(高清版)GB∕T 37584-2019 鈦及鈦合金制件熱處理

ICS25.200鈦及鈦合金制件熱處理Heattreatmentoftitan國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標準化管理委員會GB/T37584—2019 I 5設(shè)備與工裝 46熱處理工藝與過程控制 67生產(chǎn)操作與過程控制 8質(zhì)量控制與檢驗 9技術(shù)安全與節(jié)能環(huán)保 10人員資質(zhì) 附錄A(資料性附錄)最大等效圓(ER)值的計算方法 IGB/T37584—2019本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標準由全國熱處理標準化技術(shù)委員會(SAC/TC75)提出并歸口。立機械有限責(zé)任公司、貴州航宇科技發(fā)展股份有限公司。1GB/T37584—2019鈦及鈦合金制件熱處理1范圍本標準規(guī)定了鈦及鈦合金制件(半成品及零件)熱處理的材料、設(shè)備與工裝、熱處理工藝與過程控本標準適用于鈦及鈦合金制件的熱處理。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T228.1金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T228.2金屬材料拉伸試驗第2部分：高溫試驗方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T232金屬材料彎曲試驗方法GB/T3620.1鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分GB/T4161金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌度KIc試驗方法GB/T4698.15海綿鈦、鈦及鈦合金化學(xué)分析方法氫量的測定GB/T4844純氦、高純氦和超純氦GB5226.1機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件GB5959.4電熱裝置的安全第4部分：對電阻加熱裝置的特殊要求GB/T6611鈦及鈦合金術(shù)語和金相圖譜GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語GB/T10066.1電熱設(shè)備的試驗方法第1部分：通用部分GB/T10067.1電熱裝置基本技術(shù)條件第1部分：通用部分GB/T10067.4電熱裝置基本技術(shù)條件第4部分：間接電阻爐GB15735金屬熱處理生產(chǎn)過程安全、衛(wèi)生要求GB/T23603鈦及鈦合金表面污染層檢測方法GB/T27946熱處理工作場所空氣中有害物質(zhì)的限值GB/T30822熱處理環(huán)境保護技術(shù)要求GB/T30825熱處理溫度測量GB/T32541熱處理質(zhì)量控制體系HB/Z344鈦合金酸洗工藝及質(zhì)量檢驗JB/T6955熱處理常用淬火介質(zhì)技術(shù)要求JB/T13026熱處理用油基淬火介質(zhì)2GB/T37584—20193術(shù)語和定義GB/T6611、GB/T7232、GB/T23603和GB/T30825界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.13.2在一定溫度(通常為β轉(zhuǎn)變溫度以下15℃~40℃)保溫足夠時間使可溶組分充分溶入固溶體的加3.3將鈦合金加熱到β轉(zhuǎn)變溫度以上進行的退火處理。3.4制件在含氫環(huán)境中加熱或化學(xué)加工及酸洗處理中吸氫的過程。3.54材料4.1.1.1鈦及鈦合金可以根據(jù)不同目的按不同原則分類。通常按不同退火組織形態(tài)分類，則可將鈦合金分為α合金、a-β合金、β合金等幾種類型。GB/T3620.1中常用鈦及鈦合金材料成分見表1。