GB/T 42159-2022 紧固件用钛及钛合金棒材和丝材

　　ICS 77 . 150 . 50 CCS H 64

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 42159—2022

　　紧固件用钛及钛合金棒材和丝材

　　Titanium and titanium all0y bars and wires f0r fastener

　　2022-12-30 发布 2023-07-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 42159—2022

　　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 。

　　本文件由中国有色金属工业协会提出 。

　　本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归 口 。

　　本文件起草单位: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有限责任公司 、西部超导材料科技股份有限公司 、陕西天成航空材料有限公司 。

　　本文件主要起草人:胡志杰 、张伟 、冯军宁 、张江峰 、侯峰起 、陶海林 、徐亮 、解晨 、马忠贤 、白智辉 、孙虎代 、刘继雄 、陈国强 、冯永琦 、高颀 、贾栓孝 。

　　I

　　GB/T 42159—2022

　　紧固件用钛及钛合金棒材和丝材

　　1 范围

　　本文件规定了紧固件用钛及钛合金棒材和丝材的分类和标记 , 技术要求 , 试验方法 , 检验规则 , 标志 、包装 、运输 、贮存 , 以及随行文件和订货单内容。

　　本文件适用于紧固件用钛及钛合金棒材和丝材(以下简称“产品”) 。

　　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 228 . 1—2021 金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法

　　GB/T 3620 . 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/T 4698(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—2020 钛及钛合金加工产品超声检验方法

　　GB/T 6394—2017 金属平均晶粒度测定方法

　　GB/T 6400 金属材料 线材和铆钉剪切试验方法

　　GB/T 6611 钛及钛合金术语和金相图谱

　　GB/T 8180 钛及钛合金加工产品的包装 、标志 、运输和贮存

　　GB/T 23601 钛及钛合金棒 、丝材涡流探伤方法

　　GB/T 23603 钛及钛合金表面污染层检测方法

　　GB/T 23605 钛合金 β转变温度测定方法

　　GB/T 34647 钛及钛合金产品状态代号

　　GB/T 38982 钛及钛合金加工产品外形尺寸检测方法

　　GB/T 39799 钛及钛合金棒材和丝材尺寸 、外形 、重量及允许偏差

　　YB/T 5293 金属材料 顶锻试验方法

　　YS/T 861 . 5 铌钛合金化学分析方法 第 5 部分:钛量的测定 硫酸铁铵滴定法

　　YS/T 1262 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 术语和定义

　　GB/T 6611 、GB/T 34647 、GB/T 38982 、GB/T 39799 界定的术语和定义适用于本文件。

　　1

　　GB/T 42159—2022

　　4 分类和标记

　　4 . 1 产品分类

　　产品按牌号 、状态 、规格进行分类 , 应符合表 1 的规定。

　　表 1 牌号、状态、规格和供货方式

　　牌号

　　状态

　　规格mm

　　直径

　　长度

　　TA2G、TA3G、TA9 、TA10

　　退火态(M)

　　2 . 0~7 . 0

　　≥800

　　TB8

　　热加工态(R) 、固溶态(ST)

　　4 . 0~7 . 0

　　TB14

　　冷加工态(Y) 、退火态(M)

　　2 . 4~7 . 0

　　TC4

　　退火态(M)

　　3 . 0~7 . 0

　　TA2G、TA3G、TA9 、TA10

　　退火态(M)

　　>7 . 0~10 . 0

　　≥1 000

　　TB8

　　热加工态(R) 、固溶态(ST)

　　>7 . 0~25 . 0

　　TB14

　　冷加工态(Y) 、退火态(M)

　　>7 . 0~10 . 0

　　TC4

　　退火态(M)

　　>7 . 0~20 . 0

　　直径不大于 12 . 0 mm 的产品

　　, 以盘卷或直条的方式供货;直径大于 12 . 0 mm

　　的产品仅以直条方

　　式供货。

　　4 . 2 产品标记

　　产品标记按产品名称 、牌号 、状态 、规格 、本文件编号的顺序表示。

　　示例 1 : 用 TB8 牌号制造 , 状态为热加工态(R) , 直径为 10 . 0 mm 的棒材标记为 :

　　棒 TB8 R φ10 . 0 GB/T × × × × — × × × ×

　　示例 2 : 用 TA2G牌号制造 , 状态为退火态(M) , 直径为 5 . 0 mm 的丝材标记为 :

