GB/T 40313-2021 变形高温合金盘锻件

　　ICS 77 . 140 . 99 CCS H 57

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40313—2021

　　变形高温合金盘锻件

　　Specificationforwroughtsuperalloyforgingdisks

　　2021-08-20 发布 2022-03-01 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 40313—202 1

　　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(SAC/TC 183)归口 。

　　本文件起草单位：钢铁研究总院、北京钢研高纳科技股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、抚顺特殊钢股份有限公司、宝武特种冶金有限公司、攀钢集团江油长城特殊钢有限公司、中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司、中国航发西安航空发动机集团公司、中国航发北京航空材料研究院、永兴特种材料科技股份有限公司、江苏隆达超合金航材有限公司、上海一郎合金材料有限公司。

　　本文件主要起草人：邓群、杜金辉、栾燕、曲敬龙、秦鹤勇、陈惠霞、丑玉英、王庆增、何云华、王琳、邰清安、何俊、李钊、高亦斌、王建勇、赵长虹、付华清。

　　GB/T 40313—202 1

　　变形高温合金盘锻件

　　1 范围

　　本文件规定了变形高温合金盘锻件的订货内容、尺寸、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。

　　本文件适用于使用温度在 -253 ℃ ~850 ℃范围内的变形高温合金盘锻件( 以下简称盘锻件)。

　　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 . 9 钢铁及合金 铝含量的测定 铬天青 S分光光度法

　　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含量

　　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 . 19 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量

　　GB/T 223 . 20 钢铁及合金化学分析方法 电位滴定法测定钴量

　　GB/T 223 . 25 钢铁及合金化学分析方法 丁二酮肟重量法测定镍量

　　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量

　　GB/T 223 . 29 钢铁及合金 铅含量的测定 载体沉淀-二甲酚橙分光光度法

　　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-偶氮肿 Ⅲ分光光度法测定锆量

　　GB/T 223 . 33 钢铁及合金化学分析方法 萃取分离-偶氮氯膦 mA光度法测定铈量

　　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 . 38 钢铁及合金化学分析方法 离子交换分离-重量法测定铌量

　　GB/T 223 . 42 钢铁及合金化学分析方法 离子交换分离-溴邻苯三酚红光度法测定钽量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 . 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 . 64 钢铁及合金 锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法

　　GB/T 223 . 65 钢铁及合金 钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法

　　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 . 73 钢铁及合金 铁含量的测定 三氯化钛-重铬酸钾滴定法

　　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 钢铁及合金 总碳含量的测定 感应炉燃烧后红外吸收法

　　GB/T 40313—202 1

　　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 228 . 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法

　　GB/T 228 . 2 金属材料 拉伸试验 第 2 部分：高温试验方法

　　GB/T 228 . 3 金属材料 拉伸试验 第 3 部分：低温试验方法

　　GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法

　　GB/T 231 . 1 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法

　　GB/T 1786 锻制圆饼超声波检验方法

　　GB/T 2039 金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法

　　GB/T 4162—2008 锻轧钢棒超声检测方法

　　GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法

　　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 12363 锻件功能分类

　　GB/T 14999 . 1 高温合金试验方法 第 1 部分：纵向低倍组织及缺陷酸浸检验

　　GB/T 14999 . 2 高温合金试验方法 第 2 部分：横向低倍组织及缺陷酸浸检验

　　GB/T 14999 . 4—2012 高温合金试验方法 第 4 部分：轧制高温合金条带晶粒组织和一次碳化物分布测定

　　GB/T 15248 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法

　　GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法

　　GB/T 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)

　　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 . 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 . 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 34209 不锈钢 多元素含量的测定 辉光放电原子发射光谱法

　　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) GB/T 40303—2021 GH4169 合金棒材通用技术条件

　　HB/Z 34—1998 变形高温合金圆饼及盘件超声波检验

　　HB 5207 金属高温周期持久试验方法

　　HB 5214 金属室温缺口拉伸试验方法

　　HB 5220 . 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HB 20159—2014 变形金属超声检测

　　GB/T 40313—202 1

　　定硅含量

　　HB 20241 . 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

　　HB 20241 . 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

　　HB 20241 . 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

　　HB 20241 . 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睐、钽、锆含量

　　YB/T 4395 钢 钼、铌和钨含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　YB/T 4396 不锈钢 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

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 分类与分组

　　4 . 1 分类

　　根据零件的受力情况、重要程度、工作条件的不同，本文件只涉及 GB/T 12363 中 的 Ⅰ 、Ⅱ 两类锻件。

　　4 . 2 分组

　　GH4169 合金盘锻件按照化学成分或技术要求不同进行下列分组：

　　a) 按照化学成分分为普通级、优质级和高纯级;

　　b ) 按照技术要求分为 Ⅰ 组 、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组、Ⅴ组、Ⅵ组，其中：