3GB/T37584—2019表1常用鈦及鈦合金牌號及名義成分名稱牌號名義成分α鈦合金工業(yè)純鈦Ti-5Al-2.5SnTA11Ti-8Al-1Mo-1VTA15Ti-6Al-2Zr-1Mo-1VTA18Ti-3Al-2.5VTA19Ti-6Al-2Sn-4Zr-2MoTA21Ti-1Al-1MnTi-2Al-1.5MnTi-3Al-1.5Mnα-β鈦合金TC4、ZTC4TC10TC11TC16TC17TC18TC19TC21Ti-6Al-4VTi-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.3Si-0.5FeTi-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5FeTi-6.5Al-3.3Mo-1.5Zr-0.25SiTi-3Al-5Mo-4.5VTi-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4CrTi-5Al-5Mo-5V-1Cr-1FeTi-6Al-2Sn-4Zr-6MoTi-6Al-2Mo-1.5Cr-2Sn-2Zr-2NbTi-5Al-2Sn-0.25SiTi-5.5Al-3.0Mo-1.5V-1Fe-1Cu-1.5Sn-3.5Zrβ鈦合金Ti-3Al-5V-5Mo-8CrTi-10Mo-8V-1Fe-3AlTi-15V-3Cr-3Sn-3AlTi-10V-2Fe-3Al4.1.1.2鈦及鈦合金材料應(yīng)符合相應(yīng)的材料標準或規(guī)范規(guī)定，規(guī)格應(yīng)滿足制件需要或客戶要求。4.1.2.1鈦合金熱處理通?？煞譃榉菑娀療崽幚砗蛷娀療崽幚?。α型鈦合金的熱處理一般為非強化熱4.1.2.2鈦合金的非強化熱處理通常采用退火(包括普通退火、雙重退火和等溫退火等),強化熱處理通常采用固溶十時效處理。當需要消除或減少鈦合金制件在鑄造、冷熱變形、焊接、機械加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力時，應(yīng)采用非強化熱處理；當需要獲得設(shè)計的綜合性能或某種特殊性能(如斷裂韌性、疲勞性能或4GB/T37584—2019熱強性能等)時，應(yīng)采用強化熱處理。4.1.2.3β型鈦合金制件和其他經(jīng)過固溶處理但未經(jīng)時效處理的制件不應(yīng)進行退火和去應(yīng)力退火。4.2常用工藝材料4.2.1.1鈦及鈦合金制件熱處理用氣體一般為空氣和惰性氣體。惰性氣體通常為高純氬、高純氦或兩者的混合氣，高純氬和高純氦應(yīng)分別符合GB/T4842和GB/T4844的規(guī)定。也可以采用其他符合工藝要求的惰性氣體。4.2.1.2當采用工藝文件規(guī)定的其他氣體時，其技術(shù)指標應(yīng)滿足工藝文件要求。4.2.2.1冷卻介質(zhì)為油時，應(yīng)符合JB/T13026的規(guī)定；介質(zhì)為水或水溶液時應(yīng)符合JB/T6955的要求。4.2.2.2冷卻介質(zhì)的使用溫度應(yīng)不高于產(chǎn)品規(guī)定的溫度范圍。油冷時油的起始溫度應(yīng)控制在15℃~70℃范圍，冷卻過程中油溫最高應(yīng)在淬火油開口閃點以下80℃范圍。4.2.2.3采用水或水溶液冷卻時，介質(zhì)起始溫度應(yīng)不高于40℃。5設(shè)備與工裝5.1.1.1.1鈦及鈦合金制件可以用空氣爐、惰性氣體保護爐或真空爐等進行熱處理。不應(yīng)使用鹽浴爐和流態(tài)床爐。5.1.1.1.2用于各類鈦合金制件熱處理的加熱爐內(nèi)均不應(yīng)含有對制件產(chǎn)生不良影響的材料和/或介質(zhì)。設(shè)備的加熱特性應(yīng)滿足制件熱處理工藝和工藝規(guī)范要求。5.1.1.1.3當處理的制件有爐內(nèi)冷卻速率要求時，設(shè)備應(yīng)具有適應(yīng)工藝要求的冷速控制功能和控制裝置，且冷速應(yīng)滿足工藝文件或客戶要求。5.1.1.1.4應(yīng)保證氫、氧、氮、碳對制件的污染程度最低，并保證熱處理后的制件滿足相應(yīng)技術(shù)文件的要求。5.1.1.1.5熱處理爐設(shè)備的分類、溫度均勻性檢驗、系統(tǒng)準確度校驗和爐溫控制與記錄應(yīng)符合GB/T32541的規(guī)定。儀表配置類型應(yīng)不低于GB/T32541規(guī)定的D型配置。5.1.1.1.6用于制件退火、固溶處理的加熱設(shè)備，其溫度均勻性應(yīng)不低于GB/T32541中Ⅲ類爐的規(guī)定，用于制件時效的加熱設(shè)備，其溫度均勻性應(yīng)不低于GB/T32541中Ⅱ類爐的規(guī)定。