單晶高溫合金母合金-編制說明

GB/TXXXX—XXXX《單晶高溫合金母合金》國家標(biāo)準(zhǔn)

編制說明

（征求意見稿）

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

本項(xiàng)目是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2021年第三批推薦性國家標(biāo)

準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的的通知（國標(biāo)委發(fā)[2021]28號），計(jì)劃編號為

20214297-T-605，項(xiàng)目名稱為“單晶高溫合金母合金”，計(jì)劃完成時(shí)間為24個(gè)月。

2、主要工作過程

起草(草案、調(diào)研)階段:計(jì)劃下達(dá)后，2021年10月中科院金屬所和冶金工

業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究員牽頭各起草單位成立了起草工作組，由中國科學(xué)院金屬研究所

為組長單位，負(fù)責(zé)主要起草工作。工作組對國內(nèi)外單晶高溫合金母合金技術(shù)現(xiàn)狀

與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，同時(shí)廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外技術(shù)資料，進(jìn)行了大

量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，在此

基礎(chǔ)上編制出《單晶高溫合金母合金》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。

為了滿足十四五國標(biāo)體系優(yōu)化的要求，同時(shí)，為了更好的構(gòu)建和完善高溫合

金標(biāo)準(zhǔn)體系，將項(xiàng)目名稱申請變更為《鑄造高溫合金母合金單晶》，并于2023

年4月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及其編制說明等相關(guān)資料。

征求意見階段:2023年5月，由特殊合金技術(shù)委員會秘書處將標(biāo)準(zhǔn)征求意見

稿和編制說明發(fā)送到特殊合金分委員會委員及有代表性的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)方廣泛征求

意見。截止2023年7月，共發(fā)函X個(gè)單位，收到X個(gè)單位回函，其中X個(gè)單

位提出了X條意見或建議(見《意見匯總處理表》)。

審查階段:通過對這些反饋意見進(jìn)行分類、歸納、整理和分析，工作組采納

X條，不采納X條，并進(jìn)而對標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿進(jìn)行了補(bǔ)充、修改，于2023年X

月完成了標(biāo)準(zhǔn)送審稿，提交標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處。標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2023

年XX日在XX召開了《單晶高溫合金母合金》標(biāo)準(zhǔn)審查會，到會委員XX名和

專家XX名，對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了審查，獲得一致通過，并認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)水平達(dá)到國內(nèi)

先進(jìn)水平。

報(bào)批階段:工作組按照會議審查意見對標(biāo)準(zhǔn)送審稿作了進(jìn)一步的修改、整理

和完善，在2023年XX月形成了標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿、編制說明及其他相關(guān)文件上報(bào)全

國鋼標(biāo)委秘書處。

注意：如果標(biāo)準(zhǔn)草案涉及專利，在標(biāo)準(zhǔn)制修訂過程中的任何階段，均應(yīng)附上《已披露

的專利清單》廣泛征求意見，并將反饋意見加以說明。鼓勵沒有參與國家標(biāo)準(zhǔn)

制修訂的組織或者個(gè)人在標(biāo)準(zhǔn)制修訂的任何階段披露其擁有和知悉的必要專利。

3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)由中國科學(xué)院金屬研究所、XXXXX、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、……

共同起草。

主要成員:XXXX、XXXX、XXXX、……。

所做的工作:XXXX任工作組組長，主持全面協(xié)調(diào)工作，負(fù)責(zé)對各階段標(biāo)準(zhǔn)

的審核;XXXX為本標(biāo)準(zhǔn)主要執(zhí)筆人，負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的具體起草與編制;XXXX、

XXXX、XXXX負(fù)責(zé)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)和資料的收集、分析及資料查證，對產(chǎn)

品生產(chǎn)工藝、性能和使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和歸納；XXXX負(fù)責(zé)對國內(nèi)外產(chǎn)品和技

術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，XXXX負(fù)責(zé)對各方面的意見及建議進(jìn)行歸

