T-CSTM LX 9900 00720-2021《變形高溫合金渦輪盤鍛件 全截面化學成分測定 金屬原位統計分布分析法》編制說明

1、工作簡要過程，來源、主要參加單位和工作組成員T/CSTMLX990000719-2021《管坯及鋼管全截面化學成分測定原位統計分布分析法》源于國家重大科學儀器設備開發(fā)專項“雙光源全自動大尺度偏析度分析儀”（2017YFF6208）項目開發(fā)成果。該成果在變形高溫合金渦輪盤鍛件全截面化學成分測定中，對高溫合金渦輪盤鍛件進行了大量實驗，根據這些實驗制定了本標準。標準制定單位：鋼鐵研究總院，鋼研納克檢測技術股份有限公司，北京科技大學，鋼研高納科技股份有限公司標準起草人員：賈云海袁良經，于雷，張翹楚，張純巖，張圣坤，盛亮，劉慶斌，孫曉飛，李建強，張曉芬，李白冰，2、標準化對象簡要情況及制訂標準的原則超大尺寸金屬樣品成分原位分析技術是解決米級尺寸金屬構件或材料的全域成分偏析及夾雜物分析問題。采用全自動超大尺寸金屬原位分析系統，可分析構件表面尺寸長×寬為1000mm×500mm，突破傳統的以點分析代表表面分析、以小區(qū)域結果代表整體構件性能的局限，對構件平面表面實現全覆蓋表征，實現對材料整體的成分和夾雜物分布分析表征，可進行高鐵車軸等大尺寸金屬構件的成分偏析度及夾雜物分析表征。系統基于海量成分-位置信息，給出偏析度計算模型，達到測試結果可視化表征。目前沒有針對變形高溫合金渦輪盤鍛件大尺寸樣品全截面化學成分測定及原位統計分布分析標準。3、請說明制修訂標準與相關現有標準的主要區(qū)別，并填寫下方主要參數對比表。若采用了國際標準和國外先進標準，應當詳細地說明采用該標準的目的、意義，采用標準程度及理由，或與測試的國外樣品的有關數據對比情況等。（1）請根據實際情況填寫主要參數對比表，可適當添加或刪減此表。方法標準與相關國家主要參數對比表標準號T/CSTMLX990000720-2021GB/T-21834-2008標準名稱變形高溫合金渦輪盤鍛件全截面化學成分測定金屬原位統計分布分析法中低合金鋼多元素成分分布測定金屬原位統計分布分析法分析范圍舉例用GH4169鎳基高溫合金成分常規(guī)中低合金鋼成分范圍原理在樣品移動過程中，進行單火花光譜面掃描分析在樣品移動過程中，進行單火花光譜面掃描分析制樣要求表面粗糙度Ra小于3.2um未作規(guī)定試驗條件環(huán)境溫度25℃±5℃，同一標準化周期溫度波動小于3°C，相對濕度40°～70°環(huán)境溫度約25℃，同一標準化周期溫度波動小于3°C，相對濕度40°～70°儀器設備大尺寸金屬偏析度分析儀金屬原位分析儀試劑材料金屬材料金屬材料試驗方法連續(xù)掃描光譜分析方法連續(xù)掃描光譜分析方法試驗結果偏析度、夾雜物等偏析度、夾雜物等試驗有效性判斷掃描激發(fā)痕跡正常；測量結果不超過室內再現性允許差。掃描激發(fā)痕跡正常4、標準主要內容4.1測量范圍本標準適用于測定表面長為50mm～1000mm，寬為50mm～500mm的長方形或正方形區(qū)域，高度為50mm～300mm的長方形鋼鐵樣品；也適用于直徑小于700mm的圓形或圓環(huán)形鋼鐵樣品，厚度為50mm～300mm。一般分析面積最大不超過5x105mm2，分析長度最大不超過1000mm。以GH4169鎳基高溫合金鑄坯為例可能的各元素質量分數測定范圍見表1。表1測定元素測定范圍，％（質量分數）碳C0.012～0.036硅Si0～0.35錳Mn0～0.35磷P0.007～0.015鉻Cr17～19鐵Fe16～19鉬Mo2.8～3.15釩V0～100鈦Ti0.75～1.15鈮Nb5.2～5.55鋁Al0.35～0.65鈷Co0～14.2測量結果精密度判斷GH4169鎳基高溫合金鑄坯截面原位分析，從表面制樣到一次分析結束需要約1.5～5小時，如果進行兩次平行分析則需要一天時間。由于時間較長，已經超出一般成分分析的重復性條件，相當于時間變化的中間精密度（或室內再現性）條件。因此以中間精密度臨界差Rw作為判斷重復分析的精密度臨界值。