　　丝 TA2G M φ5 . 0 GB/T × × × × — × × × ×

　　5 技术要求

　　5 . 1 化学成分

　　5 . 1 . 1 产品的化学成分应符合 GB/T 3620 . 1 的规定。

　　5 . 1 . 2 需方从产品上取样进行化学成分复检时 , 化学成分允许偏差应符合 GB/T 3620 . 2 的规定。

　　5 . 2 外形尺寸及其允许偏差

　　5 . 2 . 1 产品的直径允许偏差应符合表 2 的规定。

　　2

　　GB/T 42159—2022

　　表 2 直径允许偏差

　　直径mm

　　直径允许偏差mm

　　供货方式

　　2 . 0~12 . 0

　　0

　　—0. 03

　　盘卷

　　2 . 0~25 . 0

　　0

　　—0. 05

　　直条

　　5 . 2 . 2 产品的长度及允许偏差 、平直度 、切斜度应符合 GB/T 39799 的规定 。

　　5 . 2 . 3 需方要求并在订货单中注明时 , 产品可以盘卷供货 , 盘卷尺寸由供需双方协商确定 。

　　5 . 3 力学性能

　　5 . 3 . 1 产品的力学性能在经热处理后的试样坯上进行测试,热处理制度宜参照附录 A进行 。

　　5 . 3 . 2 产品的室温力学性能应符合表 3 的规定 。

　　表 3 室温力学性能

　　牌号

　　直径mm

　　试样状态

　　室温力学性能 , ≥

　　抗拉强度(Rm )Mpa

　　规定塑性延伸强度(Rp0 . 2 )Mpa

　　断后伸长率(A)%

　　断面收缩率(Z)%

　　剪切强度(τ)Mpa

　　TA2G

　　2 . 0~10 . 0

　　退火(M)

　　400

　　275

　　20

　　45

　　250

　　TA3G

　　2 . 0~10 . 0

　　退火(M)

　　500

　　380

　　18

　　40

　　350

　　TA9

　　2 . 0~10 . 0

　　退火(M)

　　345

　　275

　　20

　　30

　　250

　　TA10

　　2 . 0~10 . 0

　　退火(M)

　　485

　　345

　　18

　　25

　　300

　　TB8

　　4. 0~25 . 0

　　固溶(ST)

　　800

　　760

　　13

　　50

　　570

　　固溶时效(STA)a

　　1200

　　1050

　　8

　　20

　　720

　　TB14

　　2 . 4~10 . 0

　　退火(M)

　　450

　　410

　　20

　　60

　　360

　　TC4

　　3 . 0~20 . 0

　　退火(M)

　　930

　　860

　　10

　　25

　　600

　　3 . 0~12 . 7

　　固溶时效(STA) a

　　1140

　　1070

　　10

　　20

　　665

　　>12 . 7~20 . 0

　　1100

　　1035

　　规定塑性延伸强度 、断后伸长率和断面收缩率仅适用于直径大于 3 . 0 mm 的产品,直径不大于 3 . 0 mm 产品的规定塑性延伸强度 、断后伸长率和断面收缩率不满足要求时可报实测值 。

　　a STA为固溶时效态 , 仅适用于固溶时效态试样的室温力学性能测试 。

　　5 . 4 冷顶锻性能

　　TA2G、TA3G、TB8 、TB14 产品的冷顶锻性能应符合表 4 的规定 。如需方要求并在订货单中注明时 , 其余牌号产品的冷顶锻性能由供需双方协商确定 。

　　3

　　GB/T 42159—2022

　　表 4 冷顶锻性能

　　牌号

　　试样状态

　　直径mm

　　锻后与锻前高度比值

　　验收要求

　　TA2G、TA3G

　　退火(M)

　　4 . 0~10 . 0

　　1 : 3

　　试样圆周表面无裂纹

　　TB8

　　固溶 (ST)

　　4 . 0~10 . 0

　　1 : 3

　　TB14

　　退火(M)

　　2 . 4~10 . 0

　　1 : 4

　　5 . 5 β转变温度

　　当需方要求并在订货单注明时 , 产品应按熔炼炉号提供 β转变温度实测值 。

　　5 . 6 无损检验

　　5 . 6 . 1 超声检测

　　直径不小于 6 . 0 mm 的直条供货的产品应按 GB/T 5193—2020 进行超声检测 , 纵波检测结果应符合表 5 的规定 , 横波检测结果应符合表 6 的规定 。

