(yīng)于GB/T 3620.1-2016 中的TA1G至TA4G。

針對(duì)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB），依據(jù)GJB 0.1-2001《軍用標(biāo)準(zhǔn)文件編制工作導(dǎo)則 第1 部分：軍用標(biāo)準(zhǔn)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(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)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(biāo)準(zhǔn)。”所有涉及國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）的均未注明年代號(hào)。GJB 2218A-2008[8]和GJB 2505A-2008[9]中均引用了GB/T 3620.1，并將純鈦牌號(hào)和加工材的力學(xué)性能按照GB/T 3620.1-2007的修訂進(jìn)行了調(diào)整。

5 問(wèn)題及預(yù)防措施

5.1 易出現(xiàn)的問(wèn)題

近年來(lái)，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研GB/T 3620.1-2016 的實(shí)施過(guò)程，可能出現(xiàn)的問(wèn)題如下：

1）2007 年至今發(fā)布的材料標(biāo)準(zhǔn)未修訂，標(biāo)準(zhǔn)中的TA1、TA2、TA3 與GB/T 3620.1-2016 中 的TA1、TA2、TA3 不對(duì)應(yīng)。

2）在線執(zhí)行合同用料與實(shí)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(hào)對(duì)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(duì)易出現(xiàn)的問(wèn)題，GB/T 3620.1-2016 標(biāo)準(zhǔn)編制組給出如下預(yù)防措施：

1）明確材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的純鈦牌號(hào)所對(duì)應(yīng)的化學(xué)成分及其對(duì)應(yīng)的性能關(guān)系。

2）合同中注明材料標(biāo)準(zhǔn)完整編號(hào)的同時(shí)，還應(yīng)向用戶確認(rèn)化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)版次，并在合同中注明。

3）應(yīng)依據(jù)合同將訂貨材料標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)和化學(xué)成分對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)完整移植到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等過(guò)程中。

6 結(jié)語(yǔ)

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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)一致性，尤其是相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)修訂時(shí)的引用方案。通過(guò)本次修訂，可以很好地完善標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，有助于國(guó)家鈦標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步完善和優(yōu)化，可以使得國(guó)內(nèi)定型項(xiàng)目用鈦有據(jù)可依，同時(shí)，解決了國(guó)外引進(jìn)項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化選材問(wèn)題，為我國(guó)鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分的確定和選擇提供了技術(shù)保障，對(duì)促進(jìn)我國(guó)鈦及鈦合金用金屬材料的發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。