航空质量级钛及钛合金轧制MLIT.doc

批准通告 英寸磅 MLI-T-9047G 通告1 1993年2月8日军用规范航空质量级钛及钛合金轧制或锻造棒材和锻坯MLI-T-9047G（1978年12月15日）、修订版2（1986年9月30日）已经审查，并批准获取有效使用。管理单位： 制定单位：空军11 空军11AMSC N/A FSC 9530分类声明A：公开批准发布；分类不受限制。军用规范 MIL-T-9047G 修改 2航空质量级钛及钛合金轧制 1986年9月30日或锻造棒材和锻坯 代替 修改 1（SH） 1981年1月21日 该修订构成MIL-T-9047G（1978年12月15日）的一部分。本规范已经批准，供国防部所有机构和部门使用。1范围1.1范围 本规范包括航空质量级纯钛、及钛合金轧制或锻造棒材和再锻制坯产品。1.2分类产品规定了下述成分（见6.2和表1）：工业级纯钛TiCP70钛合金Ti5Al2.5SnTi5Al2.5Sn（ELI）Ti6Al2Cb1Ta0.8MoTi8Al1Mo1V钛合金Ti3Al2.5VTi6Al4VTi6Al4V（ELI）Ti6Al2SnTi6Al2Sn4Zr2MoTi6Al2Sn4Zr6MoTi7Al4Mo钛合金Ti8Mo8V2Fe3AlTi11Mo6Zr4.5SnTi3Al8V6Cr4Mo4ZrTi13V11Cr3Al1.3 状态1.3.1棒材（见6.1.2节）经热加工后随即冷加工或不冷加工的产品，按表和所规定（见6.2节）的下列热处理状态之一提供。 状态A 退火状态DA 双重退火状态ST 固溶处理状态STA 固溶处理实效（当对表4中给出的合金在此规定多重STA状态时，应增加其括号中所注的可适用的实效温度）1.3.2热处理 热处理按MIL-H-81200执行，本规范没有列入的热处理要求，由使用方和承包方或生产厂双方协商。1.3.3锻件（见6.1.2节）按锻件制造厂的订货装状态提供产品（见6.2节）。1.4光洁度 按订货的要求（见6.2节），以下列表面光洁度提供产品。当不再进行表面加工时，按表面光洁度提供。当使用方同意时，全部表面要进行机加工的产品，可以允许有富氧层，但富氧层必须是在此零件的机加工余量内能去除的。1.4.1 表面光洁度 表面经打磨、机加工或其它方法氧化皮和酸洗去掉层和其它有害的表面污染，并适合于超声检验。1.4.2 表面光洁度 表面经无芯磨，机加工或其它方法特殊制备的表面，无层和其它有害的表面污染，并适合于浸入法超声检验。2 适用文件2.1文件版本招标或征求方案之日下列文件的有效版本，构成本规范的一部分规范军用规范MIL-H-81200钛及钛合金热处理标准联邦标准FED-STD-151金属试验方法军用标准FED-STD-105取样工艺和表格FED-STD-129装运和储存表记 FED-STD-163钢材轧制品的装运和储存准备。 （生产者所需获得与规定、标准、图纸和出版物的复制件应在谈判中或合同签订人员处获得）2.2 其它出版物在此规定的下述文件构成本规范的一部分。除另有注明外，应采用招标或征求意见之日的有效版本。美国试验和材料协会（ASTM）出版物ASTME8 金属材料拉伸试验ASTME120 钛及钛合金的化学分析ASTME146锆及锆合金化学分析适用的复印件应从美国试验和材料协会获得。 地址：1915 Race Stree Philadephia PA 19103美国国家标准协会 ANSI 出版物ANSI B 46.1表面特征适用的复印件应从美国国家标准协会处获得，1430 Broadway,New York NY 10018)美国汽车工程师协会（SAE）出版物AMS 2241 耐腐蚀和耐热钢及铁合金棒、丝材的公差。AMS 2249 钛及钛合金的化学成分分析误差范围A MS 2631钛合金超声检验AMS 2643钛合金的组织检查，化学腐蚀和检验程序。AMS 982变形钛合金产品最小应力腐蚀。适用的复印件应向美国机动车工程师学会获函索，400Commonweal th Drive, Warrendale PA 150963 要求3.1（R）材料 除另有规定（见6.2节）外，按本规范提供的材料的生产，应使用下述熔炼3.1.1工业纯钛：工业纯钛应采用电子束熔炼或经多次熔炼（最后一次熔炼应在真空下进行），采用多次熔炼时，第一次熔炼应采用自耗电极、非自耗电极、电子束熔炼方式， 随后的一次或几次熔炼应采用自耗电极熔炼方式。