工藝文件另有規(guī)5.1.1.1.7各類加熱設(shè)備均應(yīng)具有相應(yīng)的爐溫均勻性測量和系統(tǒng)準確度校驗用溫度傳感器插入孔或連接結(jié)構(gòu)或饋入裝置(溫度控制的液體槽除外)。插入孔、連接結(jié)構(gòu)及饋入裝置不應(yīng)對設(shè)備的加熱保溫性能和密封性能產(chǎn)生不良影響。5.1.1.1.8制件加熱后冷卻用的真空油淬爐和具有自動淬火功能的其他熱處理爐，其淬火轉(zhuǎn)移時間應(yīng)保證滿足工藝文件要求。5GB/T37584—20195.1.1.2.1空氣電阻爐可用于所有類型鈦合金半成品件的加熱。5.1.1.2.2空氣電阻爐應(yīng)有良好的密封性和保溫性能，滿足均勻加熱的要求。用于低于650℃時效處理的爐子應(yīng)配置爐氣循環(huán)風(fēng)扇。5.1.1.3.1惰性氣體爐內(nèi)的惰性氣體應(yīng)循環(huán)流動且通暢，以使整爐鈦合金制件的所有表面獲得保護。5.1.1.3.2應(yīng)保證惰性氣體的循環(huán)合理，不對爐子的溫度均勻性產(chǎn)生不良影響。5.1.1.4真空爐5.1.1.4.1鈦合金件在真空爐中進行加熱時，真空爐的極限真空壓強應(yīng)不大于6.7×10-3Pa,冷態(tài)壓升5.1.1.4.2真空爐加熱室應(yīng)具備回充保護氣體的功能，并應(yīng)配備爐氣壓力測量及顯示儀表，對回充氣體5.1.1.4.3真空高壓氣淬爐的氣淬冷卻能力應(yīng)滿足制件的工藝要求。5.1.2.1.1淬火槽的容積應(yīng)能保證制件在連續(xù)生產(chǎn)條件下具備足夠的冷卻能力和制件在槽中移動的需要，并應(yīng)保證制件淬火或時效后達到規(guī)定的性能要求。必要時，淬火槽可帶機械攪拌等裝置(不得采用壓縮氣體攪拌)。5.1.2.1.2對于具有氣淬功能的真空爐，其淬火冷卻能力應(yīng)滿足工藝要求；對于具有水淬功能的真空爐，水冷淬火槽不應(yīng)對加熱室以及設(shè)備的真空度產(chǎn)生不良影響。5.1.2.1.3對淬火槽液溫度有要求時，應(yīng)配備分辨力不低于3℃的測溫儀表。淬火槽應(yīng)配置槽液冷卻緩冷箱用于要求在空氣中慢冷/緩冷(即，比自然爐冷快但比空冷慢，以下均同)的制件冷卻。為滿足制件的緩冷要求，緩冷箱內(nèi)一般放置鐵砂或石英砂或符合工藝要求的其他材料。采用連續(xù)式爐進行固溶處理的薄板、厚板和帶材制件冷卻時可采用噴霧或流體淬火冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)在制件出爐時以一定的流速將霧狀或液態(tài)的淬火劑均勻地噴在制件的所有表面并使之保持一段時間，以保證制件固溶或時效處理后能達到規(guī)定的性能要求。5.1.3.1制件和工裝夾具的清洗和清理應(yīng)采用專用設(shè)備。有溫度要求的清洗設(shè)備，應(yīng)配備分辨力不低于3℃的測溫儀表。6GB/T37584—20195.1.3.2清洗和清理制件及工裝夾具應(yīng)采用符合制件清洗質(zhì)量要求的設(shè)備、噴砂和噴丸設(shè)備；選用的清洗劑、砂和丸不應(yīng)對制件和設(shè)備產(chǎn)生有害影響。設(shè)備應(yīng)具備抽風(fēng)和排污處理裝置。陶瓷材料)制成，且均不得與所承載的鈦合金制件發(fā)生反應(yīng)，也不應(yīng)對熱處理設(shè)備產(chǎn)生不良影響。不應(yīng)使用帶有封閉腔體的管材制作工裝夾具。如果加熱過程中金屬的工裝夾具與鈦合金制件接觸可能發(fā)生5.2.2制件熱處理用的料筐、料架和工裝夾具應(yīng)保證加熱及冷卻介質(zhì)的循環(huán)通暢，并應(yīng)能控制或減少制件在加熱和冷卻過程中的畸變。6熱處理工藝與過程控制6.1熱處理工藝鈦及鈦合金制件的退火(包括普通退火、雙重退火、等溫退火)處理制度應(yīng)符合表2的規(guī)定。保溫時間可根據(jù)制件的最大截面厚度按表2選取，也可根據(jù)制件的截面厚度按表3計算確定。