宇航材料规范AMS4986A.doc

宇航材料规范 AMS 4986A 1987年1月发布自耗电极熔炼、单一固溶处理和过时效 1996年11月修订Ti10V2Fe3Al 钛合金锻件 代替 AMS 4986拉伸强度160仟磅/英寸（1103Mpa） 1、 范围1.1品种：本规范适用于名义横截面厚度等于和小于4.0英寸（102mm）的Ti10V2Fe3Al 钛合金锻件和锻坯。1.2 应用：这些锻件一般用于要求比AMS 4984更高断裂韧性，但允许更低拉伸性能的高应力和抗应力腐蚀零件，但使用不限于本用途。2、 适用文件下列出版物在本规范指定范围内构成本规范的一部分，应使用最新版本SAE出版物。其他出版物适用版本应是该购货单升效之日有效版本。2.1 SAE刊物：从美国机动车工程师学会获得（SAE）。地址：400Commonweal th Drive, Warrendale PA 15096-0001AMS 2249 钛及钛合金化学分析误差范围。AMS 2750高温测定法AMS 2808 锻件的标识AMS4984自耗电极熔炼，固溶处理时效Ti10V2Fe3Al 钛合金锻件，拉伸强度173千磅 英寸（1193Mpa）。2.2 ASTM出版物：从美国材料和试验协会获得。 地址：100 Barr Harbo Drive West conshohochen PA 194282959ASTM E8 金属材料拉伸试验ASTM E8M金属材料拉伸试验（公制）ASTM E120 钛及钛合金的化学分析ASTM E384 材料的显微硬度ASTM E399金属材料的平面应变断裂韧性。ASTM E1409钛及钛合金中氧的测定采用惰性气体熔炼技术。ASTM E1447钛及钛合金中氢的测定采用惰性气体熔融导热方式。3技术要求（R）3.1成分 应符合表1中的重量百分比 表1元素 最低 最高V 9.0 11.0 Al 2.6 3.4Fe 1.6 2.2O 0.13C 0.05N 0.05 (500PPm)H （3.1.3） 0.015 (150PPm)Y（3.1.1） （3.1.2） 0.005（50 PPm）残余元素 每种（3.1.1） 0.10残余元素总量（3.1.1） 0.30Ti 余量氧含量应按ASTM E1409测定，氢含量硬；按ASTM E1447测定，其它元素应按ASTM E120用湿法化学分析方法、光谱化学法或用由买方批准的其它分析方法测定。3.1.1 常规验收不要求测定3.1.2 检验分析（R）：成分偏差应满足AMS 2249的有关要求，如果测定Y含量，不得超出偏差的最大值。3.1.3（R）当按ASTM E1447测定氢含量时，样品量应达0.35g3.2熔炼方法3.2.1（R）合金应该是多次熔炼的，最后一次熔炼过程应在真空下进行。第一次熔炼应采用自耗电极、非自耗电极、电子束或等离子弧熔炼方式，随后的一次或几次熔炼应采用自耗电极熔炼，但在最后一次自耗电极熔炼时，不允许添加合金元素。3.2.1.1 （R）非自耗电极熔炼的熔炼气氛应是真空或绝对压力不高于100mmHg的氩气或氮气。3.2.1.2 非自耗电极熔炼的电极头部应是水冷铜制的。3.3状态产品应按下述状态供货：3.3.1 锻件：除氧化皮、酸洗、固溶处理和时效。3.3.2 锻坯：按照锻件制造厂的订货要求。3.4热处理（R）锻件应按下述方法进行固溶处理和时效，高温测定法应根据AMS 2750进行。3.4.1（R）固溶热处理：锻件应进行单一固溶处理，加热到转变温度以下至60100（1638）中的某一温度，保温不少于30分钟并水淬。3.4.1 经买方和供方商定可以采用其它固溶处理。3.4.2（R）时效热处理加热到9501050（510566）范围内的某一温度，在选定的温度10（6）以内保温不少于8小时，冷却到室温。3.4性能经时效的产品应符合以下要求：3.5.1锻件3.5.1.1（R）拉伸性能：按照ASTM E8 或ASTM E8M测定的拉伸性能应符合表2的规定。