3.1.2 钛合金： 钛合金应采用多次真空熔炼或惰性气体熔炼，最后一次采用真空熔炼，第一次熔炼应采用自耗电极、非自耗电极、电子束熔炼方式， 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，不允许加入合金元素。3.1.3 熔炼气氛：自耗电极熔炼的熔炼气氛应是在真空或压力不高于250mm汞柱的惰性气体。3.1.4电极头：非自耗电极熔炼的电极头部应是水冷铜制的。3.2化学成分：按炉或批分析的化学成分应符合表1的规定3.2.1检验分析 化学成分允许偏差应符合AMS2249的要求。3.3拉伸性能3.3.1棒材3.3.1.1工业纯钛和钛合金，拉伸性能应符合表的规定3.3.1.2钛合金拉伸性能应符合表对订货状态所规定的要求，必要时，产品应具有以下热处理效应当按MLI-H-81200热处理到固溶处理加时效（SYA）状态时，退火状态提供的产品应能满足表规定的固溶处理加时效（SYA）状态的性能。只有Ti6Al2Sn4Zr2Mo合金，当按MLI-H-81200热处理到双重退火（DA）状态时，产品应能满足表规定的DA状态的性能。3.3.1.3钛合金拉伸性能应符合表对订货状态所规定的要求，另外，产品应具有以下热处理效应：当按MLI-H-81200进行时效时，以固溶处理（ST）状态提供的产品，应能满足表规定的固溶处理加时效（SYA）状态的性能。3.3.2锻坯 拉伸性能应符合锻件制造厂的订货要求（见6.2节）3.4热处理 按本规范提供的产品，应按MIL-H-81200进行热处理（R）表1化学成分 重量百分数（）名义成分元 素AlSnZrCbLaMoVcrFe3/C最大N最大4/H最大O最大Cu或Sn其它元素总量最大5/工 业 纯 钛CP.700.500.080.050.01250.400.30 钛 合 金5Al-2.5Sn4.5-5.752.00-3.000.500.080.050.0200.200.405Al-2.5Sn(ELI)4.5-5.752.00-3.000.256/0.050.0350.01250.126/0.307/6Al-2Cb-1Ta-0.8Mo5.50-6.501.50-2.500.50-1.500.50-1.000.250.050.0350.01250.100.408Al-1Mo-1V7.35-8.350.75-1.250.75-1.250.300.080.050.0150.150.40- 钛 合 金3Al-2.5V2.50-3.502.00-3.000.300.050.020.0150.120.406Al-4V5.50-6.753.50-4.500.300.080.050.0150.200.406Al-4V(ELI)5.50-6.753.50-4.500.250.080.050.01250.130.306Al-6V-2Sn5.50-6.751.50-2.505.00-6.000.35-1.000.050.040.0150.208/0.306Al-2Sn-4Zr-6Mo5.50-6.751.80-2.203.60-4.401.80-2.200.250.050.040.0150.159/0.306Al-2Sn-4Zr-6Mo5.50-6.751.75-2.253.60-4.405.50-6.500.150.040.040.01250.150.407Al-4Mo6.50-7.303.50-4.500.300.100.500.0130.200.40 钛 合 金8Mo-8V-2Fe-3Al2.60-3.407.50-8.507.50-8.501.60-2.400.050.050.0150.160.4011.5Mo-6Zr-4.5Sn3.75-5.254.50-7.5010.00-13.000.350.100.050.0200.180.403Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr3.00-4.003.50-4.503.50-4.507.50-8.505.50-6.500.300.050.030.0200.120.4013V-11cr-3Al2.50-3.5012.5-14.510.0-12.00.35(最大)0.050.050.0250.170.40表1注：1、 