表2退火制度合金類型合金牌號板材、帶材及厚板制件加熱溫度℃保溫時間冷卻方式加熱溫度℃保溫時間冷卻方式α鈦合金空冷空冷空冷空冷空冷Tg-(15～30)α-β鈦合金空冷空冷空冷7GB/T37584—2019表2(續(xù))合金類型合金牌號板材、帶材及厚板制件棒材制件及鍛件加熱溫度℃保溫時間min冷卻方式加熱溫度℃保溫時間min冷卻方式α-β鈦合金ZTC3910～930爐冷ZTC4910～930爐冷ZTC5—910～930爐冷爐冷到480℃以下。若雙重退火，第二階段應(yīng)在790℃保溫15min,空冷。b隨后在595℃保溫8h,空冷?！惝擳C4合金制件的再結(jié)晶退火用于提高斷裂韌度時，通常采用以下制度：在β轉(zhuǎn)變溫度以下30℃~45℃,保溫1h～4h,空冷或更慢冷；再在700℃~760℃保溫1h～2h,空冷。4若TC4合金制件采用雙重退火(或固溶處理和退火)時，退火處理制度為：在β轉(zhuǎn)變溫度以下30℃~45℃,保溫1h～2h,空冷或更快冷；再在700℃~760℃保溫1h～2h,空冷?？绽浜笤?30℃~580℃保溫2h～12h,空冷。以2℃/min～4℃/min的速度爐冷至550℃(在真空爐中不高于500℃),然后空冷。復(fù)雜退火，爐冷至740℃~760℃保溫1h～3h,空冷，再在500℃~650℃保溫2h～6h,空冷。保溫時間變溫度以上25℃±15℃加熱并保溫不少于30min。制件在空氣或惰性氣體中冷至環(huán)境溫度，不應(yīng)隨爐冷卻。6.1.1.2.2除合同或圖樣另有規(guī)定外，不應(yīng)水冷。若采用水冷，TC4、TC4ELI、Ti-6Al-6V-2Sn合金水冷后還應(yīng)在730℃~760℃保溫1h～3h,進行第二次退火。內(nèi)應(yīng)力。去應(yīng)力退火所采用的加熱溫度和保溫時間應(yīng)按表4規(guī)定。制件應(yīng)在真空、空氣或惰性氣體中8GB/T37584—2019冷卻或者隨爐冷卻。6.1.1.3.2對于已經(jīng)固溶處理十時效強化或經(jīng)過雙重退火的制件，去應(yīng)力退火的加熱溫度不應(yīng)超過時效溫度或第二階段退火溫度。表4去應(yīng)力退火制度合金類型合金牌號加熱溫度℃保溫時間TA2、TA3、TA49GB/T37584—2019β轉(zhuǎn)變溫度或高于α-β區(qū)溫度進行。固溶熱處理制度可按表5的規(guī)定執(zhí)行。制件淬火轉(zhuǎn)移時間應(yīng)符合表6的規(guī)定，TC4半成品件應(yīng)符合表7的規(guī)定。合金類型合金牌號板材、帶材及厚板制件棒材制件、鍛件及鑄件冷卻方式加熱溫度℃保溫時間加熱溫度℃保溫時間水淬水淬水淬—水淬——水淬水淬Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr-0.25Si水淬β鈦合金 —最小截面厚度mm轉(zhuǎn)移時間s≤0.66>0.6～2.5>2.5～25注1:淬火轉(zhuǎn)移時間是指從爐門打開直到整個裝料完全浸入淬火劑所用的時間。GB/T37584—2019最小截面厚度轉(zhuǎn)移時間s68注：淬火轉(zhuǎn)移時間是指從爐門打開直到整個裝料完全浸入淬火劑所用的時間。但若能夠確定爐門開啟過程中，所有裝料的溫度下降仍在工藝溫度允許的溫度偏差內(nèi)，則可以不將爐門開啟的時間計算到轉(zhuǎn)移時間內(nèi)。6.1.2.1.2對于TC4、TC4ELI、Ti-66.1.2.1.3TC16合金緊固件的強化熱處理由三個必要的工序組成：退火(780℃×2h,以2℃/min~4℃/min的速度爐冷至550℃,然后空冷)、淬火(800℃×2h,水冷)和時效[560℃×(6h～10h),空注：TC16合金緊固件的強化熱處理可選擇下述工藝進行：加熱至790℃~810℃保溫2h,以2℃/min~4℃/min的速度爐冷至760℃~780℃,保溫2h,水冷；在500℃~540℃時效，保溫4h～8h,空冷。固溶熱處理后應(yīng)按表8規(guī)定對合金制件進行時效處理。時效后，制件應(yīng)在真空、空氣或惰性氣體中合金類型合金牌號加熱溫度℃保溫時間hα鈦合金TA11540～6208～24TA19565～620α-β鈦合金480～690500～620TC10510～6004～8TC16500～5804～10TC17480～6754～8TC18480～6004～10TC19585～6754～8Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr-0.25Si480～675β鈦合金450～5508～24480～675480～6208～10GB/T37584—20196.2工藝過程控制6.2.1.1鈦及鈦合金制件的熱處理應(yīng)在符合工藝規(guī)定滿足溫度均勻性的熱處理爐內(nèi)進行。