　　表 5 纵波超声检测

　　牌号

　　验收等级

　　TA2G、TA3G、TA9 、TA10 、TC4

　　GB/T 5193—2020 , AA级

　　TB8 、TB14

　　GB/T 5193—2020 , A级

　　表 6 横波超声检测

　　牌号

　　槽型缺陷尺寸

　　验收要求

　　TA2G、TA3G、TA9 、

　　TA10 、TC4

　　深度 0 . 2mm , 宽度 0 . 1 mm ,

　　长度 10 mm

　　响应信 号 的 幅 度 应 不 大 于 纵 向 槽 型缺陷信号幅度

　　TB8 、TB14

　　当需方要求并在订货单中注明时 , 供需双方协商确定

　　5 . 6 . 2 涡流检测

　　需方要求并在订货单注明时 , 直径不大于 12 . 0 mm 盘卷供货的产品和直径小于 6 . 0 mm 直条供货的产品应按 GB/T 23601 进行涡流检测 , 检测结果应符合表 7 的规定 。

　　表 7 涡流检测

　　牌号

　　槽型缺陷尺寸

　　验收要求

　　TA2G、TA3G、TA9 、TA10 、 TC4 、TB8 、TB14

　　深度 0 . 2 mm , 宽度 0 . 2 mm ,

　　长度 8 mm

　　响应信 号 的 幅 度 应 不 大 于 纵 向 槽 型缺陷信号幅度

　　4

　　GB/T 42159—2022

　　5 . 7 低倍组织

　　产品的低倍组织不应有裂纹 、折叠 、气孔 、缩尾 、金属或非金属夹杂及其他目视可见的冶金缺陷 。

　　5 . 8 显微组织

　　5 . 8 . 1 退火态 TA2G、TA3G、TA9 及 TA10 产品,显微组织应是等轴 α组织 、拉长 α组织或等轴 α 和拉长 α相混合组织 。

　　5 . 8 . 2 退火态 TC4 产品,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 。显微组织由在转变的 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 组织构成;初生 α含量应不少于 15% 。

　　5 . 9 晶粒度

　　5 . 9 . 1 固溶态 TB8 产品的直径小于 10. 0 mm 时 , 晶粒度应不低于 GB/T 6394—2017 中的 5 级;直径不小于 10. 0 mm 时 , 晶粒度应不低于 GB/T 6394—2017 中的 4 级 。

　　5 . 9 . 2 退火态 TB14 产品的晶粒度应不低于 GB/T 6394—2017 中的 5 级 。

　　5 . 10 表面污染

　　产品表面不应有任何富氧层 , 如 α层或其他表面污染 。

　　5 . 1 1 表面状况

　　5 . 1 1 . 1 直条供货的产品以机加工表面 、磨削表面 、冷加工表面或酸洗表面供货 。

　　5 . 1 1 . 2 盘卷供货的产品以机加工表面 、冷加工表面或酸洗表面供货 。

　　5 . 1 1 . 3 机加工或磨削表面供货的产品,表面粗糙度(Ra)应不大于 1 . 6 μm 。

　　5 . 1 1 . 4 需方对产品表面状况有特殊要求时 , 供需双方协商确定并在订货单注明 。

　　5 . 12 外观质量

　　5 . 12 . 1 产品表面应洁净 , 不应有氧化皮 、裂纹 、起皮 、斑疤 、夹杂;允许有不超出其直径允许偏差的个别划伤 、凹坑 、拉道 , 以及不影响使用的轻微矫直痕迹 。

　　5 . 12 . 2 产品表面的局部缺陷允许修磨 , 修磨深度应不超过其直径允许偏差 , 并应保证产品的最小尺寸 。

　　6 试验方法

　　6 . 1 化学成分

　　产品的化学成分分析按 GB/T 4698(所有部分) 、YS/T 1262 、YS/T 861 . 5 的规定进行 , TB14 产品中铌含量采用差值法计算 。 仲裁时按 GB/T4698(所有部分)的规定进行 。