余量为钛2、 Y含量最大不超过0.0053、 最大，除非另有规定4、 装运的每批号产品均应测氢5、 不必测定，当进行分析时应符合该要求，除了另有注明，单个其它元素应不大于0.106、 钛加氧应不得超过0.327、 单个其它元素应不大于0.058、 Cu含量为0.351.009、 Si最大0.13表2 工业纯钛和型钛合金最低拉伸性能合金2/厚度、直径或面间距英寸（mm）3/最低拉伸性能 1/KSiMpa0.2KSiMpa4/4/工业纯钛CP704.00（101.60）80 55170 4821530 钛 合 金5Al-2.5Sn4.00（101.60）11579211075810825205Al-2.5Sn(ELI)3.00（76.20）3.004.00（76.20101.60）100（689）100（689）90（620）95（620）108108252020156Al-2Cb-1Ta-0.8Mo4.00（101.60）103（710）95（655）10820158Al-1Mo-1V 5/2.50（63.50）2.504.00（63.50101.60）130（896）120（827）120（827）110（758）10108202015注：（R）1适应于横截面16 平方英寸的产品，性能适合于任意晶粒方向，横截面16平方英寸产品的力学性能应在合同或订单中注明。2 除非另有说明，性能适用于退火状态。3 给定的厚度如XXXX-XXXX应该为“大于到包括在内”4 括号总的值适应于短横向方向，短横向尺寸3英寸5 仅有双重退火DA状态3.5超声质量3.5.1 工业纯钛、和钛合金产品直径、厚度或面间的距离0.5英寸的产品，如果适用，超声质量应符合表V的规定3.5.1.1 除满足V的要求外，当按1.4.2节进行表面精整加工时，以表面光洁度提供的产品，应能满足本规范对表面光洁度规定的要求。3.5.2 钛合金产品钛合金产品的超声质量当有规定（见6.2节）时应符合由采购方和生产单位商定的要求。3.6 显微组织棒材应在整个产品内，具有均匀和完整的变形金属组织，另外，除了Ti-6Al-2Cb-1Ta-0.8Mo合金外，其它非型钛合金产品显微组织本质上应无原始晶界或其它在转变点以上加工的痕迹。除非产品明显地不符合这些要求或不符合由采购方和生产方商定地标准金相照片，否则，显微组织不作为产品拒收地依据。3.6.1 锻坯应具有锻件制造厂订货规定地显微组织（见6.2节）。3.7 尺寸公差3.7.1 轧制棒材轧制棒材的尺寸公差应符合AMS22413.7.2 锻造棒材和锻坯 锻造棒材和锻坯的尺寸公差应符合表的要求。3.8 产品的标识3.8.1 棒材直径或平面最下宽度0.500英寸的棒材，应该以不大于3英尺间距，用重复的符号排成一行作为标记，标记应包括本规范基本编号和修订字母、生产厂家名称或商标，制造的炉号或批号，化学成分（1.2）、热处理状态（1.3）和表面光洁度（1.4）标记的字符大小应清晰可认，并且必须使用适宜标记液，其残余物不能包含多得卤化物痕迹，且应在热碱液中不需要擦拭即可去除，这种标记物应对材料或性能没有危害，贴合应牢固，能够经受住正常的搬运。3.8.1.1 尺寸小于3.8.1节规定的棒材，为了装运应牢固的打捆或装箱（板条箱或木箱等）。每捆或每箱的两端应有如下的标识：本规范的编号合修订字母、生产厂家名称或商标、炉号或批号、化学成分（1.2）热处理状态（1.3）和表面光洁度（1.4）该标识应写于箱子上或以耐久的标签安全可靠的缚在捆包或包装箱上。3.8.2 锻坯 标识应符合锻件制造厂的规定（见6.2节）3.9 工作质量产品在质量和状态方面应均匀一致，无层和其它对于加工或性能有害表面污染，产品应清洁、完好、无外来物和其它对于加工或性能有害的内部缺陷。4质量保证4.1（R）检验责任除非在合同或订货单中另有规定，供方应负责在此规定的所有性能的检验要求。