6.2.1.2除非工藝文件特別規(guī)定，本標準所有給出的溫度范圍值是溫度控制儀表可以設(shè)定的范圍值。6.2.1.3若以載荷熱電偶作為溫度控制熱電偶，則爐內(nèi)任意其他工藝溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)都不應(yīng)超過工藝設(shè)定溫度允許的最大偏差上限。6.2.2保溫時間及起始計算6.2.2.1除非工藝文件另有規(guī)定，熱處理保溫時間的起始計算均應(yīng)以爐內(nèi)最后一支工藝溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)到達工藝設(shè)定溫度所要求的溫度均勻性下限時開始。6.2.2.2保溫時間可以用實驗方法確定。形狀復(fù)雜制件其加熱保溫時間可采用等效圓(ER)法確定，計算方法參見附錄A。6.2.2.3制件在真空爐中加熱時，若加熱滯后時間已知，保溫時間為加熱滯后時間加上表3和表4對應(yīng)欄所規(guī)定的時間；加熱滯后時間未知時，保溫時間為表3和表4對應(yīng)欄規(guī)定的保溫時間的2倍。6.2.3淬火轉(zhuǎn)移時間及計算6.2.3.1淬火轉(zhuǎn)移時間按表6和表7執(zhí)行。對于薄壁件、片狀件和細小制件，淬火轉(zhuǎn)移時間應(yīng)盡量縮短。工藝文件對淬火轉(zhuǎn)移時間另有規(guī)定的，按工藝文件執(zhí)行。6.2.3.2對于空氣爐、惰性氣體爐和真空爐(除單室爐),淬火轉(zhuǎn)移時間的計算一般應(yīng)以加熱室爐門開啟時刻為起始直至裝料完全沒入冷卻介質(zhì)中為止。對于大型真空爐，應(yīng)通過工藝試驗和性能測試確定是否可從裝料開始移動時刻為起始進行淬火轉(zhuǎn)移時間的計算。6.2.4.1采用真空爐進行制件固溶加熱時，真空工作壓強應(yīng)根據(jù)加熱溫度不同按下列規(guī)定控制：a)加熱溫度不大于750℃時，真空壓強不大于6.7×10-2Pa;b)加熱溫度超過750℃時，應(yīng)向加熱室回充氬氣、氦氣或兩者的混合氣或其他符合工藝要求的氣、體進行分壓保護，以防止制件表面出現(xiàn)合金元素貧化的現(xiàn)象。分壓壓強應(yīng)控制在1.33Pa~13.3Pa范圍；工藝文件另有規(guī)定的，按工藝文件6.2.4.2采用真空爐進行制件時效加熱時，真空工作壓強應(yīng)控制在6.7×10-2Pa～1.33×10-2Pa范圍。6.2.5.1加熱介質(zhì)應(yīng)符合4.2.1要求，爐內(nèi)加熱介質(zhì)需呈還原性氣氛，但允許呈弱氧化性氣氛。6.2.5.2在整個熱處理過程中，禁止采用鹽浴、吸熱式或放熱式氣氛、氫氣氣氛(特殊工藝有要求的除外)以及氨裂解后形成的氣氛進行加熱。7生產(chǎn)操作與過程控制7.1一般要求7.1.1.1待熱處理的制件和試樣表面應(yīng)保持凈潔和干燥，特別是待固溶淬火處理的制件和試樣表面不GB/T37584—20197.1.1.2允許采用預(yù)留加工余量的方法保證熱處理后能夠通過機加工去除表面污染層。7.2生產(chǎn)操作7.2.1.1應(yīng)按制件熱處理工藝或工藝文件規(guī)定確定適用的熱處理設(shè)備、工藝氣氛和工裝夾具。不應(yīng)使用鹵化溶劑或甲醇除油。7.2.1.3熱處理前，應(yīng)對含有熱處理禁用氣氛的熱處理爐進行清洗。清洗用的氣體為空氣或惰性氣體用量至少應(yīng)為爐膛容積的兩倍。應(yīng)對沾有有害物質(zhì)的熱處理爐進行清理，具體要求如下：a)采用空氣爐進行熱處理時，應(yīng)在制件裝爐前清理和清洗。應(yīng)將之前處理的其他金屬的殘留物理時的預(yù)定保溫溫度。不能用氣流進行清洗時，爐內(nèi)溫度至少應(yīng)比熱處理的預(yù)定保溫溫度高110℃,并在此溫度下至少保溫4h。b)采用惰性氣體爐進行熱處理時，制件應(yīng)冷態(tài)裝爐，隨后進行清洗并使爐內(nèi)充滿惰性氣體。c)采用真空爐進行熱處理時，應(yīng)在裝爐前清洗。爐內(nèi)真空工作壓強應(yīng)盡可能低，至少不大于6.7×10-2Pa。