先进发动机涡轮叶片用第三代单晶高温合金 DD90-征求意见稿

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

先进发动机涡轮叶片用第三代单晶高温合金DD90

DD90singlecrystalsuperalloyforturbineblades

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—2020

先进发动机涡轮叶片用第三代单晶高温合金DD90

1范围

本文件规定了DD90单晶高温合金母合金的订货内容、尺寸、重量、技术要求、试验方法、检验规

则、包装、标志、质量证明书、运输与贮存。

本文件适用于采用真空感应冶炼方法的DD90单晶高温合金母合金（以下简称母合金）。

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/T228.2金属高温拉伸试验方法

GB/T2039金属高温拉伸持久试验方法

GB/T25932铸造高温合金母合金通用技术条件

GB/T31309镍基高温合金电子空位数计算方法

HB/Z131铸造高温合金选用原材料技术要求

HB5220（所有部分）高温合金化学分析方法

HB5406铸造高温合金锭浮渣试验方法

HB20247.3~20247.9高温合金化学成分光谱分析方法

IOSTS15338表面化学分析-GDMS

3术语和定义

GB/T25932界定的术语和定义适用本文件。

4订货内容

按照本文件订货的合同或订单应包含但不限于以下内容：

a)本文件编号和名称；

b)产品名称；

c)合金牌号；

d)冶炼方法；

e)尺寸；

f)重量；

g)供需双方协商确定的事项。

5尺寸、重量

5.1尺寸

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T/CSTMXXXXX—2020

母合金的公称直径为70mm～90mm，公称长度不小于300mm，局部打磨区域允许超过尺寸范围。

若需方对母合金尺寸有特殊要求，由供需双方协商确定。

5.2重量

母合金按实际重量交货，也可按理论重量交货。按理论重量交货时，母合金的密度按8.7g/cm3计算。

6技术要求

6.1原材料

熔炼母合金使用的原材料应符合HB/Z131的规定。如需使用返回料，应由供需双方协商确定并在

合同中注明。

6.2冶炼方法

母合金锭采用真空感应炉冶炼并浇注成合金锭。

6.3化学成分和电子空位数

6.3.1母合金的化学成分（成品分析）应符合表1的规定。

6.3.2母合金电子空位数应按成品化学成分计算，宜为2.04～2.15。供方应提供计算数据，但不作为

验收依据。

表1化学成分

牌号CrCoWMoAlTaRe

DD906.4~6.69.3~10.06.2~6.60.5~0.75.45~5.756.3~6.72.8~3.1

牌号TiHfNiCNbPbBi

DD900.9~1.10.07~0.12余≤0.006≤0.1≤0.0002≤0.00002

牌号SeTeTlSbAsCdGa

DD90≤0.0002≤0.0001≤0.00003≤0.0002≤0.0005≤0.0002≤0.0015

牌号GeAuInHgLaPdK

DD90≤0.0002≤0.0002≤0.00002≤0.0002≤0.001≤0.08≤0.001

牌号AgNaThSnUZnRu

DD90≤0.0002≤0.002≤0.0003≤0.0015≤0.0003≤0.0005≤0.1

牌号VFeCaClCuBMg

DD90≤0.1≤0.25≤0.005≤0.0002≤0.005≤0.0025≤0.012

牌号MnNOPPtSSi

DD90≤0.01≤0.001≤0.001≤0.002≤0.08≤0.0005≤0.04

牌号ZrYHCe

DD90≤0.01≤0.002≤0.0005≤0.002

6.4交货状态

母合金以铸态交付。经供需双方协商，并在合同中注明，也可以其他状态交货。

6.5力学性能

每炉合金锭应重熔浇注单晶试棒，采用高速凝固法（HRS）定向凝固制备，切取力学性能试样。

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试棒由一个晶粒构成，[001]生长方向与试样主应力轴的偏离角度不超过15o，取向结果仅作为数据