除在合同中另有规定外，供方可以使用自己的或任何适宜的其它设备进行在此规定要求的性能检验，除非官方不允许。政府保留有进行本技术规范中所规定的任何检验权利，可以认为这样的检验在本技术规范中对确保供需双方都符合要求是必须的。表3钛合金最小拉伸性能 1/表格 1合金状态厚度、直径或面间距离英寸（mm）（2）宽度或横截面面积平方英寸（m2104）（2）KSI(PMa)KSI(PMa)（3）（3）6Al-4VA4.00（101.50）48最大130（896）120(827)10254.006.00（101.50152.40）130（896）120(827)1020STA圆方和六方0.500（12.70）不适用的165(1137)155(1068)10200.50-1.00(12.7025.40)160(1103)150(1034)10201.001.50（25.40-38.10）155(1068)145(999)10201.50-2.00(38.10-50.80)150(1034)140(965)10202.00-3.00(50.80-76.20)140(965)130（896）1020STA矩形0.500（12.70）0.508.00（3.2351.62）160(1103)150(1034)10250.50-1.00(12.7025.40)1.004.00（6.45-25.81）155(1068)145(999)10204.008.00（25.8151.62）150(1034)140(965)10201.001.50（25.40-38.10）1.504.00（9.6825.81）150(1034)140(965)10204.008.00（25.8151.62）145(999)135(930)1020表3钛合金最小拉伸性能(续一) 1/合金状态厚度、直径或面间距离英寸（mm）（2）宽度或横截面面积平方英寸（m2104）（2）KSI(PMa)KSI(PMa)（3）（3）6Al-4VSTA矩形1.50-2.00(38.10-50.80)2.004.00（12.9025.81）145(999)135(930)10204.008.00（25.8151.62）140(965)130（896）10202.00-3.00(50.80-76.20)3.008.00（19.3651.62）135(930)125（861）10203.004.00（76.20101.60）4.008.00（25.8151.62）130（896）120（827）8615106Al-4V（ELI）A1.50（38.10）16最大103.23最大130（896）120（827）10251.503.00（38.1076.20）125（861）115（793）10203Al-2.5VA1.000（25.40）不适用90（620）75（517）15306Al-6V2SnA1.50（38.10）32最大（206.46最大）148（1020）137（944）4/10201.503.00（38.1076.20）143（986）131（903）4/10203.004.00（76.20101.60）137（944）129（899）4/1082015STA1.000（25.40）32最大（206.46最大）175（1206）160（1103）8201.002.00（25.4050.80）170（1172）155（1068）8202.00-3.00(50.80-76.20)155（1068）145(999)820表3钛合金最小拉伸性能(续二) 