加熱溫度應(yīng)比已進行過的最高熱處理溫度至少高10℃以上，保溫時間不少于1h必要時可帶隨爐檢驗試樣，清洗后按8.2.2.4檢查隨爐試樣表面污染情況，以檢驗清洗是否充分。d)真空釬焊爐不能直接用于鈦合金制件的真空熱處理，應(yīng)進行徹底清理并用同種類型的材料或試樣進行試驗驗證，滿足工藝要求后方可使用。7.2.1.4對于具有成品尺寸、機加工余量小的精密毛坯及具有精細尺寸的元件(如螺紋)、表面有氧化控制要求且在后續(xù)的加工中不能有效去除污染層的制件，應(yīng)選用惰性氣體保護爐或真空爐進行加熱。7.2.1.5對于要求慢冷或緩冷的制件，應(yīng)準備好適用的緩冷箱；當條件具備時，應(yīng)選用具有冷速控制功能且冷速滿足工藝要求的爐子設(shè)備進行制件的加熱。7.2.1.6應(yīng)選擇適合的工裝夾具裝載制件，且選用的工裝夾具的熱強性和耐蝕性能應(yīng)滿足所處理制件的工藝要求。7.2.2.1.1嚴格執(zhí)行制件的工藝規(guī)范和設(shè)備操作規(guī)程，達到圖樣或工藝文件要求的制件熱處理性能及其他技術(shù)要求。7.2.2.1.2制件、試樣和工裝夾具在清洗、清理干凈后，操作人員應(yīng)戴白色脫脂棉手套或采用其他適宜的保護方法進行裝載操作，防止再次造成制件、試樣和工裝夾具的污染。7.2.2.2.1對制件的力學(xué)性能有要求時，每熱處理爐批應(yīng)跟隨力學(xué)性能試樣，每種力學(xué)性能試樣一般不少于3個。每熱處理爐批用于檢驗表面污染的試樣應(yīng)遵循：在惰性氣體或真空氣氛中加熱時，如果加熱溫度高于540℃,且制件熱處理后不再進行機加工，則每次裝爐均需附帶一個隨爐試樣；若加熱溫度低于540℃,則不需放置隨爐試樣。GB/T37584—20197.2.2.2.2表面污染檢驗試樣應(yīng)與材料或制件同牌號、同熱處理狀態(tài)，性能試樣應(yīng)與材料或制件同牌7.2.2.2.3試樣的規(guī)格、形式應(yīng)符合技術(shù)文件要求。試樣通常是專門加工的，圖樣或技術(shù)文件有要求時，試樣也可以是預(yù)留在制件規(guī)定部位上的。對于小型制件，可以用無鍍層的產(chǎn)品制件代替試樣。增氫試樣的規(guī)格通常為0.50mm×25mm薄片樣。7.2.2.3.1制件和隨爐試樣應(yīng)以合理的方式裝載擺放或吊掛，制件之間應(yīng)留有合適的間隙，保證加熱介質(zhì)的自由循環(huán)和所有爐料的均勻加熱，最大限度地減少加熱和淬火帶來的變形。7.2.2.3.2禁止使用帶有鍍鋅層、鍍鎘層的鐵絲綁扎固定制件和試樣。7.2.2.3.3若采用不銹鋼制作的工裝在真空爐中使用，裝載時應(yīng)在制件與工裝接觸的部位放上鈦合金墊片或陶瓷墊片。7.2.2.3.4制件和試樣入爐時應(yīng)確保料筐或料架放置在爐子的有效加熱區(qū)內(nèi)。制件及試樣一般是到溫后入爐，有入爐溫度要求時應(yīng)按要求的溫度入爐。在真空爐中加熱時，制件可隨爐升溫。7.2.2.4.1制件出爐淬火冷卻時應(yīng)操作平穩(wěn)，防止制件因碰撞或強烈晃動產(chǎn)生變形。應(yīng)在要求的轉(zhuǎn)移時間內(nèi)完成淬火操作。7.2.2.4.2制件在水、水溶液或油中冷卻時，應(yīng)使淬火介質(zhì)充分循環(huán)攪拌和/或使所有裝料在介質(zhì)中適7.2.2.4.3對于空冷的制件應(yīng)散開放置或放置在流動的空氣環(huán)境中；有快冷要求時，可使用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機吹風(fēng)以滿足制件冷卻速率要求。7.2.2.4.4對于要求在空氣中慢冷或緩冷的制件，若制件的加熱不是在具有冷速控制功能的爐內(nèi)進行，則應(yīng)使用緩冷箱進行制件的慢冷或緩冷。7.2.2.5.1在升溫加熱前真空加熱室的壓力應(yīng)保證在規(guī)定的工作壓強，一般不大于6.7×10-2Pa,且在真空加熱過程中應(yīng)按工藝規(guī)定對加熱室回充惰性氣體進行分壓操作。當工作分壓低于規(guī)定壓強范圍時，應(yīng)再向爐內(nèi)充入規(guī)定的惰性氣體。充入爐內(nèi)的惰性氣體露點應(yīng)不高于一54℃。7.2.2.5.2最大截面厚度超過25mm的制件應(yīng)進行預(yù)熱。