到达屈服强度之前应变速率保持在0.0030.007英寸/英寸/分（0.0030.007mm/mm /分）然后增加应变速率，以便再经过大约1分钟产生断裂，当买方和供方之间对屈服强度数值产生争议时，应在装有应变速率定速装置试验机上进行仲裁试验，到达屈服强度前应采用的应变速率为0.005英寸/英寸/分（0.005 mm/ mm /分）通过屈服强度后十字头的最低速度为0.10英寸/分（0.04mm/秒）拉伸性能要求用于纵向和横向，但是，只有当从锻件能切取长度不小于2.50英寸（63.5mm）的试样时，才进行横向拉伸性能试验。表2 最小拉伸性能性能数值拉伸强度千磅/英寸2(MPa)160（1103）屈服强度（0.2）千磅/英寸2 (MPa)145（1000）延伸率（4D） 6断面收缩率 103.5.1.2（R）断裂韧性 按照ASTM E399测定的Kic应不低于55千磅/英寸23.5.1.2.1（R）试验数据的处理，为了计算KQ数值和确定测定的Kic数值是否有效，实验数据应按照ASTM E399进行处理，在断裂韧性试样坯料规定的部位，为了进行有效性验证应该提供拉伸试样坯料，进行有效检查时，所使用的屈服强度数值应该是对获得断裂韧性试样的同一部位，拉伸试样和Kic试样的断裂平面应该在同一方向。如果一个拉伸试样不能与断裂韧性试样在同一方向的断裂平面的锻件上切取，拉伸试样的取向应经买方许可。3.5.1.2.2（R）没有满足3.5.1.2最低断裂韧性要求的任何锻件批次，可以按3.4.2进行重新时效并重新进行断裂韧性和拉伸试验。3.5.1.2（R）显微组织 在500X放大倍数下检查，显微组织应该由时效基体中的初生组成，除非买方和供方商定，对这种组织可以接受，否则在现场中的任何区域，沿相晶界完整、连续的网状组织不予接受。3.5.1.3.1（R）材料加热到1425（744）或在基体的转变温度以下45（25）（取高的温度），不应有可见的斑（见8.2.2）3.5.1.4 低倍组织和晶粒流线，从初次评定时锻件的指定部位切取的低倍腐蚀截面的晶粒流线型式，一般应符合零件形状，如果部位没有由买方指定，应在最大截面变化部位切取两个垂直于分割线的截面，如果没有制定验收标准，首次生产批锻件的可接受低倍组织照片应该作为标准，存在疤痕、裂纹、折叠等缺陷是不可接受的。3.5.1.4.1横锻件晶体流线，除在含有毛边线端部晶粒（flash-line end grain）的部位外，模锻件的晶粒流线应该沿着锻件的总轮廓，没有显示出再叉入的流线。3.5.1.5（R）表面污染锻件不应有任何富氧层，例如层或其它表面污染，测定按3.5.1.5.1由不低于100X显微镜检查或由买方认可的其它方法检查所确定的表面污染。3.5.1.5.1（R）按ASTM E384采用一个200g的载荷测定努氏硬度时，表面硬度比皮下硬度高于40时，即为不可接受的表面污染。3.5.1.6转变温度的测定：转变温度应该用由买方批准的任何方法测定。温度控制和读数应该校准到5F（5C）的精确度。转变温度的精确度应该是15F（8C）。3.5.2锻坯（R）当一件锻坯样品经不大于锻件机加工量被锻成试验材料，且按3.4热处理后符合3.5.1.1的要求，如果从锻坯上制取的试样在按3.4热处理后符合3.5.1.1的要求，这种试验应该被接受为与锻造试验坯料等效的试验。3.6质量买方收到的产品应该是在质量和状态上一致的、完整的，无外来物和对产品使用有害的缺陷。4质量保证规定4.1检验责任（R）产品供方应提供所有用于供方试验的试样用料，并负责完成所有要求的试验。为了确保产品符合规定的要求，买方有权取样并进行认为是必要的任何验证试验。4.2试验分类4.2.1验收试验 成分（3.1），拉伸性能（3.5.1.1），断裂韧性（3.5.1.2），显微组织（3.5.1.5），表面污染（3.5.1.5）和转变温度（3.5.1.6）均为验收试验，每一炉号或批次都应该完成这些试验。