納、整理。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本文件在制定/修訂過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推

出、及時(shí)修訂、不斷完善”的原則，注重標(biāo)準(zhǔn)修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)

推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標(biāo)準(zhǔn)的目

標(biāo)、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進(jìn)行本標(biāo)準(zhǔn)的制定/修

訂工作。

本文件在起草過程中主要按GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)

的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》的要求編寫。在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)時(shí)，綜合考慮生產(chǎn)

企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟(jì)、社會效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)

上的先進(jìn)性和合理性。

三、主要內(nèi)容說明

1、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

1.1合金錠的尺寸

合金錠的尺寸與合金凝固過程中的偏析密切相關(guān)，由于鑄造高溫合金沒有采

用電渣或自耗冶煉，所以尺寸過大會導(dǎo)致凝固偏析加劇。另外尺寸過大也易導(dǎo)致

合金棒中形成縮孔等缺陷。因此，本文件中將母合金的公稱直徑規(guī)定為70mm～

90mm，公稱長度應(yīng)不小于300mm。

1.2化學(xué)成分

合金成分的控制是保證高溫合金力學(xué)性能的關(guān)鍵。第一類是γ?沉淀相強(qiáng)化元

素Al、Ti、Ta等元素含量顯著影響合金的性能。為了使合金具有較高的力學(xué)，

對Al、Ti、Ta的含量進(jìn)行了規(guī)定。第二類是固溶強(qiáng)化元素，主要是保證基體有

較高的強(qiáng)度，根據(jù)某型號的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對合金的固溶強(qiáng)化元素的范圍進(jìn)

行了規(guī)定，使其既能保證較高的強(qiáng)度又不析出TCP有害相，確保合金長期服役

的安全性。第三類是微量元素C、B等是高溫合金中使用最廣泛的微合金化元素，

這些元素可以起到強(qiáng)化晶界的作用，從而有利于合金持久和蠕變性能的提升。但

是過量C、B等的添加會顯著降低單晶高溫合金的初熔溫度，有可能會導(dǎo)致單晶

高溫合金在熱處理或服役過程中發(fā)生初熔，影響合金長期服役安全性。第四類是

雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素會顯著的影響高溫合金的力學(xué)性能，本標(biāo)準(zhǔn)中不僅對高溫

合金中雜質(zhì)元素種類及含量進(jìn)行了控制，還有對雜質(zhì)元素的總量進(jìn)行了控制。通

過有效降低雜質(zhì)元素的含量。

1.3力學(xué)性能

單晶高溫合金母合金的力學(xué)性能主要是以將其制備的成單晶試棒來進(jìn)行力

學(xué)性能測試，定向凝固過程中采用的是螺旋選晶法，螺旋選晶法所制備單晶的晶

體取向會產(chǎn)生一定的取向偏離，取向偏離會顯著影響合金的力學(xué)性能，根據(jù)相關(guān)

的文獻(xiàn)報(bào)道，試樣主應(yīng)力軸的偏離角度不超過15°作為規(guī)定，超過這個(gè)角度，合

金的力學(xué)性能大幅降低。

熱處理是調(diào)整高溫合金中γ?沉淀相尺寸與體積分?jǐn)?shù)的重要手段，通過對熱處

理制度的規(guī)定，可使合金更好的發(fā)揮力學(xué)性能的優(yōu)勢。

由于高溫合金中的力學(xué)性能很多，為了降低合金的測試成本，通過實(shí)驗(yàn)，選

擇有代表性的力學(xué)性能進(jìn)行測試，從而反映合金的力學(xué)性能。

1.4浮渣試驗(yàn)

夾雜是影響高溫合金性能的重要因素之一，需要對其浮渣進(jìn)行檢驗(yàn)。浮渣檢

驗(yàn)按HB5406的規(guī)定進(jìn)行。

1.5電子空位數(shù)