預(yù)熱在低于最終熱處理工藝溫度100℃~200℃下進行并保溫足夠長的時間，預(yù)熱后升溫至規(guī)定的熱處理工藝溫度。7.2.2.5.3真空水淬時應(yīng)向水淬室充入一定壓力的惰性氣體，充氣壓力一般不低于6.7×10?Pa,防止水或水汽進入加熱室同時保證水淬冷卻效果。7.2.2.5.4真空退火或去應(yīng)力處理或除氫處理等需爐冷的工藝，制件應(yīng)爐冷到200℃以下才能出爐。7.2.2.5.5帶有密閉腔體的制件(包括組合件)固溶處理時不得在真空爐內(nèi)進行加熱。7.3生產(chǎn)過程控制7.3.1.1熱處理生產(chǎn)前，應(yīng)對轉(zhuǎn)入熱處理工序的制件及試樣的材料護鍍層或涂覆層)、數(shù)量與規(guī)格以及隨料或隨件的工序文件等進行檢查驗收并應(yīng)符合工藝文件和7.1的GB/T37584—20197.3.1.2每個試樣或試件均應(yīng)有明顯的標記并應(yīng)能區(qū)分所代表的熱處理爐批。7.3.2.1熱處理生產(chǎn)過程中應(yīng)嚴格控制爐內(nèi)氣氛防止制件出現(xiàn)表面增氫和污染，避免出現(xiàn)超過圖樣或工藝文件規(guī)定的增氫、增氮、增碳，確保制件表面氧化程度(可通過顏色辨別)不超過工藝文件規(guī)定。7.3.2.2對真空熱處理，應(yīng)定時檢查回充惰性氣體的露點值；對惰性氣體保護熱處理，應(yīng)定時檢查氣源，防止供氣中斷。7.3.3.1鈦及鈦合金制件允許進行重復(fù)熱處理。重復(fù)熱處理的次數(shù)一般為1次，最多不超過兩次。專用文件或客戶另有規(guī)定的按專用工藝文件或客戶規(guī)定執(zhí)行。7.3.3.2重復(fù)熱處理時原試樣和余料應(yīng)跟隨制件進行完整的熱處理過程。檢驗增氫及表面污染的試樣不進行時效處理。7.3.3.3由于真空除氫導(dǎo)致過時效而需要重新固溶、時效熱處理時，應(yīng)與客戶協(xié)商一致。7.3.4.1凡經(jīng)機械校正(當允許時)的制件均應(yīng)按規(guī)定進行去應(yīng)力退火。對于固溶時效處理制件，去應(yīng)力退火溫度應(yīng)比時效溫度低30℃。7.3.4.2經(jīng)噴丸強化的制件禁止在固溶處理后進行去應(yīng)力退火。7.3.5.1對于制件和試樣的增氫控制應(yīng)貫穿于整個工藝和生產(chǎn)操作過程。當最終熱處理后按8.2.2.4檢驗表面增氫超過規(guī)定時，應(yīng)及時在真空爐內(nèi)進行除氫處理，但事先應(yīng)與客戶協(xié)商一致。7.3.5.2除氫處理的加熱溫度一般比制件和試樣最后一道工藝溫度低30℃或更多，但不低于550℃,若最后一道工藝溫度不能滿足除氫溫度要求，則應(yīng)當在前一道熱處理工序完成后進行除氫處理；除氫處理的極限工作真空度應(yīng)不大于6.7×10-2Pa,保溫足夠時間后爐冷至200℃以下出爐。除氫處理的保溫時間可參照表9。表9除氫處理的保溫時間最大截面厚度(直徑)mm保溫時間h>20～507.3.6.1當制件在非惰性氣氛或非真空環(huán)境中加熱到540℃以上時，應(yīng)留有足夠的加工余量以去除表面污染層，確保成品制件全表面清潔無污染。7.3.6.2制件表面的清理清洗可采用酸洗(堿洗)、化學(xué)銑切、噴砂(噴丸)或機械加工等方法或客戶能接受的其他方法，酸洗(堿洗)按HB/Z344規(guī)定進行。專用文件另有規(guī)定的，按專用文件執(zhí)行。GB/T37584—20197.3.6.3表面金屬的去除應(yīng)在制件熱處理后立即完成，除非還有加工工序，否則不應(yīng)延遲。表10給出了制件在空氣氣氛中熱處理后表面金屬最少去除量指導(dǎo)值。表10制件表面金屬去除量指導(dǎo)值加熱溫度/℃不大于加熱時間/h不大于126金屬去除量/mm不少于0.010.010.010.010.030.050.010.010.030.030.050.080.080.010.030.030.080.080.080.150.030.030.050.120.100.150.050.050.080.130.200.250.050.080.100.150.250.080.100.150.250.130.200.39—0.150.25———8質(zhì)量控制與檢驗8.1質(zhì)量控制8.1.1.1鈦及鈦合金的材質(zhì)應(yīng)符合對應(yīng)材料規(guī)范的規(guī)定并應(yīng)有相應(yīng)的材質(zhì)證明(質(zhì)量保證書)。