1/合金状态厚度、直径或面间距离英寸（mm）（2）宽度或横截面面积平方英寸（m2104）（2）KSI(PMa)KSI(PMa)（3）（3）6Al-6V2SnSTA3.004.00（76.20101.60）32最大（206.46最大）150(1034）140（965）8620156Al-2Sn-4Zr-6MoDA3.000(76.20)10最大（64.52最大）130（896）120(827)10256Al-2Sn-4Zr-2MoDA2.000（50.80）32最大（206.46最大）160（1103）150(1034）10252.004.00（50.80101.60）1501034）140（965）862015STA2.50(63.50)32最大（206.46最大）170（1172）160（1103）10202.50-3.00(63.50-76.20)165(1138)155（1068）8615123.004.00（76.20101.60）160（1103）(1501034）8615127Al-4MoA1.000（25.40）48最大（309.70最大）145(999)135(930)10201.002.00（25.4050.80）140(965)130（896）10203.00-6.00(76.20-152.40)140(965)130（896）1082015STA1.000（25.40）48最大（309.70最大）170（1172）160（1103）8151.002.00（25.4050.80）160（1103）150(1034）8152.004.00（50.80101.60）150(1034）140(965)861512表3注：（R）1/ 横截面积1.5006.0038.10152.40AAl6.0014.00152.40355.60BA注：1）验收级别应按AMS2631对一类材料的规定。2）扫描的表面积按AMS2631地规定，只是圆棒和平面产品的最小直径或面间距离的英寸应为0.500英寸。4.4.2.2显微组织检查 按表选定的每个样品，除按AMS2643进行低倍组织检查外，还至少应对一个试样进行抛光和腐蚀并进行金相检查，以确定显微组织（3.6）和产品质量（3.9）是否符合要求，显微组织和层检查的放大倍数分别为250X倍和100X倍。为保证验收质量可根据需要采用其它的放大倍数。4.5 质量合格检验4.5.1 尺寸检验依据表选定尺寸检验试样，应与规定的尺寸公差相符。4.5.2 超声检验 当需要时（见3.5到3.5.2节），直径、厚度或平面之间的间距大于等于0.500英寸全部产品，应依据AMS 2631检验是否符合适用的超声质量要求，要求进行超声检验的产品应按采购方和供方达成的规定要求标识（见6.2节）表6锻棒和锻坯尺寸公差表格 2尺寸英寸（mm）尺寸公差英寸（mm）（除宽度和不平直度）1/宽度公差英寸(mm)厚度范围宽度范围0.2501.000（6.3525.40）1.0002.000（25.4050.80）2.0004.000（50.80101.60）4.00010.000（101.60254.00）10.00012.000（254.00304.80）1.0002.000（25.4050.80）3/64，0（1.19，0）1/16，0（1.59，0）1/8，0（3.17，0）2.0004.000（50.80101.60）1/16，0（1.59，0）1/4，0（6.35，0）1/4，0（6.35，0）1/4，0（6.35，0）4.00010.000（101.60254.00）1/4，0（6.35，0）1/4，0（6.35，0）3/8，0（9.53，0）3/8，0（9.53，0）6.00010.000（152.40254.00）3/8，0（9.53，0）3/8，0（9.53，0）3/8，0（9.53，0）1/2，0（12.7，0）10.00012.000（254.00304.80）3/8，0（9.53，0）3/8，0（9.53，0）1/2，0（12.7，0）5/8，0（15.87，0）注：1/平直度公差：长度小于60英寸时平直度（弯曲）的最大偏差不应超过1/8英寸（3.17mm），而长度大于是60英寸时，平直度（弯曲）不应超过L/480英寸（L/1.2192、104mm），此处“L”指的是英寸（mm）表示的长度。表7棒材产品质量合格检验取样检验或试验试样熔炼炉1/批号2/目视检验3/按MIL-STD-105随机取样检验级别级，按AQL15尺寸检验按MIL-STD-105随机取样检验级别S-3，验收编号0 4/拉伸试验和金相组织3/批量（根）每批样品数量（随机取样）拉伸试验金相检验11516505115015150050024686/12347/超声检验3/根据4、5、2节注：1/ 试样的单位是铸锭。