　　1) Ⅰ 组适用于在 -253 ℃ ~600 ℃应用的航天盘锻件;

　　2) Ⅱ组适用于最高工作温度不超过 800 ℃的航天盘锻件;

　　3) Ⅲ组和 Ⅴ组适用于最高工作温度不超过 650 ℃且经固溶+时效热处理的交货航空盘锻件;

　　4) Ⅳ组和 Ⅵ组适用于最高工作温度不超过 650 ℃且经直接时效热处理交货的航空盘锻件。

　　5 订货内容

　　按照本文件订货的合同或订单应包含以下内容：

　　a) 本文件编号;

　　b ) 产品名称;

　　c) 合金牌号;

　　d) 原材料(见 7 . 1) ;

　　e) 分类与分组(见第 4 章);

　　f) 盘锻件图号(见第 6 章);

　　g) 重量或数量(见第 6 章);

　　h) 制造方法(见 7 . 2) ;

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　　i ) 交货状态(见 7 . 3) ;

　　j) 力学性能(见 7 . 4) ;

　　k) 晶粒度(见 7 . 6 . 1) ;

　　l ) 超声检测(见 7 . 7) ;

　　m ) 包装(见 10 . 1) ;

　　n) 供需双方协商确定的项 目 ;

　　o ) 其他要求。

　　6 尺寸、重量

　　盘锻件的尺寸、重量及其允许偏差应符合供需双方签订的锻件图纸的要求。

　　7 技术要求

　　7 . 1 原材料

　　7 . 1 . 1 冶炼方法

　　原材料采用表 1 中所列冶炼方法生产，也可采用经供需双方协商的能满足本文件规定的其他冶炼方法生产。

　　表 1 冶炼方法

　　7 . 1 . 2 化学成分

　　盘锻件的化学成分(熔炼分析)应符合表 2 的规定。

　　表 2 化学成分

　　表 2 化学成分(续)

　　GB/T 40313—202 1

　　7 . 1 . 3 检验

　　盘锻件用原材料应按相关的标准或技术协议检验合格后方可投产，检验标准或技术协议应在合同中注明。

　　7 . 2 制造方法

　　盘锻件可采用自由锻、模锻等方法进行制造。 制造方法应在合同和质量证明书中注明。

　　7 . 3 交货状态

　　盘锻件按下列方式状态之一交货，热处理制度按表 3 的规定进行，具体的交货状态应在合同和质量证明书中注明：

　　a) 锻制状态;

　　b ) 固溶+粗加工;

　　c) 时效+粗加工(仅适用于 GH4169 盘锻件);

　　d) 固溶+时效+粗加工。

　　表 3 热处理制度

　　7 . 4 力学性能

　　7 . 4 . 1 盘锻件拉伸、冲击、硬度以及持久、蠕变性能应符合表 4 的规定。

　　表 4 拉伸、冲击、硬度以及持久、蠕变性能

　　表 4 拉伸、冲击、硬度以及持久、蠕变性能(续)

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　　7 . 4 . 2 根据需方要求，GH4720Li、GH4738 合金盘锻件可进行疲劳性能的试验，其疲劳寿命应符合表 5

　　的规定。

　　表 5 疲劳性能

　　7 . 4 . 3 GH4169 合金盘锻件力学性能应符合附录 A 中 A. 1 的规定。 需方应根据不同用途选择组别，并在合同中注明。

　　7 . 5 低倍

　　7 . 5 . 1 纵向低倍

　　7 . 5 . 1 . 1 盘锻件酸浸纵向低倍试样上的可见流线应无紊流和严重涡流，主要沿径向分布。

　　7 . 5 . 1 . 2 经热处理的盘锻件酸浸纵向低倍试样，不应有 目视可见的裂纹、折叠、分层、空洞、夹杂和偏析等冶金缺陷，且满足下列要求：

　　a) GH2901 合金盘锻件纵向低倍晶粒及偏析应不大于 1 . 27 mm;

　　b ) GH4169 合金盘锻件如发现黑斑、暗腐蚀区、白斑或浅腐蚀区，则按 GB/T 40303—2021 的附录 C进行检验，并符合其要求;

　　c) GH4720Li合金盘锻件纵向低倍不应有目视可见的晶粒，有疑义时，以高倍组织晶粒度检验结果为准。

　　7 . 5 . 2 表面低倍

　　经粗加工交货的盘锻件应进行表面低倍腐蚀检验，表面不应有裂纹、分层、孔洞、夹杂和偏析等冶金缺陷，且满足下列要求：

　　a) GH4133B合金盘锻件表面轮缘低倍晶粒尺寸应不大于 1 . 5 mm,辐板和轮毂及其他部位允许有最大为 2 . 0 mm 的晶粒存在，但所占面积不得大于总面积的 25% ;