　　6 . 2 外形尺寸及其允许偏差

　　产品的外形尺寸及其允许偏差的测量按 GB/T 38982 的规定进行 。

　　6 . 3 室温拉伸性能

　　产品的室温拉伸性能检验按 GB/T 228. 1—2021 规定的方法进行 。直径小于 3 . 2 mm 的产品取全

　　5

　　GB/T 42159—2022

　　截面拉伸试样 , 试样标距(L0 )取 50 mm;直径 3 . 2 mm~6 . 0 mm 的产品取全截面拉伸试样 , 试样标距(L0 )取 4 倍直径长度;直径大于 6 . 0 mm~10 . 0 mm 的产品取 R8 试样;直径大于 10 . 0 mm 的产品取 R7试样 。

　　6 . 4 室温剪切性能

　　产品的室温剪切性能检验按 GB/T 6400 的规定进行 。

　　6 . 5 冷顶锻性能

　　产品的冷顶锻性能检验按 YB/T 5293 的规定进行 。

　　6 . 6 β转变温度

　　产品的 β转变温度检验按 GB/T 23605 的规定进行 。

　　6 . 7 超声检测

　　产品的超声检测按 GB/T 5193—2020 的规定进行 。

　　6 . 8 涡流检测

　　产品的涡流检测按 GB/T 23601 的规定进行 。

　　6 . 9 低倍组织

　　产品的低倍组织检验按 GB/T 5168 的规定进行 。

　　6 . 10 显微组织

　　产品的显微组织检验按 GB/T 5168 的规定进行 。

　　6 . 1 1 晶粒度

　　产品的平均晶粒度检验按 GB/T 6394—2017 的规定进行 。

　　6 . 12 表面污染

　　产品的表面污染检验按 GB/T 23603 的规定进行 。

　　6 . 13 表面状况

　　6 . 13 . 1 产品的表面状况用目视检查方法进行 。

　　6 . 13 . 2 产品表面粗糙度检测宜采用标块对比法进行 。

　　6 . 14 外观质量

　　产品的外观质量用目视检查或其他检查方法进行 , 必要时采用 5 倍 ~10 倍放大镜进行检验 。

　　7 检验规则

　　7 . 1 检查与验收

　　7 . 1 . 1 产品由供方或第三方进行检验 , 保证产品质量符合本文件及订货单的规定 。

　　7 . 1 . 2 需方可对收到的产品按本文件的规定进行检验 。 当检验结果与本文件及订货单的规定不符

　　6

　　GB/T 42159—2022

　　时,应以书面形式向供方提出,由供需双方协商解决。 属于外形尺寸及其允许偏差 、表面状况 、外观质量的异议应在收到产品之日起 1 个月内提出;属于化学成分 、力学性能等的异议应在收到产品之日起 3 个月 内提出。 如需仲裁,应由供需双方在需方共同取样或协商确定。

　　7 . 2 组批

　　产品应成批提交验收。 每批应由由同一牌号 、熔炼炉号 、规格 、制造方法 、状态和同一生产周期的产品组成。

　　7 . 3 检验项目

　　每批产品应进行化学成分 、外形尺寸及其允许偏差 、力学性能 、冷顶锻性能 、无损检验 、低倍组织 、显微组织 、表面污染 、表面状况和外观质量的检验。 当需方对 β 转变温度有要求并在订货单中注明时,还应对产品的 β转变温度进行检验。

　　7 . 4 取样

　　产品的取样应符合表 8 的规定。

　　表 8 取样

　　检验项 目

　　取样规定

　　要求的章条号

　　检验方法的章条号

　　化学成分a

　　每批任取 1 份

　　5.1

　　6.1

　　外形尺寸及其允许偏差

　　逐卷(支)

　　5.2

　　6.2

　　力学性能

　　室温拉伸

　　每批任取 2 卷(支),各取 1 个纵向试样 ; 当订货数量不足 2 卷(支) ,取 1 个纵向试样

　　5.3.2

　　6.3

　　室温剪切

　　每批任取 2 卷(支),各取 1 个纵向试样 ; 当订货数量不足 2 卷(支) ,取 1 个纵向试样

　　5.3.2

　　6.4

　　冷顶锻性能

　　每批任取 2 卷(支),各取 1 个纵向试样 ; 当订货数量不足 2 卷(支) ,取 1 个纵向试样

　　5.4

　　6.5