累积使用，不作为判定依据。

根据需方要求，并在合同中注明，可检测力学性能。试样毛坯经表2推荐的热处理制度处理后，

其力学性能应符合表2的规定。

表2力学性能

高温拉伸性能高温蠕变性能

蠕变

抗拉断面蠕变

规定塑性断后伸断面

试验强度收缩试验断裂

推荐热处理制度延伸强度长率应力收缩

温度Rm率温度时间

Rp0.2/MPaA/%σ/MPa率

T/℃/MPaZ/%T/℃tu/h

Zu/%

不小于不小于

a)固溶处理：1280℃～1320℃，保温10h，空

980690560152285065080实测

冷或以相当于空冷速度冷却；

b)一次时效处理：1140℃，保温6h，空冷或以

相当于空冷速度冷却；

c)二次时效处理：870℃，保温16h，空冷或以760112085545105019070实测

相当于空冷速度冷却。

6.6浮渣试验

母合金应进行浮渣试验，熔池表面浮渣面积比应不超过2％；如有需求可采用金相法评定。经供

需双方协商，并在合同中注明，也可不进行浮渣试验。

6.7表面质量

6.7.1母合金表面应去除氧化皮，不应有粘铁、耐火材料和熔渣等外来夹杂物及蜂窝状缺陷。

6.7.2母合金应切除一次缩孔，端面允许有直径不大于5mm的无残渣和夹杂物的二次缩孔。

6.8产品标识

母合金的上、下端面均应标有合金牌号、冶炼炉号等产品标识，不允许用油漆、激光进行标记。

7试验方法

7.1化学成分

合金的主元素（质量分数≧0.1%）的检验按HB20247.3~20247.9《高温合金化学成分光谱分析方

法》的规定进行。微量元素（质量分数<0.1%）中，C、O、N、H等元素的检验按HB5220（所有部分）

《高温合金化学分析方法》的规定进行，其它微量元素的检验按IOSTS15338《表面化学分析-GDMS》

的规定进行。

7.2其他检验项目

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其他检验项目的试验方法按表3的规定执行。

表3检验项目、取样数量、取样部位及试验方法

序号检验项目取样数量取样部位试验方法

每炉批在合金锭的上部和下部

1化学成分2个/批按7.1的规定

两个部位各取一份试样

每炉批抽取2根拉伸试样进行

2高温拉伸2个/批GB/T228.2

760℃、980℃拉伸试验

炉批抽取2根持久试样进行

3高温持久2个/批GB/T2039

850℃、1050℃持久试验

4电子空位数1个/批母合金棒上部GB/T31309

5浮渣试验1个/批每炉批抽取1根合金锭上部HB5406

精度为1mm的钢卷尺等适

6尺寸逐支—

用精度的测量工具

7表面质量逐支—目视

8产品标识逐支—目视

检验力学性能时，供方应给需方附带足够数量的、与供方受检同一状态的试棒。

8检验规则

8.1检查和验收

母合金的检查和验收由供方的质量监督部门进行，需方有权对本文件或合同所规定的任一检验项目

进行检查和验收。

8.2组批规则

母合金应按冶炼炉次组批提交检验和验收。

8.3取样数量和取样部位

母合金的取样数量和取样部位应符合表3的规定。

8.4复验和判定规则

8.4.1化学成分分析结果不合格时，可从原母合金棒的上、下端各取一个试样，对不合格元素进行

复验，即使有1个试样分析不合格，则该批母合金判为不合格。

8.4.2当热处理记录满足要求时，如果试棒的某项力学性能不合格，则允许从同炉批中重取双倍数量

的试棒重复检验不合格项目，复检结果应全部合格，且复验结果与原始检验结果的平均值也应合格；

若仍不合格，该炉合金锭判为不合格。当热处理记录不能满足要求时，则重新热处理后再测试试棒。

测量力学性能的试样若在拉断后发现疏松、夹渣、气孔等冶金缺陷，导致试验结果不合格时，则认为

该实验结果无效，应重新取样检验。

8.4.3浮渣检验结果不合格时，允许从同炉合金锭中重新取样进行检验，若仍不合格，该炉合金锭判

为不合格。

8.4.4尺寸、表面质量不合格时，该支母合金棒判为不合格。允许进行修整，判定合格后可交货。

8.4.5产品标识不合格时，该支母合金棒判为不合格。

5