　　b ) GH4169 合金盘锻件表面如发现暗腐蚀区、白斑或浅腐蚀区，则按 GB/T 40303—2021 的附录 C进行检验，并符合其要求;

　　c) GH4698 合金盘锻件表面低倍晶粒，轮缘部分应不大于 1 . 5 mm,辐板和轮毂部分允许有最大到 2 . 0 mm 的晶粒存在，但所占面积不应大于该部分总面积的 25% ;

　　d) GH4720Li合金盘锻件表面不应有 目视可见的晶粒，有疑义时，以高倍组织晶粒度检验结果为准;

　　e) GH4742 合金盘锻件表面低倍晶粒应不大于 2 . 8 mm。

　　7 . 6 高倍

　　7 . 6 . 1 晶粒度

　　经热处理的盘锻件晶粒度应符合表 6 中的规定。

　　GB/T 40313—202 1

　　表 6 晶粒度

　　7 . 6 . 2 显微组织

　　经热处理的合金盘锻件应进行显微组织检验，其要求应符合表 7 的规定。

　　表 7 显微组织

　　7 . 7 超声检测

　　粗加工后盘锻件应进行超声检测，其合格级别应符合表 8 的规定。

　　GB/T 40313—202 1

　　表 8 超声检测

　　7 . 8 表面质量

　　7 . 8 . 1 锻制状态交货的盘锻件表面不应有裂纹、结疤、折叠、夹杂等冶金缺陷，若上述缺陷存在，允许打磨清除，打磨处应圆滑过渡，并应保证打磨处留有不少于尺寸允许偏差 1/2 的加工余量。

　　7 . 8 . 2 粗加工状态交货的盘锻件应满足 7 . 8 . 1 和图纸的要求。

　　7 . 8 . 3 盘锻件不应有过烧引起的裂纹存在。

　　8 试验方法

　　8 . 1 化学成分

　　盘锻件的化学成分分析通常按 GB/T 11261、GB/T 20123、GB/T 20124、GB/T 34209、GB/T 38939 、 HB 5220. 49、HB 20241 . 3 、HB 20241 . 4 、HB 20241 . 5 、HB 20241 . 6 、HB 20241 . 7 、HB 20241 . 8 、HB 20241 . 9 、 YB/T 4395、YB/T 4396 等或其他通用的方法进行。 仲裁时按 GB/T 223 . 5、GB/T 223 . 8、GB/T 223 . 9 、 GB/T 223 . 11、GB/T 223 . 14、GB/T 223 . 17、GB/T 223 . 19、GB/T 223 . 20、GB/T 223 . 25、GB/T 223 . 28 、 GB/T 223 . 29、GB/T 223 . 30、GB/T 223 . 33、GB/T 223 . 37、GB/T 223 . 38、GB/T 223 . 42、GB/T 223 . 43 、 GB/T 223 . 62、GB/T 223 . 64、GB/T 223 . 65 、GB/T 223 . 70、GB/T 223 . 73、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 20127 . 1、GB/T 20127 . 8、GB/T 20127 . 10 、 GB/T 20127 . 11、GB/T 20127 . 13 的规定进行。

　　8 . 2 力学性能、低倍和高倍检验的试样状态

　　固溶+时效状态交货的盘锻件试样直接测试性能，固溶+粗加工状态交货的盘锻件试样应经时效后进行性能测试，锻制状态交货的盘锻件试样应经固溶+时效后进行性能测试。 试样热处理制度按表 3 的规定。

　　GB/T 40313—202 1

　　8 . 3 其他检验项目

　　盘锻件的其他检验项目及试验方法应符合表 9 的规定。

　　表 9 检验项目、取样部位和数量、试验方法

　　GB/T 40313—202 1

　　表 9 检验项目、取样部位和数量、试验方法(续)

　　9 检验规则

　　9 . 1 检查和验收

　　9 . 1 . 1 盘锻件的质量应由供方质量检验部门进行检验和验收。

　　9 . 1 . 2 供方应保证交货的盘锻件符合合同或专用技术文件及图纸的规定，需方有权按照合同或专用技术文件及图纸的规定进行检验和验收。

　　9 . 2 组批规则

　　盘锻件应按批提交检验和验收。 每批由同一图号、同一合金牌号、同一熔炼炉号(子炉号)、同一生产批、同一热处理炉批、同一交货状态的盘锻件组成。 经电渣或真空电弧重熔的盘锻件，经供需双方协商允许按母炉号组批。