在5天內，對GH4169鎳基高溫合金鑄坯分析10次，統計各個參數，用格拉布斯95%置信度檢驗并剔除異常值。表2中給出了直徑約380mm鋼管橫截面兩次測量的各類參數的中間精密度臨界差Rw。C2.5是95%置信區(qū)間下限；C97.5是95%置信區(qū)間上限；-Ds是負偏析度；+Ds是正偏析度；Dc是統計符合度。Rw(C2.5）)、Rw(C97.5)、Rw(-Ds)、Rw(+Ds)、Rw(Dc)分別是以上參數在中間精密度條件下的臨界差。對鋼管或管坯橫截面兩次平行分析時，各指標兩次分析差值應小于表中Rw值，超過Rw值的概率不超過5%。表2GH4169鎳基高溫合金鑄坯測試各元素的臨界差元素元素含量（%）C2.5（%）Rw(C2.5)(-Ds)Rw(-Ds）C97.5（%）Rw(C97.5）(+Ds)Rw（+Ds）統計符合度（Dc）（%）Rw(Dc)C0.0220.0130.013-0.4010.400.0350.0140.5850.58592.81926.2Si0.09750.0860.018-0.1210.120.1110.0130.1340.1341000Mn0.10.0710.071-0.2920.290.1340.0720.3440.341000Fe17.86517.4251.217-0.0250.02518.2771.1660.0230.06599.0996.3Mo2.9642.7580.358-0.070073.1970.2540.0790.07991.40822.4V0.03250.0240.024-0.2760.270.0440.0210.3650.3651000Al0.4590.4310.069-0.0610.060.4940.080.0760.07699.8350.88Co0.02670.0230.005-0.1380.1380.0310.0050.1460.1461000Nb5.39155.1210.514-0.050.055.6160.1950.0420.03689.85319.9Cr18.66218.2390.746-0.0220.0219.0150.4740.0190.01996.7559.2Ti0.85550.810.091-0.0530.050.9040.0740.0570.05797.268195、主要試驗（或驗證）結果的分析、綜述報告、技術經濟論證，預期的經濟效果等。本標準方法在對國產GH4169鎳基高溫合金鑄坯質量評價中進行了大量實驗，實驗結果對判斷GH4169鎳基高溫合金鑄坯質量，以及進一步改善提升工藝控制水平有很強的指導意義。6、與有關的現行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準的關系。不違反現行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準7、對征求意見及重大分歧意見的處理經過和依據。無8、標準水平建議，預期的社會經濟效果。本標準發(fā)布，將對大尺寸GH4169鎳基高溫合金鑄坯的偏析度及夾雜物分布有更準確的認識，有助于產品質量控制控制。9、貫徹標準的要求和措施建議無10、廢止有關標準的建議。無11、標準涉及專利情況說明，包括：11.1目前申請4項發(fā)明專利：已授權專利1項：(1)大尺度樣品全域成分全自動掃查定位和定量分析系統發(fā)明專利ZL201910330690.X鋼研納克在審專利3項：(2)大尺度金屬構件偏析度分析儀及分析方法發(fā)明專利201911374898.8鋼研納克(3)一種超大尺寸管棒狀金屬材料全域成分分析裝置及方法 發(fā)明專利202011059568.2鋼研納克(4)大尺寸不規(guī)則樣品表面掃描區(qū)域識別及掃描路徑確定方法發(fā)明專利202011180218.1鋼研納克11.2專利處置情況；本專利產品的客戶可自由使用本專利技術。11.3專利使用許可申明和披露申明。本專利產品的客戶可自由使用本專利技術進行檢測分析。12、重要內容的解釋和其它應予說明的事項。無T/CSTMLX990000720-2