必要8.1.1.2熱處理用油、水溶液的生產(chǎn)廠家應(yīng)提供產(chǎn)品出廠檢驗報告及產(chǎn)品檢驗合格證，必要時，進行入廠復(fù)驗。使用過程中應(yīng)按工藝材料標準或技術(shù)條件規(guī)定定期檢測并合格。8.1.2.1應(yīng)按GB/T30825或?qū)Ｓ眉夹g(shù)文件的規(guī)定對熱處理設(shè)備及輔助設(shè)備、配套裝置和儀器儀表(包括溫度傳感器)定期進行檢驗、測試與校準并應(yīng)符合規(guī)定。8.1.2.2用于測量和監(jiān)控?zé)崽幚磉^程的所有工藝儀表和計量器具均應(yīng)符合GB/T30825規(guī)定的準確度等級要求。專用儀表或裝置(如：露點儀等)應(yīng)符合產(chǎn)品說明書規(guī)定的準確度指標。8.1.2.3應(yīng)定期檢測真空爐的極限真空度和冷態(tài)壓升率并應(yīng)滿足設(shè)備技術(shù)指標要求或工藝文件規(guī)定。冷態(tài)壓升率的檢測方法按GB/T10066.1的規(guī)定執(zhí)行，起始測試壓強應(yīng)不大于規(guī)定的真空壓強。對于連續(xù)使用的真空爐應(yīng)每周檢測一次，對于非連續(xù)使用(使用間隔時間大于一周)的爐子，允許延長到每次使用前進行檢測。GB/T37584—20198.1.2.4應(yīng)定期進行空氣或非惰性氣氛爐的增氫檢測試驗。每周應(yīng)將爐子加熱到650℃以上進行一次試樣隨爐裝載，然后檢測增氫和表面污染。8.1.3.1真空或惰性氣體保護熱處理后的制件表面應(yīng)光亮或光潔，無磕傷、碰傷及無法去除的劃痕。8.1.3.2真空熱處理后的制件表面不應(yīng)出現(xiàn)合金元素貧化現(xiàn)象即異常光亮且密布小坑。8.1.3.3熱處理后的制件表面不應(yīng)存在無法去除的污染層(厚度超過預(yù)留的加工余量或?qū)o余量件)。若經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)表面增氫，應(yīng)及時進行除氫處理。8.1.3.4制件最終熱處理變形應(yīng)在工藝文件允許的范圍內(nèi)。8.1.4.1按要求填寫并妥善保存熱處理原始記錄，建立完整的產(chǎn)品熱處理加工檔案。每臺用于鈦合金熱處理的加熱設(shè)備的記錄作為符合本標準的證據(jù)之一予以存檔。除非客戶文件另有規(guī)定，這些記錄應(yīng)從記錄之日起保存10年。8.1.4.2熱處理爐設(shè)備的有效加熱區(qū)測定原始記錄與報告、工藝儀表系統(tǒng)準確度校驗原始記錄與報告和設(shè)備配置的工藝儀表與傳感器的檢驗報告或校準記錄應(yīng)存檔并至少保存10年。8.1.4.3熱處理檢驗結(jié)果、試樣測試試驗結(jié)果的記錄應(yīng)存檔并從檢驗和試驗之日起至少保存10年。8.1.4.4除氫處理過程應(yīng)予以記錄，內(nèi)容至少應(yīng)包括加熱溫度、保溫時間和真空壓強值。記錄應(yīng)存檔并至少保存10年。8.2檢驗8.2.1.1.1應(yīng)按制件圖樣規(guī)定和技術(shù)文件要求對熱處理后的制件或試樣進行相關(guān)項目的檢驗。專用技術(shù)文件另有規(guī)定時，按專用技術(shù)文件規(guī)定執(zhí)行。檢驗結(jié)果應(yīng)滿足圖樣、技術(shù)文件和本標準要求。8.2.1.1.2一般應(yīng)對熱處理后的制件及試樣表面狀態(tài)、外形尺寸、力學(xué)性能以及表面污染進行檢驗。檢驗項目應(yīng)在圖樣上注明或在技術(shù)文件中明確規(guī)定。鈦及鈦合金件熱處理后應(yīng)按工藝文件規(guī)定檢測力學(xué)性能。應(yīng)對最終熱處理制件進行增氫和表面層污染檢驗并應(yīng)符合圖樣或技術(shù)文件要求。8.2.2檢驗方法與評定要求8.2.2.1.1制件表面質(zhì)量的檢驗一般采用目視或不大于10倍的放大鏡進行觀察。表面不應(yīng)出現(xiàn)裂紋、腐蝕、無法加工消除的碰傷、劃痕以及技術(shù)文件規(guī)定