　　注 ：同一生产批即为同一热加工投产批。

　　9 . 3 取样数量和取样部位

　　取样数量和取样部位应符合表 9 的规定。

　　9 . 4 复验和判定规则

　　9 . 4 . 1 当化学成分分析结果不合格时，允许在原取样部位重新取样对不合格元素进行复验，若仍不合格，则该批盘锻件判为不合格。

　　9 . 4 . 2 当某项力学性能试验结果不合格时，允许从原受检解剖件或试样环上取双倍数量的试样对不合格项目进行复验。 持久性能的复验可采取表 4 中低应力组数据进行，试样数量同首次试验数量，复验结果仍不合格，则该批盘锻件判为不合格。

　　9 . 4 . 3 盘锻件纵向低倍组织检验不合格时，如能确认缺陷是由于合金铸锭头、尾未切净造成的，可在相邻的盘锻件上进行检验。 如检验合格，该炉批盘锻件判为合格;如是因合金冶炼造成的空洞、夹杂和严重偏析等冶金缺陷，不准许复验，则该批盘锻件判为不合格。

　　9 . 4 . 4 当盘锻件表面低倍组织检验不合格时，则该件盘锻件判为不合格。

　　9 . 4 . 5 当盘锻件解剖件高倍检验不合格时，则该批盘锻件判为不合格;盘锻件试样环高倍检验不合格

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　　时，则该件盘锻件判为不合格。

　　9 . 4 . 6 盘锻件超声检测、尺寸、外形、表面质量检验不合格时，则该件盘锻件判为不合格。

　　10 包装、标志及质量证明书

　　10 . 1 包装

　　盘锻件应按合同要求进行包装。

　　10 . 2 标志

　　10 . 2 . 1 供方宜尽量满足需方要求，在盘锻件指定部位进行标识。

　　10 . 2 . 2 标记内容应具有可追溯性。 标记包括：合金牌号、熔炼炉号、盘锻件锭节号、盘锻件图号(或代号)。

　　10 . 3 质量证明书

　　每批盘锻件均应附有供方质量检验部门签发的质量证明书，其上注明：

　　a) 供方名称;

　　b ) 需方名称;

　　c) 合同号 ;

　　d) 采用的标准号或技术协议号;

　　e) 盘锻件名称及图号;

　　f) 合金牌号;

　　g) 熔炼炉号和锭节号;

　　h) 制造方法及交货状态;

　　i ) 盘锻件数量;

　　j) 原材料生产厂及冶炼方法;

　　k) 试样热处理制度及合同或专用技术文件规定的各项检验结果(如重复试验，应包括各次检验结果);

　　l ) 质量检验部门印记;

　　m ) 其他特殊要求。

　　附 录 A

　　(规范性)

　　GH4169 合金盘锻件的力学性能、晶粒度及超声检测的要求

　　A.1 力学性能

　　A.1 . 1 试样的拉伸、冲击、硬度、持久和蠕变性能应符合表 A. 1 的规定。

　　表 A.1 拉伸、冲击、硬度、持久和蠕变性能

　　表 A.1 拉伸、冲击、硬度、持久和蠕变性能(续)

　　表 A.1 拉伸、冲击、硬度、持久和蠕变性能(续)

　　GB/T 40313—202 1

　　A.1 . 2 根据需求，可对盘锻件进行缺口试样周期持久和疲劳性能试验和评估，其试验条件和试验结果应符合表 A. 2 的规定。

　　表 A.2 缺口试样周期持久和疲劳性能

　　A.2 晶粒度

　　经热处理的盘锻件的晶粒度应符合表 A. 3 的规定。

　　A.3 超声检测

　　盘锻件超声检测的合格级别应符合表 A. 3 的规定。

　　表 A.3 晶粒度与超声检测要求

　　GB/T 40313—202 1

　　表 A.3 晶粒度与超声检测要求(续)

　　GB/T 40313—202 1

　　附 录 B

　　(规范性)

　　GH290 1 合金盘锻件纯洁度(碳化物)界限图片

　　GH2901 合金盘锻件的纯洁度(碳化物)的界限图片见图 B. 1 。

　　a)未腐蚀 63 ×

　　b)腐蚀后 160×

　　图 B.1 GH290 1 合金盘锻件纯洁度(碳化物)界限图片

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　　附 录 C

　　(规范性)

　　GH4133B合金盘锻件纯洁度(碳化物)标准评级图

　　GH4133B合金盘锻件纯洁度(碳化物)标准评级图见图 C. 1 。

　　放大倍数=100X

　　图 C.1 GH4133B合金盘锻件纯洁度(碳化物)标准评级图

　　GB/T 40313—202 1

　　放大倍数=25x

　　图 C.1 GH4133B合金盘锻件纯洁度(碳化物)标准评级图(续)

　　GB/T 40313—202 1

　　图 C.1 GH4133B合金盘锻件纯洁度(碳化物)标准评级图(续)

　　GB/T 40313—202 1

　　图 C.1 GH4133B合金盘锻件纯洁度(碳化物)标准评级图(续)