2/ 试样的单位是加工（轧制或锻造并经热处理）长度的棒材。3/ 不适用4/ 除氢应在每批上进行分析外，以炉号或批号分析验收都可以。5/ 采购方应得到全部铸锭的分析数据。6/ 当批量大于500根时，按上面要求，应该是8根加上所超过的棒材根数相应的取样根数。7/当批量大于500根时，按上面要求，应该是4根加上所超过的棒材根数相应的取样根数。注：原文为54.5.3 包装每一批装运货物应检验是否符合3.8.1.1节和第5节规定的包装和标记要求。4.6 质量合格试验4.6.1 化学分析产品的每熔炼炉或每一批依据表选定的分析试样采用ASTM E120化学分析方法或FED-STD-151方法112.2的光谱化学分析方法进行符合化学成分要求的分析，氢应按ASTM E146进行分析，且每一装运批材料均应测定氢含量，其它的分析方法经采购部门的书面许可后也可以使用。4.6.1.1 当有争议时应以ASTM E120 和ASTM E146方法的化学分析结果为准。4.6.2 拉伸试验为确定是否符合拉伸性能要求，首先应按表选定每批号的样品，而后每个样品按表切取试验用的拉伸试样，产品在订货的热处理状态下进行试验（见6.2）如果需要，按有关文件规定以退火状态（A）或双重退火状态（DA）提供的钛合金产品和以固溶处理状态（ST）提供的钛合金，都应进行对STA 状态拉伸性能的效应试验，并报告结果除了拉伸应变速率应以0.0030.007英寸/英寸/分通过屈服强度点，然后增加该应变速率使拉伸试样在继续拉伸的约一分钟断裂，拉伸试验应按ASTM E8的方法完成，假如出现异议，完成仲裁拉伸试验的拉伸机应有定速应变速率试验装置，且使用的应变速率为0.005英寸/英寸/分，通过屈服强度点，通过屈服强度点之后的最小十字头速度应为0.10英寸/分。4.7 拒收和重复试验4.7.1 拒收除非在不符合拉伸性能要求的情况下允许按4.7.2节重复试验外，不符合本规范规定要求的试验样所代表的批应拒收。 表8 拉伸试样要求产品尺寸、英寸mm 拉伸试验厚度、直径或面间距离宽度形状试验方向及部位圆、方和六方棒材0.3751.500（9.5238.10）1R1 R2 或R3从横截面中心取纵向1.500（38.10）1R1 R2 或R3从横截面中心和1/2半径之间取纵向矩形棒材0.3750.500（9.5212.70）3.0076.20F2 或R3从横截面中心取纵向0.500（12.70）3.00（76.20）R1 R2 或R3从横截面中心和1/2半径之间取纵向和横向（4）注：1）不适用 2）R1、R2、或R3所指明的试样对应于ASTM E8中所规定的圆形拉伸试样工作部位的名义直径分别为0.500，0.350和0.250英寸，在有争议的情况下，以这三种试样的尺寸中最大可能的一种为准。 3）F2系指标准薄板型试样，按照ASTM E8中对矩形拉伸试样的规定，试样工作部位宽度为1/2英寸。 4）对于短横向尺寸3英寸的产品，横向试样应该取自短横向。4.7.2重复试验 从原来取样不合格的每根棒材取双倍拉伸试样进行试验，重新试验的试样取自不合格的拉伸试样的临近处。任何重新试验不合格者应作如下处理：（a）不合格的拉伸试样所代表的棒材予以拒收。（b）整批号的棒材100进行拉伸试验，仅验收符合本规范要求的棒材。4.7.3试验试样的更换除了由于劣质的或有缺陷的材料引起，试验试样的更换应依据FED-STD-151进行。5、 包装5.1 应用 第五节的要求仅适用于直接向购买方或直接向政府交货。5.2 除另有规定外，产品应分别按尺寸、炉号和热处理状态包装交货。5.3.1 A级国内装运、储存和国外装运，产品应依照MIL-STD-163的要求进行包装，参照不锈钢。5.3.2C级用于运往第一目的地后立即使用的最小军用包装（国内交付）。由运输者验收要求包装有更高要求的货物，应装入外式装运箱中，以确保用最低运费安全运输到达交付点，集装箱至少要满足适宜于其运输方式所规定的规则和惯例的要求。5.4 运输标记除了合同或订单（见6.2）要求的特殊标记外，装运箱必须按MILSTD129进行标记，标识由列在订单上的以下内容构成：a 按照在购买文件中规定的货物号和其它标识：