4.2.2定期试验（R）低倍组织和金属流线（3.5.1.4），为了表明能够改进要求的性能（3.5.2）所进行的锻坯试验为定期试验，除非买方已规定试验频率，这些试验应以供方选定的频率完成。4.3取样和试验应不低于以下要求进行 一个批次应该是在同一时间，按照同一固定的条件，从同一炉号材料加工并同时提供进行供方检验的、相同名义尺寸和形状的全部锻件。4.3.1验收试验4.3.1.1成分 从每一只铸锭取一份试样，对于氢的测定，在热加工和化学加工完成之后，从每一获得的批次中取一份试样。4.3.1.2拉伸性能和断裂韧性4.3.1.2.1（R）从每批次锻件中的一个锻件或锻件延长部位取2个试样，对于测定每一个性能提供两个试样足够了。4.3.1.2.2拉伸和断裂韧性试样的位置应由买方和供方商定 如果买方没有限定，供方应从最厚截面选取试样，并按以下优先次序选择取向；对于拉伸试样试验选择横向或纵向；对于断裂韧性试样，按照ASTM E399规定选择S-T、T-L或L-T。4.3.1.2.3（R）如果仅仅根据B小于2.5（KQ/TYS）2或Pmax/PQ大于1.10认为KQ数值是无效的，KQ数值可以用来作为KIC满足3.5.1.2的要求。当根据上述以外的判断认为KQ数值是无效时（例如：裂纹前沿曲率等），KQ数值不能使用，但对于每一个无效试样应增加一个试样进行试验。4.3.1.2.4按照3.5.1.2.2重复时效的锻件，应该重新进行拉伸性能和断裂韧性试验。4.3.1.3显微组织和表面污染 从每一批次取一个或多个试样。为了评定表面污染，试样可以取自机加工零件轮廓的任何方便表面部位，对于一般显微组织评定，试样取自拉断的拉伸试样。4.3.1.4转变温度测定 从一个炉号生产的代表每一铸锭的顶部和底部各取一个试样，或者除非当任何批次包括整个铸锭时，应从铸锭的顶部和底部取样以外，从每批次取一个试样。4.3.2对于定期试验 由买方和供方商定，并按如下所述：4.3.2.1低倍组织和晶粒流线型式照片应提供给买方。4.4报告4.4.1锻件的供方应该对每装运批提供一份报告，该报告应表明每炉号的化学成分和转变温度，以及与每批产品有关的氢含量、拉伸性能、断裂韧性试验结果、晶粒流线和显微组织照片，及每一批表面污染检验结构，该报告应该包括采购订货单号、炉号和批号、AMS4986A、尺寸、数量、热处理过程、零件号和用于制造锻件的坯料尺寸和熔炼厂家。4.4.2锻坯的供方应该对每装运批提供一份表明每炉号的化学成分试验结果的报告，该报告应该包伙采购订货单号、炉号、AMS 4986A、尺寸和数量。4.5（R）重新取样和重新试验 如果用于上述试验的任何一个试样未能满足规定的要求，对每个不符合的原始试样重新试验三个附加试样，并在重新试验结果的基础上考虑这些产品如何处理。但是对于断裂韧性试验，除按照3.5.1.2.2规定和4.3.1.2.3的规定外不允许重新取样，任何一个重新试验试样未能满足规定的要求，应该是拒收所代表产品的理由，所有试验结果应该报告。5交货准备5.1标识 产品应按以下要求标识：5.1.1锻件：按AMS 2808进行标识。5.1.2锻坯：按买方和供方商定的要求标识。5.2（R）包装 产品装运前的包装应按照商业惯用的方法进行，遵守有关的规则和关于产品搬运、包装和运输的规定，以确保运输公司能够接受并安全运抵交货地点。6认可供方应在所有报价中和当认可采购订单时指明本规范的编号及修订字母。7拒收 不符合本规范或买方核准的修订文件的锻件应该拒收8附注：8.1 符号“R”是为了使用者的方便，“R”所在处标识技术条件已修改，而并非编辑的变更，在那里是本技术条件以前存在的问题，如果这个符号“R”是下一个技术条款的题目，则该符号标识本项技术条款完全修改。8.2 AMS中须用的术语解释在ARP1917中给出并说明如下：8.2.1转变温度（B1）:合金100转变为相的最低温度。8.2.2在最终热处理的产品中，初生少于5而且在任一方向上大于0.03英寸（0.76mm）的班是不允许的，班的照片在AX1814中及ASM金属手册，第9卷，第9篇，474页有介绍。8.3以英寸/磅单位表示的