高溫合金材料的組織穩(wěn)定性也是關(guān)鍵的指標(biāo)之一，由于合金的成分有上限和

下限的區(qū)別，所以即使都在成分線范圍內(nèi)，也有可能形成有害相。所以需要計(jì)算

電子空位數(shù)，并且在電子空位數(shù)計(jì)算上有GB/T31309鎳基高溫合金電子空位數(shù)

計(jì)算方法可作為依據(jù)。電子空位數(shù)的計(jì)算也可按照供需雙方協(xié)商確定的方法進(jìn)行。

1.6表面質(zhì)量

單晶高溫合金后續(xù)將制備成單晶鑄件，該部件的服役溫度高，合金表面及

內(nèi)部的質(zhì)量會顯著影響單晶鑄件的性能，所以需要100%去除氧化皮，呈金屬

光澤，表面不允許有夾渣和非金屬夾雜、外來金屬和陶瓷夾雜以及大鑄瘤?？?/p>

慮到民用低成本的需求，故二次最大縮孔直徑由供需雙方商定。

四、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況

本標(biāo)準(zhǔn)是在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及型號標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國單晶高溫合金生產(chǎn)和使

用經(jīng)驗(yàn)而修訂完成的。工作組通過中科院金屬所進(jìn)行出廠檢驗(yàn)和在線檢驗(yàn)，以及

用戶的入廠檢驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)，對單晶高溫合金主要性能指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證見表2-

表6。

表2DD405單晶高溫合金主要性能指標(biāo)試驗(yàn)值與標(biāo)準(zhǔn)值對比表

主要技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)批試驗(yàn)值標(biāo)準(zhǔn)值比對結(jié)論

1093℃/158MP

18E-78t=45.07h，ψ=36%t≥20h，ψ≥12%符合要求

條件下的壽命

與面縮率

870℃的拉伸性

σ0.2≥690MPa；符合要求

18E-78σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

能

δ=19.5%,ψ=18%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

1093℃/158MP18E-76t=68.83h，ψ=27%t≥20h，ψ≥12%符合要求

條件下的壽命

與面縮率

870℃的拉伸性18E-76σ0.2=820MPa，σb=11020MPa；σ0.2≥690MPa；符合要求

能δ=24%,ψ=26%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

1093℃/158MPJC19L-27t=60.72h，ψ=27%t≥20h，ψ≥12%符合要求

條件下的壽命

與面縮率

870℃的拉伸性JC19L-27σ0.2=755MPa，σb=1030MPa；σ0.2≥690MPa；符合要求

能δ=22%,ψ=22%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

表3DD407單晶高溫合金主要性能指標(biāo)試驗(yàn)值與標(biāo)準(zhǔn)值對比表

主要技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)批試驗(yàn)值標(biāo)準(zhǔn)值比對結(jié)論

1093℃/158MP

t=45.07h，ψ=36%t≥20h，ψ≥12%符合要求

條件下的壽命

與面縮率

760℃的拉伸性

σ0.2≥690MPa；符合要求

σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

能

δ=19.5%,ψ=18%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

表4DD408單晶高溫合金主要性能指標(biāo)試驗(yàn)值與標(biāo)準(zhǔn)值對比表

主要技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)批試驗(yàn)值標(biāo)準(zhǔn)值比對結(jié)論

850℃/480MP

t=45.07ht≥100h符合要求

條件下的壽命

表5DD432單晶高溫合金主要性能指標(biāo)試驗(yàn)值與標(biāo)準(zhǔn)值對比表

主要技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)批試驗(yàn)值標(biāo)準(zhǔn)值比對結(jié)論

1000℃/280MP

t=45.07ht≥60h符合要求

條件下的壽命

900℃的拉伸性

σb≥860MPa；符合要求

σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

能

δ=19.5%,ψ=18%

δ≥10%；

ψ≥12%；

表6DD499單晶高溫合金主要性能指標(biāo)試驗(yàn)值與標(biāo)準(zhǔn)值對比表

主要技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)批試驗(yàn)值標(biāo)準(zhǔn)值比對結(jié)論