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9包装、标志、质量证明书、运输与贮存

9.1包装、标志、质量证明书

母合金的包装、标志、质量证明书应符合GB/T25932的规定。

9.2运输与贮存

母合金及随炉力学性能试棒应在清洁、干燥、并防腐蚀的条件下运输与贮存，平稳装卸，按炉批

整齐存放。

6

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附录A

（资料性）

起草单位和主要起草人

本文件起草单位：中国科学院金属研究所、xxx、xxx、xxx、冶金工业信息标准研究院。

本文件主要起草人：刘纪德、周亦胄、王新广、杨彦红、刘金来、李金国、侯贵臣、孙晓峰。

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前  言

本文件按照GB/T1.1-2020《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。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会钢铁材料领域委员会领域委员会（CSTM/FC01）提出。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会钢铁材料领域委员会（CSTM/FC01）归口。

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先进发动机涡轮叶片用第三代单晶高温合金DD90

1范围

本文件规定了DD90单晶高温合金母合金的订货内容、尺寸、重量、技术要求、试验方法、检验规

则、包装、标志、质量证明书、运输与贮存。

本文件适用于采用真空感应冶炼方法的DD90单晶高温合金母合金（以下简称母合金）。

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/T228.2金属高温拉伸试验方法

GB/T2039金属高温拉伸持久试验方法

GB/T25932铸造高温合金母合金通用技术条件

GB/T31309镍基高温合金电子空位数计算方法

HB/Z131铸造高温合金选用原材料技术要求

HB5220（所有部分）高温合金化学分析方法

HB5406铸造高温合金锭浮渣试验方法

HB20247.3~20247.9高温合金化学成分光谱分析方法

IOSTS15338表面化学分析-GDMS

3术语和定义

GB/T25932界定的术语和定义适用本文件。

4订货内容

按照本文件订货的合同或订单应包含但不限于以下内容：

a)本文件编号和名称；

b)产品名称；

c)合金牌号；

d)冶炼方法；

e)尺寸；

f)重量；

g)供需双方协商确定的事项。

5尺寸、重量

5.1尺寸

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母合金的公称直径为70mm～90mm，公称长度不小于300mm，局部打磨区域允许超过尺寸范围。

若需方对母合金尺寸有特殊要求，由供需双方协商确定。

5.2重量

母合金按实际重量交货，也可按理论重量交货。按理论重量交货时，母合金的密度按8.7g/cm3计算。

6技术要求

6.1原材料

熔炼母合金使用的原材料应符合HB/Z131的规定。如需使用返回料，应由供需双方协商确定并在

合同中注明。

6.2冶炼方法

母合金锭采用真空感应炉冶炼并浇注成合金锭。

6.3化学成分和电子空位数

6.3.1母合金的化学成分（成品分析）应符合表1的规定。

6.3.2母合金电子空位数应按成品化学成分计算，宜为2.04～2.15。供方应提供计算数据，但不作为

验收依据。

表1化学成分

牌号CrCoWMoAlTaRe

DD906.4~6.69.3~10.06.2~6.60.5~0.75.45~5.756.3~6.72.8~3.1

牌号TiHfNiCNbPbBi

DD900.9~1.10.07~0.12余≤0.006≤0.1≤0.0002≤0.00002

牌号SeTeTlSbAsCdGa

DD90≤0.0002≤0.0001≤0.00003≤0.0002≤0.0