760℃/790MP

t=45.07ht≥40h符合要求

條件下的壽命

900℃的拉伸

σb≥820MPa；符合要求

σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

性能

δ=19.5%,ψ=18%δ≥10%；

ψ≥10%；

五、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問題。

六、預(yù)期達(dá)到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

本標(biāo)準(zhǔn)于2023年首次發(fā)布，此次制定，充分納入和反映了當(dāng)今新產(chǎn)品、新

技術(shù)、新工藝的先進(jìn)技術(shù)成果，，為單晶高溫合金母合金的推廣應(yīng)用提供了有力

的技術(shù)支撐，為指導(dǎo)和規(guī)范單晶高溫合金母合金生產(chǎn)和驗(yàn)收提供了依據(jù)，有利于

提高產(chǎn)品的技術(shù)性能、安全可靠性及環(huán)保性能。

通過標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，將促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)產(chǎn)品的國內(nèi)外市場競爭力，

同時(shí)為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化升級創(chuàng)造條件，對規(guī)范市場競爭，引導(dǎo)市場良性

發(fā)展，加快我國高品質(zhì)高溫合金制備技術(shù)快速發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。

七、與國際、國外對比情況

無

八、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)

制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

九、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無

十、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明

建議本標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

十一、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

一般情況下，建議本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布6個(gè)月后實(shí)施。

十二、廢止或代替現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無

十三、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

無

《單晶高溫合金母合金》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制工作組

2023年X月X日

GB/TXXXX—XXXX《單晶高溫合金母合金》國家標(biāo)準(zhǔn)

編制說明

（征求意見稿）

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

本項(xiàng)目是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2021年第三批推薦性國家標(biāo)

準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的的通知（國標(biāo)委發(fā)[2021]28號），計(jì)劃編號為

20214297-T-605，項(xiàng)目名稱為“單晶高溫合金母合金”，計(jì)劃完成時(shí)間為24個(gè)月。

2、主要工作過程

起草(草案、調(diào)研)階段:計(jì)劃下達(dá)后，2021年10月中科院金屬所和冶金工

業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究員牽頭各起草單位成立了起草工作組，由中國科學(xué)院金屬研究所

為組長單位，負(fù)責(zé)主要起草工作。工作組對國內(nèi)外單晶高溫合金母合金技術(shù)現(xiàn)狀

與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，同時(shí)廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外技術(shù)資料，進(jìn)行了大

量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，在此

基礎(chǔ)上編制出《單晶高溫合金母合金》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。

為了滿足十四五國標(biāo)體系優(yōu)化的要求，同時(shí)，為了更好的構(gòu)建和完善高溫合

金標(biāo)準(zhǔn)體系，將項(xiàng)目名稱申請變更為《鑄造高溫合金母合金單晶》，并于2023

年4月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及其編制說明等相關(guān)資料。

征求意見階段:2023年5月，由特殊合金技術(shù)委員會秘書處將標(biāo)準(zhǔn)征求意見

稿和編制說明發(fā)送到特殊合金分委員會委員及有代表性的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)方廣泛征求

意見。截止2023年7月，共發(fā)函X個(gè)單位，收到X個(gè)單位回函，其中X個(gè)單

位提出了X條意見或建議(見《意見匯總處理表》)。

審查階段:通過對這些反饋意見進(jìn)行分類、歸納、整理和分析，工作組采納

X條，不采納X條，并進(jìn)而對標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿進(jìn)行了補(bǔ)充、修改，于2023年X

月完成了標(biāo)準(zhǔn)送審稿，提交標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處。標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2023

年XX日在XX召開了《單晶高溫合金母合金》標(biāo)準(zhǔn)審查會，到會委員XX名和

專家XX名，對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了審查，獲得一致通過，并認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)水平達(dá)到國內(nèi)

先進(jìn)水平。

報(bào)批階段:工作組按照會議審查意見對標(biāo)準(zhǔn)送審稿作了進(jìn)一步的修改、